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Instructor: Ing. José Manuel García PantigozoSEMESTRE I - 2012

calidadtotal@hotmail.com

OBJETIVOS ESPECIFICOS DE APRENDIZAJEal final de la clase el estudiante:

Conocerán e identificarán los ProcesosUnitarios relativos a la:

Sulfonación

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SULFONACIONSulfonación es todo

procedimiento por el cual

se introduce el grupo

sulfónico -SO2OH (*) a

un átomo de carbono, o

algunas veces a un

átomo de nitrógeno. El

resultado es la obtención

de ácido sulfónico

correspondiente.

• Los métodos de enlace del grupo -SO2OH al

nitrógeno se denominan ordinariamente N-

sulfonación, o sulfamación.

• La palabra sulfonación se emplea también para

designar el tratamiento de cualquier compuesto

orgánico con el ácido sulfúrico, cualquiera sea la

naturaleza de los productos formados.

Los tipos de sulfonación comprenden:

• Sulfocloración: introducción de un grupo -

SO2Cl en un alcano empleando cloruro de

sulfurilo o anhídrido sulfuroso con cloro.

• Clorosulfonación: introducción de un grupo

-SO2Cl en un compuesto con ácido

clorosulfónico.

• Sulfoxidación: sulfonación directa de un

alcano con anhídrido sulfuroso y oxígeno.

• Sulfoalquilación: unión de un grupo

sulfoalquílico a un compuesto orgánico.

USO DE LOS SULFONADOS (1)En los colorantes y los agentes para curtir.

Resinas y polímeros sulfonados hidrosolu-

bles se usan como gomas y espesantes.

Los ClSO2OH son intermediarios para la

obtención de derivados sulfonados de amidas,

ésteres y mercaptanos.

Los cloruros alcanosulfónicos se usan como

agentes de curtido, para hacer detergentes y

elastómeros, en cambio alcanosaromáticos

producen sulfonamidas medicinales e

insecticidas.

USO DE LOS SULFONADOS (2)

Detergentes, agentes mojadores,

emulsivos y dispersantes, elastómeros.

Colorantes, compuestos contra la polilla y

agentes sintéticos para el curtido.

Resinas de intercambio de iones, gomas

sintéticas y agentes de espesamiento.

Intermedios en la preparación de otros

productos químicos.

Sulfonamidas medicinales e insecticidas.

TENSOACTIVOS (1)Los tensoactivos son sustancias que

influyen por medio de la tensión superficial

en la superficie de contacto entre dos fases

(p.ej., dos líquidos insolubles uno en otro).

Cuando se utilizan en la tecnología doméstica

se denominan como emulsionantes;

Entre los tensoactivos se encuentran las

sustancias sintéticas que se usan

regularmente en el lavado, entre las que se

incluyen productos como detergentes para

ropa, lavavajillas, productos para eliminar el

polvo de superficies, y champús.

TENSOACTIVOS (2)Reemplazaron al jabón común.

Estas propiedades las obtienen a través de

su estructura atómica. Los tensoactivos se

componen de una parte hidrófoba y un resto

hidrófilo. Se dice que son Moléculas

anfifílicas.

Zona polar Afín con

agua grupo sulfónico

Zona no polar Afín con

grasas o aceites de

cadena larga

USO DE TENSIOACTIVOSLos tensioactivos anió-

nicosson los ingredientes

principales en los productos

de acción desengrasante:

champús, jabón manos, gel de

ducha, detergente lavadora,

detergente lavavajillas, etc.

Los tensioactivos catióni-

cos se suelen utilizar como

acondicionadores: mascarilla

capilar, suavizante textil, etc.

JABONESHay de tocador y de lavar, los de tocador

llevan glicerina que les da suavidad. Pueden

llevar colorantes, perfumes y antisép-ticos.

Los jabones duros son de sales de sodio,

mientras los blandos son de sales de

potasio. La dureza depende de la cantidad de

agua que se dejo en el producto final.

Una molécula de jabón tiene un extremo

polar o iónico, mientras que el resto de la

molécula es no polar; la cadena

hidrocarbonada de doce a dieciocho átomos

de carbono.

JABONESEl grupo polar tiende a hacer el jabón

soluble en agua (hidrófilo) mientras que la

porción no polar (hidrocarburo) tiende a

hacerlo soluble en grasas (hidrófobo o

lipófilo).

Las sustancias que disminuyen la tensión

superficial de un liquido o la acción interfacial

entre dos líquidos, se conoce como agentes

tensioactivos.

CLASES DE JABONES

Jabones duros

Compuestos por sales de sodio. Tenemos los

jabones para lavar y jabones industriales.

Se elaboran a partir de m.p. de bajo costo (su

elaboración no es cuidadosa, puede tener NaOH)

Jabones blandos

Compuestos por sales de potasio. Tenemos

los jabones de tocador y cremas de afeitar

Se elaboran a partir de aceites vegetales; por

ejemplo aceites de coco, palma y oliva.

Se refinan para liberarlos de restos de

hidróxido de potasio

USO DE ACEITES SULFONADOS

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PARA OBTENER

JABON

LA SAPONIFICACION

Es una reacción química entre un acido

graso (o un lípido saponificable, portador de

residuos de ácidos grasos) y una base o

álcali, en la que se obtiene como principal

producto la sal de dicho ácido y de dicha

base.

Estos compuestos tienen la particularidad de

ser anfipaticos, es decir tienen una parte

polar y otra apolar (o no polar), con lo cual

pueden interactuar con sustancias de

propiedades dispares.

LA SAPONIFICACIÓN

GRASA + SOSA = JABON + GLICERINA

Los jabones son sales de ácidos grasos y

metales alcalinos que se obtienen mediante

la saponificación, este método en el

aspecto industrial consiste en hervir la

grasa en grandes marmitas, añadiendo

lentamente soda caustica (NaOH),

agitándose continuamente la mezcla hasta

que comienza esta a ponerse pastosa.

La reacción que tiene lugar es la

saponificación y los productos son el jabón

y la glicerina:

CLASIFIACION DE LOS LIPIDOS

SAPONIFICABLES

SIMPLES

Céridos Acilglicéridos

COMPLEJOS

Fosfolípidos Glucolípidos

INSAPONIFICABLES

Terpenos ESTEROIDES

PROSTAGLANDINAS

Saponificables son las grasas que se

pueden volver jabón, reaccionando con

un álcali. Y toda grasa saponificable es

un ácido graso, y al reaccionar con el

álcali, se vuelve una sal de ácido graso.

No saponificables son grasas que no

forman jabón al reaccionar con

alcalíes... Como las vitaminas, el

colesterol, los terpenos, las ceras,

etc...

Al mezclar los ácidos grasos (principales

componentes de las grasas animales y de

los aceites vegetales) con una solución

alcalina (hecha a partir de una mezcla de

agua y un álcali), se obtiene el jabón (que

será realmente suave, porque además el otro

subproducto que se obtiene de esta reacción

es la glicerina).

Para que la saponificación

se produzca es necesario

agitar la mezcla de la grasa

con la sosa. Si la sosa es

sódica (hidróxido de sodio)

se obtiene un jabón sólido y

duro, si es potásica

(hidróxido potásico) el jabón

que se obtiene es blando o

líquido (cremas jabonosas

como las de afeitar).

Los jabones son sales sódicas o potásicas de

ácidos grasos superiores (que contienen 12 o

más átomos de carbono). Sus moléculas

están constituidas por dos partes, una apolar,

formada por una cadena larga carbonada,

como si fuera una cola, que es neutra y repele

el agua (hidrófoba) pero atrae a la grasa

(liposoluble). La otra parte, la cabeza, es polar

y está formada por un extremo iónico cargado

eléctricamente que es afín al agua (hidrófila).

www.cneq.unam.mx/.../jabonactividades.htm

El jabón desprende la suciedad (grasa y polvo) de los tejidos

(o de la piel) debido precisamente a la estructura bipolar de

su molécula www.cneq.unam.mx/.../jabonactividades.htm

El jabón desprende la suciedad (grasa y polvo) de los tejidos

(o de la piel) debido precisamente a la estructura bipolar de

su molécula. www.cneq.unam.mx/.../jabonactividades.htm

El jabón actúa como un surfactante

disminuyendo la tensión superficial

del agua, su acción se debe a que las

cadenas de hidrocarburo de las

moléculas del jabón se disuelven en

sustancias poco polares, tales como

gotitas de aceite o grasa y la parte

iónica de la molécula es atraída por el

agua .

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DETERGENTES

DETERGENTES (1)Los primeros detergentes sintéticos

producidos en el siglo pasado, derivados del

naftaleno, causaron una gran alarma por su

escasa biodegradabilidad y su elevada

producción de espumas (detergentes “duros”).

Actualmente se utilizan formulaciones

“blandas” de fácil biodegradación y con

menor generación de espumas.

Un detergente contiene un conjunto de

sustancias de propiedades físico químicas

diversas, cada una de las cuales ejerce una

función específica.

DETERGENTES (1)La limitación de los jabones como agentes

de limpieza ha dado impulso a la industria de

detergentes. Aunque estos compuestos varían

considerablemente en su estructura química,

las moléculas de todos ellos se caracterizan

por tener una cadena no polar (soluble en

grasas), y un extremo polar (soluble en

agua).

Estructuralmente los detergentes son de dos

tipos:

Sales sódicas de los sulfatos de alquilo,

derivados de los alcoholes de cadena larga.

Sales sódicas de los ácidos alquilbenceno-

sulfónicos de cadena lineal, los sulfonatos

de alquilbenceno lineal .

Los detergentes actúan como los jabones pero

tienen ciertas ventajas; son eficientes en aguas

duras, porque los alquilsul-fatos y los

alquilsulfonatos de Ca y Mg son solubles en

agua.

Por ser sales de ácidos y bases fuertesproducen soluciones neutras, en cambio losjabones que son sales de ácidos débiles conbases fuertes producen solucionesligeramente alcalinas.

Fundamentalmente contienen:

Agentes tensioactivos, o surfactantes:productos orgánicos obtenidos a partir decompuestos petroquímicos, de aceites vegetaleso grasas animales con propiedadeshumectantes, emulsificantes y dispersantesque provocan la separación de la suciedad. Laestructura de la molécula está constituida por unacadena hidrófoba con grupos hidrófilos.

Fundamentalmente contienen:

Agentes coadyuvantes: mejoran la accióndetersiva de los agentes tensoactivos y ablandanel agua mediante la formación de complejos solublescon los iones calcio y magnesio.

Cargas: permiten el ajuste de la sustancia activa enel detergente a las dosis utilizadas. Los productos decarga incluyen sulfatos sódicos en polvos ydisolventes líquidos. Su proporción en el detergentees muy variada.

Otros aditivos: agentes de antirredeposición,blanqueadores, enzimas, antiespumantes, perfumes,inhibidores de corrosión.

COMPONENTES PRODUCTOS MÁS COMUNES (%)

Tensoactivos Alquilbencenosulfonato,

alcohol graso etoxilado

10-20

Coadyuvantes Tripolifosfato,

policarboxilato, EDTA,

citratos

25-40

Agentes de

antirredeposición

Carboximetilcelulosa 1-2

Inhibidores de

corrosión

Silicato sódico 5-10

Enzimas Proteasas, amilasas 0.1-1

Blanqueantes Perborato, persulfato <1

Antiespumantes Silicona 0-5

Perfumes <1

Carga Sulfato sódico 5-45

FABRICACION DE

DETERGENTES

RECEPCION DE MATERIA

PRIMA

PESADO Y SELECCION

SULFATADO Y NEUTRALIZADO

PREPARACION DE LA PASTA

SECADO Y PERFUMADO

TRANSPORTE Y EMPAQUE

USO DE ACEITES SULFONADOS

AIREANTE: Los aceites sulfonados, los cuales

al ser batidos con los componentes del hormigón,

originan multitud de pequeñas burbujas de aire o

gas, de 0,15 mm a 1 mm de diámetro, las cuales

quedan en el interior de la masa de hormigón y

permiten disminuir la dosificación de agua sin

disminuir la docilidad del hormigón y aumentando su

impermeabilidad.

LUBRICACION EN LA INDUSTRIA DEL CUERO:

Estos aceites tiene su carácter anionico, y producen

lubricaciones de mediana profundidad. Ofrece buena

llenura al quiebre.