PRÁCTICA Nº 6: Fabricación del jabón.

1.- Introducción acerca de la utilidad del jabón:

Existen documentos que mencionan el uso de muchos materiales jabonosos y agentes limpiadores desde la antigüedad. En el siglo I d.C., el historiador romano Plinio el Viejo describió las diversas formas de jabones duros y blandos que contenían colorantes, conocidos como rutilandis capillis, que utilizaban las mujeres para limpiar sus cabellos y teñirlos de colores brillantes. La producción de jabón era común en Italia y en España durante el siglo VIII. Alrededor del siglo XIII, cuando la industria del jabón llegó a Francia desde Italia, la mayoría de los jabones se producían a partir de sebo de cabra, con ceniza de haya que proporcionaba el álcali (óxido metálico soluble en agua que tiene reacción básica). Tras distintos experimentos, los franceses desarrollaron un método para la fabricación del jabón utilizando aceite de oliva en lugar de grasas animales. Alrededor del año 1500 introdujeron sus descubrimientos en Inglaterra. En 1783, el químico sueco Carl Wilhelm Scheele simuló de forma accidental la reacción que se produce hoy en el proceso de hervido de la fabricación del jabón, cuando el aceite de oliva, hervido con óxido de plomo, produce una sustancia de sabor dulce que que hoy se conoce como glicerina. Este descubrimiento permitió al químico francés Chevreul descubrir en 1823 que las grasas simples no se combinan con el álcali para formar el jabón, sino que se descomponen antes para formar ácidos grasos y glicerina. Mientras tanto, en 1791, el químico francés Nicolas Leblanc inventó un proceso para la obtención de carbonato de sodio o sosa, utilizando sal ordinaria, que revolucionó la fabricación del jabón. En algunas zonas del continente americano, el jabón se hacía utilizando grasas animales derretidas. Sin embargo, hacia 1700, los habitantes de algunas zonas obtenían la mayor parte de sus ingresos de la exportación de cenizas y grasas empleadas en la fabricación del jabón.

Las grasas y aceites utilizados son compuestos de glicerina y un ácido graso. Cuando estos compuestos se tratan con una solución acuosa de un álcali, como el hidróxido de sodio, en un proceso denominado saponificación, se descomponen formando la glicerina y la sal de sodio de los ácidos grasos. Los ácidos grasos que se requieren para la fabricación del jabón se obtienen de los aceites de sebo, grasa y pescado, mientras que los aceites vegetales se obtienen, por ejemplo, del aceite de coco, de oliva, de palma, de soja o de maíz. Los jabones duros se fabrican con aceites y grasas que contienen un elevado porcentaje de ácidos saturados, que se saponifican con el hidróxido de sodio. Los jabones blandos son jabones semifluidos que se producen con aceite de lino, aceite de semilla de algodón y aceite de pescado, los cuales se saponifican con hidróxido de potasio. El sebo que se emplea en la fabricación del jabón es de calidades distintas, desde la más baja del sebo obtenido de los desperdicios (utilizada en jabones baratos) hasta sebos comestibles que se usan para jabones finos de tocador. Si se utiliza sólo sebo, se consigue un jabón que es demasiado duro y demasiado insoluble como para proporcionar la espuma suficiente, y es necesario, por tanto, mezclarlo con aceite de coco. Si se emplea únicamente aceite de coco, se obtiene un jabón demasiado insoluble para usarlo con agua fresca; sin embargo, hace espuma con el agua salada, por lo que se usa como jabón marino.

2.- Fundamento de la práctica:

2.1. Material necesario:

1/2 litro de agua, ½ litro de aceite, sosa caústica, moldes, caja de carton y papeles de periodico.

2.2. Metodo seguido:

Se echa el agua en la lata, mientras que alguien mueve con la paleta, otro echa muy poco a poco la sosa, evitando cualquier contacto con la piel. Cuando la sosa esté totalmente disuelta se vierte el aceite muy lentamente y sin dejar de mover la mezcla, siempre en la misma dirección. Si se desea se echa un poco de añil y la esencia elegida. Se agita durante un tiempo hasta que espese bastante. Se recubre con periódicos una caja de carton para evitar que cale el contenido o si no se vierte en los moldes. La mezcla se echa muy poco a poco. Se deja que se seque durante un par de dias y ya tenemos listo el jabón.

2.3. ¿Cómo lava el jabón?

La mayoría de los jabones eliminan la grasa y otras suciedades debido a que algunos de sus componentes son agentes activos en superficie. Estos agentes tienen una estructura molecular que actúa como un enlace entre el agua y las partículas de suciedad, soltando las partículas de las fibras subyacentes o de cualquier otra superficie que se limpie. La molécula produce este efecto porque uno de sus extremos es hidrófilo (atrae al agua) y el otro es hidrófugo (atraído por las sustancias no solubles en agua). El extremo hidrófilo es similar en su estructura a las sales solubles en agua. La parte hidrófuga de la molécula está formada por lo general por una cadena de hidrocarburos, que es similar en su estructura al aceite y a muchas grasas. El resultado global de esta peculiar estructura permite al jabón reducir la tensión superficial del agua y adherir y hacer solubles en agua sustancias que normalmente no lo son.

El jabón lava de tres formas distintas:

1.- Rebajando la tensión superficial del agua: Al desprenderse una gota de un gotero tiene forma casi esférica por las fuerzas de atracción entre sus moléculas dan una resultante radial hacia su interior. Al depositarse sobre tela se aplasta algo (interaccionan moléculas de agua y tejido), pero sigue con forma redondeada y no moja bien la tela. Al añadir jabón al agua, las colas hidrófilas de sus moléculas se unen con las del agua, debilitando las fuerzas de atracción entre ellas. La tensión disminuye, la gota se aplasta más y el agua moja mejor el tejido.

2.- Desprende la suciedad de los tejidos u otros objetos: La colas hidrófobas de las moléculas del jabón se unen a la grasa. La agitación favorece el desprendimiento de la grasa que queda flotando en el agua jabonosa en forma de pequeñas micelas. El polvo atrae a los extremos hidrófilos de las moléculas del jabón, quedando libres las colas hidrófobas que se unen a otras, dejando las cabezas hacia fuera. Éstas son atraídas por las moléculas del agua que tiran de ellas desprendiendo la suciedad. La agitación, como antes, favorece el proceso.

3.- Impide que la suciedad se deposite de nuevo en los tejidos: Durante el lavado, las pequeñas micelas de jabón conteniendo grasa o polvo, se cargan eléctricamente al igual que el tejido. Estas cargas del mismo signo crean repulsión electroestática, impidiendo que la suciedad de deposite de nuevo en el tejido.

A finales de la década de los 60, debido a la preocupación por la contaminación del agua, se puso en entredicho la inclusión de compuestos químicos dañinos, como los fosfatos, en los detergentes. En su lugar se usan agentes biodegradables, que se eliminan con facilidad y pueden ser asimilados por algunas bacterias.

Los detergentes se obtienen tratando un compuesto aromático, derivado del benceno, con ácido sulfúrico, neutralizándolo posteriormente con hidróxido de sodio para transformarlo en su sal de sodio. Resultan bastante efectivos en agua dura y en agua fría, condiciones en las que el jabón es a menudo ineficaz.

Los jabones de los metales no alcalinos no tienen valor como detergentes. Se preparan por "Hidrólisis" alcalina de los "Ésteres" glicéricos, proceso que se denomina saponificación:

ESTEARINA + SOSA JABÓN + GLICERINA

Si los jabones se emplean con aguas duras, los iones de calcio y magnesio presentes en el agua precipitan como jabones cálcicos y magnésicos en forma de espuma, que se deposita sobre el material e impide la acción detergente hasta que aquéllos han sido totalmente eliminados, es decir, hasta que el agua se ha hecho blanda. El lavado con aguas duras, lo mismo que con aguas ácidas, que descomponen el jabón precipitando los ácidos grasos insolubles, significa, pues, una pérdida de jabón. Estas son dos limitaciones del jabón en su empleo como detergente.