Los Jabones - Articulo
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Los jabones
1) Introduccin
Todos los das nuestras actividades comunes nos ponen en contacto con
este qumico, y slo necesitamos saber que sirve para limpiar, que suele
tener un olor agradable y que sus formas pueden ser variadas. Sin
embargo, poca informacin poseemos respecto a su composicin qumica.
Este artculo reere cmo, a travs de la historia, el papel del abn ha
sido importante para el desarrollo de nuevas tecnologas, derivadas de las
necesidades globales de la sociedad. El impacto de la demanda de este
producto se observa en los mtodos empleados para elaborarlo. !a
qumica detr"s de este producto responde a varias incgnitas# $%mo
funciona un abn& $'or qu hace burbuas& $'or qu limpia& $(e dnde
viene& $'or qu sus diferentes presentaciones& $Es lo mismo abn y
detergente&
Todo comien)a con las grasas de origen animal o aceites vegetales que se
transforman en abones. *o es cuestin de magia# Esto se llama qumica,
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e implica una reaccin muy sencilla denominada saponicacin +-(E,
//01. 2n abn contiene las sales de sodio o potasio de los "cidos grasos,
producto de la me)cla de un cuerpo graso +triglicridos con un "lcali, que
puede ser hidr3ido de sodio o de potasio1.
Figura 1. Esquema de reaccin de saponifcacin para la
produccin de jabn.
Cmo unciona un jabn
%omo si se tratara de una batera con polos positivo y negativo, una
molcula de abn tambin tiene dos e3tremos de diferente anidad.
!a 4igura representa una molcula de abn. En roo, la cabe)a, con
carga, es afn al agua porque son de polaridad similar. !a cadena a)ul,
denominada lipoflica, es afn a las grasas y repele al agua +%!-5(E*,
//61. - causa de esta estructura, el abn posee una doble anidad
hacia la polaridad de otras molculas y puede orientarse seg7n el medio
donde se encuentre.
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4igura . 2na molcula de abn, la cabe)a roa con carga interact7a con
el agua, mientras que la cadena a)ul sin carga se me)cla con las grasas o
aceites.
-lguna ve) hemos escuchado la frase 8T7 y yo somos como el aceite y elagua, am"s podremos estar untos9. 'alabras muy fuertes. Es probable
que quien usa esta e3presin no cono)ca la qumica de un abn, que
puede disminuir la tensin supercial y, con ello, crear un efecto de
emulsicacin que es algo muy cercano a me)clarse.
En el agua, el abn forma entre :// y // micelas; es decir, asociaciones
o conglomerados de molculas que orientan sus cabe)as con carga haciala supercie del agregado molecular, mientras que las cadenas alif"ticas
quedan hacia dentro. !a micela es una partcula energticamente estable,
ya que los grupos con carga est"n unidos mediante enlaces de hidrgeno
de baa energa con las molculas del agua circundante, mientras que los
grupos anes a las grasas se orientan hacia el interior de la micela e
interact7an con otros grupos de caractersticas similares.
!os abones limpian debido a las anidades diferentes de los e3tremos de
sus molculas. !a suciedad grasa no se elimina f"cilmente slo con agua,
que la repele por ser insoluble en ella. Sin embargo, el abn posee una
cadena larga alif"tica o hidrocarbonada sin carga que interact7a con la
grasa, disolvindola, mientras que la regin con carga se orienta hacia el
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e3terior, formando gotas. 2na ve) que la supercie de la gota grasa est"
cubierta por muchas molculas de abn, se forma una micela con una
peque
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El abn ocupa hoy un lugar esencial en la sociedad. -trae por su aroma,
su te3tura y sus burbuas, atributos que determinan el uso especial que se
le ha dado desde las primeras civili)aciones. -unque no se puede precisar
la fecha e3acta en que se prepar por primera ve), e3isten indicios de que
ya se usaba en 6// a.%. !os habitantes de Sumeria, seg7n una tabletade arcilla de escritura cuneiforme, utili)aban para lavar la lana una
sustancia preparada me)clando agua, un "lcali y aceite de acacia +S'>T?,
/:/1. Se cree que la palabra abn, del latn saponem, proviene de la
monta!%@A, ///1.
El papiro de Ebers, tratado mdico que data de :6// a.%., sostiene que
los egipcios usaban abn como ungBento para curar infecciones de la piel
+C-D(>*ET, :61; adem"s, perfeccionaron su produccin me)clando
grasa animal y aceites vegetales, sales alcalinas y ceni)as si deseaban
una sustancia espumosa. En el reinado de *abnido +66FG6= a.%.1 en
Cabilonia, lo preparaban con aceite de ssamo, ceni)as y ciprs, aunque
era utili)ado para lavar supercies +!EHE5, :6I1. 'ara los hebreos, el
ba
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'osteriormente le adicionaron hierbas y le dieron un uso cosmtico
+S%N-4ED, :6F1.
!a frmula egipcia del abn tambin fue utili)ada por los griegos y los
romanos, que lo elaboraban hirviendo grasas y aceites con "lcali de
ceni)a y cal +S'>T?, //01. Empero, el baT?, //01. En
Europa, el abn se de de utili)ar durante siglos para la limpie)a
personal a causa de algunas creencias que se originaron por la peste
negra, recurrente durante la Edad Qedia. Siglos despus, el 8abn de
Qarsella9 +4rancia1 se generali) en varias regiones del Qediterr"neo,
como Savona, >talia, y %astilla, Espa
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abundante en la regin. 4ue as como, a mediados del siglo AH>>, el
gobierno de 4rancia regul el mercado del abn de Qarsella y propuso
reglas para elaborarlo e3cluyendo las grasas animales.
- lo largo de la historia, distintas civili)aciones utili)aron diversos
ingredientes para elaborar el abn# una sustancia grasa, ya sea de origen
vegetal o animal, y un "lcali, ya sea ceni)as de madera o de plantas, ricas
en carbonatos de sodio o potasio. Ese es el origen de la reaccin m"s
antigua, la saponicacin.
$) Industriali%acin del jabn
En :K6, el abn de Qarsella empe) a industriali)arse gracias a los
trabaos cientcos de *icolas !eblanc en :KIK, quien obtuvo el "lcali de
la sal de mar y el carbn, con calor. En :KI=, Scheele descubri una
sustancia dulce a la que llam lsus, hoy conocida como 8glicerina9, al
hervir aceite de olivo con 3ido de plomo. Este trabao conduo al qumico
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francs Eugene %hevreul a e3plicar la saponicacin# despus de
establecer la estructura del triglicrido arm que el abn es la sal
met"lica de los tres "cidos grasos +S'>T?, /:/1. Estos halla)gos
revolucionaron la industria del abn, que tuvo una gran demanda
despus de la Segunda Ouerra Qundial. (urante este periodo la gente sedio cuenta de la importancia de utili)ar abn, porque salv la vida de
muchos soldados. 'or otro lado, la cultura de la higiene propici la
reduccin de la muerte infantil.
!a qumica de la fabricacin de los abones es muy simple. %omo
sabemos, los abones son las sales de sodio o potasio de los "cidos
grasos, principalmente saturados aunque tambin insaturados, quecontienen cadenas de :/ hasta :I "tomos de carbono. !a fuente de estos
"cidos grasos es siempre una me)cla natural de los triglicridos que
constituyen las grasas de origen animal o los aceites vegetales +S'>T?,
/:/1. !a mayora de los fabricantes emplean directamente grasas o
aceites. El proceso de fabricacin puede ser por neutrali)acin directa de
la me)cla de "cidos grasos, o a partir de las grasas o aceites por hidrlisis
alcalina, denominada originalmente saponicacin +4igura K1.
'ara fabricar abones por neutrali)acin de los "cidos grasos se requiere
de la hidrlisis previa del triglicrido. 2n proceso comercial muy e3itoso
desde principios del siglo AA fue el denominado Titchell, que consiste en
calentar una emulsin de grasas o aceites con 6G=/U de agua,
catali)ando la hidrlisis por calentamiento con vapor durante 0G0I horas
en presencia de /.6 U de "cido sulf7rico y de :.6 U del catali)ador de
Titchell +T>T%NE!!, :/F1, de transferencia de fase. En este proceso se
emplea un reactor abierto.
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2n proceso de hidrlisis de las grasas o aceites que requiere de tiempos
de reaccin mucho m"s cortos que el Titchell es una reaccin a presin
que emplea cinc en polvo como catali)ador +CD-2*, :F=1. Tambin se
han diseT%NE!!, :/F1.
Este jabn& me 'a a ser'ir
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%omo sabemos, no toda el agua contiene las mismas cantidades de
electrolitos y minerales. !os abones no act7an adecuadamente en el
agua dura, o bien, "cida. Se conoce como agua dura a la que contiene
iones polivalentes como calcio, magnesio o hierro. Es frecuente que el
agua de consumo casero contenga estos iones. - pesar de que esta agua,rica en minerales, es potable, los iones y el abn forman sales insolubles
denominadas espuma de agua dura. !a siguiente ecuacin representa la
reaccin de un abn con el ion calcio, elemento abundante en el agua
que ha estado en contacto con rocas ricas en minerales de este metal.
'or otra parte, cuando el abn entra en contacto con agua "cida, se
produce una reaccin denominada hidrlisis# el abn tiende a adquirir
nuevamente un hidrgeno y, con ello, proporciona el "cido graso
correspondiente, que Wota en la supercie en forma de un precipitado
graso o espuma "cida.
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jabones o detergentes
$E3iste diferencia entre abn y detergente& El abn, como sabemos,
proviene de la saponicacin de una grasa animal o aceite vegetal y un
"lcali. %omo molculas en general, son carbo3ilatos de sodio en los
abones duros, o de potasio en los suaves. En cambio, los detergentes son
considerados surfactantes sintticos y pueden ser sales de "cidos
sulfnicos, sales cuaternarias de amonio, o surfactantes no inicos o
?iterinicos. -mbos son tensoactivos o surfactantes, ya que en solucin
tienden a disminuir el "ngulo de contacto entre dos fases y con esto
afectan la tensin supercial del agua para lograr el efecto de limpie)a.
Se obtienen mediante diversas reacciones qumicas. 'or eemplo,
sulfonacin, sulfatacin, neutrali)acin, cuaterni)acin, alco3ilacin, entre
otras +STE'-*, /:01.
El abn lquido se obtiene frecuentemente de la saponicacin de aceites
o grasas con un alto contenido de "cido oleico y una me)cla proporcionalde hidr3ido de sodio y de potasio. El resultado es un producto de color
oscuro y olor fuerte. Se ha encontrado que utili)ando "cidos grasos con
una longitud de cadena m"s grande y "cido sarcosnico, se obtiene un
abn lquido con meor aroma y color, pero el proceso es muy caro
+>!%@A, ///1. (ebido a esto, los limpiadores lquidos para manos en el
mercado son en realidad surfactantes que los consumidores confunden
con abones lquidos. - esta clase pertenecen tambin los ba
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() iodegradabilidad
2na propiedad importante de los abones, en comparacin con los
detergentes, es su biodegradabilidad. (urante la Segunda Ouerra
Qundial, ante la necesidad de obtener abones solubles en agua de mar,
se comen) la fabricacin de detergentes. -l aumentar la demanda,
aparecieron detergentes de muy bao costo elaborados a partir de
compuestos de petrleo# los alquilbencensulfanatos +-CS1. Tras m"s de
una dcada de niveles muy altos de venta, empe) a aparecer espuma en
aguas residuales y, en algunas regiones, hasta en el agua potable, ya que
los microorganismos no degradan con facilidad las molculas ramicadas
del -CS.
!os detergentes biodegradables, llamados qumicamente alquilsulfonatos
lineales +!-S1, contienen cadenas lineales de carbono f"cilmente
descompuestas por los microorganismos que producen en)imas que
degradan las cadenas en bloques de dos en dos. En el caso de los
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detergentes -CS, esta accin en)im"tica es bloqueada por las
ramicaciones +N>!!, ///1.
!a no biodegradabilidad de los detergentes origin mucha presin en todoel mundo, lo que conduo a discutir este tema y formular legislacin que
e3igiera a los fabricantes de la industria del abn y detergentes
comprobar la biodegradabilidad de sus productos. En Q3ico, casi el ://U
de la industria de abones y detergentes elabora detergentes
biodegradables utili)ando la materia prima adecuada# el dodecil benceno
lineal y no el ramicado +>*E, //K1.
*) "plicaciones tecnolgicas
En pleno siglo AA>, las aplicaciones de los surfactantes, tanto abones
como detergentes, son cada ve) m"s abundantes. *o slo se usan en la
limpie)a del hogar# ahora se utili)an tambin como biocidas,
humectantes, meoradores de Wuo, complementos para la e3traccin
meorada de petrleo, entre otras aplicaciones +STE'-*, /:01.
+) Conclusiones
El abn es un compuesto semisinttico muy simple, resultado de una
reaccin qumica de las grasas o aceites. Na contribuido no slo a meorar
la calidad de vida de la especie humana sino a salvar muchas vidas.
-simismo inspir a los qumicos para desarrollar los surfactantes, que
tienen innumerables aplicaciones, desde la produccin de alimentos hasta
la e3traccin meorada de petrleo.
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ed. Oran Creta