viernes, 16 de junio de 2017

DETERGENTE. QUÍMICA POR UN TUBO

En general, la suciedad en la ropa o en la piel se adhiere en forma de una delgada película de grasa o aceite. Si quitamos esa película o capa desaparece la suciedad. Una molécula de jabón está formada por una larga cadena de átomos de carbono y en uno de sus extremos un grupo muy polar o iónico. La cadena carbonada es lipofílica (soluble en aceites y grasas) y el extremo es hidrofílico (soluble en agua).

Los primeros jabones que se desarrollaron para limpiar presentaban dos grandes problemas:

1. Como eran sales de sodio de ácidos débiles, sus soluciones acuosas resultaban alcalinas. Este hecho perjudicaba a algunas fibras que constituyen la ropa.
2. Forman sales insolubles con iones de calcio, magnesio y hierro que suelen estar presentes en las denominadas aguas duras. Este hecho hace que la efectividad del jabón disminuya de forma importante.

Para mejorar los jabones comunes se desarrollaron los denominados sindets (detergentes sintéticos) que, basándose en el mismo principio químico de lipófilo-hidrófilo de su estructura, buscan optimizar los resultados en el lavado.

En la actualidad, el diseño y manufactura de un buen detergente comercial resulta un proceso complicado, debido a que cada vez se desarrollan y se lanzan al mercado detergentes de usos específicos. La Química escondida tras un paquete de detergente es enorme: agentes ablandadores, blanqueadores, suavizares, limpiadores específicos de manchas, agentes contra la redeposición, abrillantadores,... la lista es casi infinita.

Veamos algunos de estos compuestos...

Los agentes ablandadores son, curiosamente, casi los más importantes en la composición de un detergente. Su misión es retirar del agua los iones de calcio y magnesio que van a interferir en la acción del jabón propiamente dicho. Inicialmente se utilizaron sales de fosfato como el tripolifosfato de sodio pero dado los daños que producen al medio ambiente la liberación excesiva de fosfatos (crecimiento descontrolado de algas, por ejemplo), su uso se ha limitado por ley y las industrias han buscado otros sustitutos más favorables. Entre sus sustitutos se encuentran el citrato de sodio, el carbonato de sodio o las zeolitas (aluminosilicatos de sodio).

Aunque su uso está en retroceso, también se emplean blanqueadores que contienen cloro en forma de hipocloritos. El cloro actúa como oxidan pero la tendencia a hacer que la ropa blanca tome un color amarillo o su olor ha hecho que poco a poco se sustituya por peróxidos que son agentes blanqueadores también. El más usado es el perborato de sodio que en su hidrólisis produce peróxido de hidrógeno que es el agente blanqueador.

Los suavizantes son sustancias químicas surfactantes católicas que dan al tejido la sensación de suavidad. Se incorporan por separado o junto con el detergente.

En los detergentes también están presentes las enzimas que tiene por misión eliminar algunos tipos de manchas específicas de la ropa. Las protestas eliminan manchas producidas por alimentos ricos en proteínas o las amilasas eliminan las producidas por alimentos ricos en almidón.

Otras sustancias importantes en un detergente son los agentes anti reposición. Estas sustancias se agregan para evitar que la suciedad vuelva a depositarse en la ropa limando el efecto del lavado. Entre los agentes más comunes podemos destacar los ésteres de celulosa.

También están presentes los abrillantadores ópticos. Estas sustancias son capaces de absorber la radiación ultravioleta de la luz del sol y presentar fluorescencia azul. Este hecho evita que la ropa blanca aparezca amarilla a nuestra visión. En general, estos abrillantadores ópticos suelen ser amigas aromáticas heteroaromáticas.


La lista de sustancias químicas es todavía más amplia: agentes antiestáticos para que la ropa no se pegue, compuestos hidrotropos para que los detergentes líquidos no pierdan sus propiedades por la presencia de sustancias poco solubles en ellos, compuestos inertes para evitar que el detergente en polvo se vuelva fluido. Y no hablamos de la fragancias y perfumes...

Lejos quedan aquellos tiempos del jabón hecho con aceite, sosa y sal... ¡Cómo limpiaba y no hacía espuma!

El procedimiento para fabricar jabón es muy sencillo:

1. Preparamos una mezcla de 25 mL de aceite y 15 mL de agua. La calentamos y le añadimos 5 g de hidróxido de sodio (sosa).
2. Calentamos la mezcla a ebullición durante 30 minutos. Hay que evitar que se pierda todo el agua. Para ello se van añadiendo pequeñas cantidades de agua si se observa su pérdida (nunca más de 10 mL de agua pro vez).
3. Pasados los 30 minutos, retiramos la mezcla de dejamos enfriar.
4. Añadimos 300 mL de agua, llevamos a ebullición y añadimos 20 g de cloruro de sodio.
5. Agitamos fuertemente y dejamos enfriar.

¿Se observa la formación de dos fases?... El jabón es la superior. En la inferior hay una disolución de glicerina.

¿Desde el punto de vista químico qué ha ocurrido?... Un jabón es una sal, de sodio o de potasio, procedente de un ácido graso. La reacción de obtención de un jabón es una reacción de saponificación que consiste en la hidrólisis de un éster de un ácido graso en presencia de una base fuerte soluble. En términos generales se puede representar:

R-COO-R'     +     NaOH    ====       R-COO-+Na    +    R'OH
 Éster    +     Base     ====     Jabón     +     Alcohol

Por último, indicar que no es lo mismo un jabón que un detergente. Aunque parten de la misma base química, la diferencia está en que los jabones se fabrican a partir de sustancias naturales, como grasas animales y vegetales, mientras que los detergentes se elaboran a partir de materias primas sintéticas generalmente obtenidas del petróleo.