saponificación

Universidad VeracruzanaSaponificación

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UNIVERSIDAD VERACRUZANA

FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS

ORIZABA, VERACRUZ

PROGRAMA EDUCATIVO

QUÍMICO FARMACÉUTICO BIÓLOGO

QUÍMICA INDUSTRIAL

EXPERIENCIA EDUCATIVA

EQUILIBRIO Y CINÉTICA QUÍMICA

DOCENTE

JOSÉ ÁNGEL COBOS MURCIA

TRABAJO

CINÉTICA DE LA SAPONIFICACIÓN

INTEGRANTES DE EQUIPO

JESÚS ANTONIO CRUZ NAVARRO

06 de Junio de 2012

Guzmán R., Abril Santiago A., Diana Granillo G., Daniela López C., Maripaz


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INTRODUCCIÓN

Se entiende por saponificación la reacción que produce la formación de jabones. La principal causa es la disociación de las grasas en un medio alcalino, separándose glicerina y ácidos grasos. Estos últimos se asocian inmediatamente con los álcalis constituyendo las sales sódicas de los ácidos grasos: el jabón. Esta reacción se denomina también desdoblamiento hidrolítico y es una reacción exotérmica.

La reacción consiste en la hidrólisis en medio básico de las grasas o lípidos, que se descomponen en sales de potasio o sodio (jabones) y glicerina.

La misma ocurre con desprendimiento de calor, elemento muy necesario para lograr un producto de calidad, por ello mientras mayor sea el calor producido por la reacción mayor calidad tendrán los jabones producidos (transparencia y limpieza), aunque esta reacción rara vez produce el calor necesario por lo que se hace muy conveniente suministrárselo para que la neutralización de los ácidos grasos ocurra completamente lográndose así una mayor calidad en el producto.

Los lípidos que pueden intervenir en la reacción son los saponificables que serían aquellos que estén compuestos por un alcohol unido a uno o varios ácidos grasos (iguales o distintos). Esta unión se realiza mediante un enlace éster, muy difícil de hidrolizar. Pero puede romperse fácilmente si el lípido se encuentra en un medio básico. En este caso se produce la saponificación alcalina.


http://www.ecured.cu/index.php/Alcohol

http://www.ecured.cu/index.php?title=L%C3%ADpido&action=edit&redlink=1

http://www.ecured.cu/index.php/Calor

http://www.ecured.cu/index.php/Glicerol

http://www.ecured.cu/index.php/Sodio

http://www.ecured.cu/index.php/Potasio

http://www.ecured.cu/index.php/L%C3%ADpidos


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El método de saponificación en el aspecto industrial consiste en hervir la grasa en grandes calderas, añadiendo lentamente sosa cáustica (NaOH), agitándose continuamente la mezcla hasta que comienza esta a ponerse pastosa.

La tabla de saponificación es necesaria para hacer los cálculos para la elaboración del jabón. El valor del yodo determina la tendencia al enranciamiento y el valor INS nos aproxima a las características finales de un jabón realizado con esa grasa.

Grasa Sap. NaOH Sap. KOH yodo INS

Aceite de Aguacate 0,133 0,186 86 99Aceite de Almendras 0,139 0,195 99 97Aceite de Borago 0,135 0,190 145 45Aceite de Coco 0,183 0,257 10 258Ac. Germen de trigo 0,130 0,183 128 58Aceite de Girasol 0,135 0,189 133 63Ac. Hueso Oliva 0,135 0,190 84 106Ac. Palmiste 0,176 0,247 20 183Aceite de Maíz 0,137 0,192 117 69Ac. Oliva Virgen 0,135 0,190 82 109Aceite de Palma 0,142 0,199 53 145Aceite de Ricino 0,128 0,180 86 95Ac. de Semillas 0,135 0,190 100 87Ac. Semilla de Uva 0,129 0,181 131 66Aceite de Sésamo 0,134 0,188 110 81Aceite de Soja 0,136 0,191 131 61Ácido Esteárico 0,141 0,198 2 196Cera de abeja 0,067 0,094 10 84Estearina 0,149 0,209 2 208Manteca de Cacao 0,138 0,194 37 157Manteca de cerdo 0,141 0,198 57 139Manteca de Karite 0,128 0,179 59 116Resina Colofonia 0,115 0,161 5 90Sebo de cordero 0,138 0,193 54 156Sebo de vaca 0,143 0,201 45 147

(Valores analíticos medios)


http://es.wikipedia.org/wiki/Sosa_c%C3%A1ustica


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METODOLOGÍA

1. En dos cacerolas derretir 400g de manteca blanca (en cada una) sin que se queme, después verter los aceites de coco y oliva hasta forma una mezcla homogénea.

2. Por separado, se preparan las soluciones de NaOH en un vaso de precipitados, una con agua de coco y otra con agua destilada. Se utilizarán 60g de NaOH y 150ml de cada tipo de agua.

3. Medir el pH de cada mezcla.4. Verter las respectivas soluciones sobre las mezclas de ácidos grasos, agitando de forma rápida y

constante para efectuar la saponificación (se usará licuadora); después agregar el colorante y aromatizante cuando este debajo de 40°C.

5. Vaciar en los moldes ya preparados con papel film o plástico.6. Medir pH final.

Material y reactivos

400g de manteca blanca. 120g de aceite de coco. 400ml de aceite de oliva 120g de NaOH en lenteja 150ml de agua de coco 150ml de agua destilada Aromatizante Colorante Cacerolas Vaso de precipitados Parrila eléctrica Agitadores Termómetro Probeta Licuadora Tiras de pH

Equipo, software e instrumentos

Tabla de saponificación para KOH y NaOH. Calculadora de saponificación de Mendrulandia. Software: Avogadro



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RESULTADOS

Jabón con agua de coco Jabón con agua destilada

NaOH + H2O

Reacción exotérmica (entalpía negativa) y toma un color naranja.

Reacción exotérmica (entalía negativa) y toma un color blanco.

Calculadora de

saponificación

Porcentajes de aceites

sap: 0.206índice de yodo: 56ins: 151ácidos grasos: láurico: 8% linoléico: 6.4% mirístico: 3.7% oleico: 46.9% palmítico: 20.1% ricinoléico: 0% esteárico: 8.8% linolénico: 0.3%

sap: 0.206índice de yodo: 56ins: 151ácidos grasos: láurico: 8% linoléico: 6.4% mirístico: 3.7% oleico: 46.9% palmítico: 20.1% ricinoléico: 0% esteárico: 8.8%

linolénico: 0.3%



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Característica VS Valores

ideales

Característica Valor ideal Característica Valor ideal

DurezaBurbujas

PersistenciaLimpiezaAcondic.

50/5147/4749/5049/4845/46

55/51 44/47 45/50 53/4839/46

DurezaBurbujas

PersistenciaLimpiezaAcondic.

56/4848/4952/5246/4648/49

55/4844/4945/5253/4639/49

pH inicial

Jabón (resultado

final)

Cinética de la reacción de hidróxido de sodio (NaOH) con agua (H2O).

Tiempo Ml [NaOH %] V Log % Log V % Ln [A] A=eLn[A]-k

0 0.4 11.60 % --- --- --- 2.4 113 0.3 8.7 % 0.96 0.93 -0.0147 2.16 8.159 0.25 7.25 % 0.24 0.85 -0.6169 1.98 7.24

12 0.2 5.8 % 0.48 0.76 -0.3157 1.75 5.7515 0.18 5.22 % 0.19 0.71 -0.7137 1.65 5.20

NNaOH: 0.4837A=-0.52

B=0.53 1K= 10-0.52 = 0.30



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Tabla de la cinética de reacción

Tabla de ley de velocidad

Tiempo % Real % Simulado0 11.60 113 8.7 8.159 7.25 7.2412 5.8 5.75



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15 5.22 5.20

Tabla comparativa entre los datos simulados y los datos reales.

Cálculo y reacciones de los ácidos grasos con su respectiva entalpía

Ácido láurico + Hidróxido de sodio Laureato de sodio + Agua

CH3-(CH2)10-COOH + NaOH CH3-(CH2)10-COONa + H2O

∆H = -124.441 – 6.08692

∆H = -130.52792 kJ/mol

∆H en porcentaje = -35.78052 – 1.69118

∆H real = -37.4717 kJ/mol

Ácido linoléico + Hidróxido de sodio Linoleato de sodio + Agua

CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH +NaOH CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COONa + H2O

∆H = -50.0596 – 30.0978

∆H = -80.1574 kJ/mol



9

∆H en porcentaje = -8.22479 – 4.82497

∆H real = -13.04976 kJ/mol

Ácido palmítico + Hidróxido de sodio Palmitato de sodio + Agua


∆H = -127.902 – 7.68243

∆H = -135.58443 kJ/mol

∆H en porcentaje = -14.91976 – 0.86949

∆H real = -15.78925 kJ/mol

Ácido esteárico + Hidróxido de sodio Estereato de sodio + Agua


∆H = -104.421 – 11.148

∆H = -115.569 kJ/mol

∆H en porcentaje = -124.83112 – 13.00514

∆H real = -137.83626 kJ/mol

Ácido oléico + Hidróxido de sodio Oleato de sodio + Agua

CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH + NaOH CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COONa + H2O

∆H = -83.9249 – 23.2726

∆H = -107.1975 kJ/mol

∆H en porcentaje = -47.36385 – 12.78573

∆H real = -60.14958 kJ/mol

Ácido mirístico + Hidróxido de sodio Miristato de sodio + Agua

CH3-(CH2)12-COOH +NaOH CH3-(CH2)12-COOH + H2O

∆H = -124.205 – 9.2571



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∆H = -133.4621 kJ/mol

∆H en porcentaje = -27.6629 – 2.01221

∆H real = -29.67511 kJ/mol

Ácido linolénico + Hidróxido de sodio Linoleniato de sodio + Agua

CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH + NaOH CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COONa + H2O

∆H = -22.1344 – (-9.31215)

∆H = -12.82225 kJ/mol

∆H en porcentaje = -0.17154 – (-0.07039)

∆H real = -0.10115 kJ/mol

∑∆H = -715.3206 kJ/mol

∑∆H real = -294.07281 kJ/mol

Ácido graso

∆HCarboxilato

∆HPor mol

(kJ/mol)Porcentual

(kJ/mol)Por mol

(kJ/mol)Porcentual

(kJ/mol)Láurico -124.441 -35.78052 Laureato de sodio 6.0869 1.69118

Linoléico -50.0596 -8.22479 Linoleato de sodio 30.0978 4.82497Mirístico -127.902 -14.91976 Palmitato de sodio 7.68243 0.86949Oléico -104.421 -124.83112 Oleato de sodio 11.148 13.00514

Palmítico -83.9249 -47.36385 Palmitato de sodio 23.2726 12.78573Esteárico -124.205 -27.6629 Estearato de sodio 9.2571 2.01221

Linolénico -22.1344 -0.17154 Linolenato de sodio -9.31215 -0.07039

∑∆H = -715.3206 kJ/mol ∑∆H = -294.07281 kJ/mol

Por ambos jabones sera un gasto igual a = 2 x (-294.0781) = -588.14562 kJ/mol



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CONCLUSIONES

La calculadora que usamos nos indicará, por medio de fórmulas ya predeterminadas, los rendimientos, porcentajes de ácidos y valores ideales para nuestros jabones. El más recomendable fue el realizado con agua destilada, puesto que el agua de coco reduce el sobreengrasamiento de la mezcla y requiriendo así más NaOH e igualmente mayor volumen de H2O. Todos estos cálculos se verán observando al momento de la constitución final del jabón que se mostrará más duro o suave, tanto así que sus características también serán completamente diferentes el uno del otro.

Con el cálculo de la cinética de reacción, observamos que la concentración de NaOH - con una N de 0.0399711 0.4 – disminuye al transcurrir el tiempo, puesto que se disocia con el agua y comienza a producir las reacciones de saponificación con los ácidos grasos mencionados anteriormente.

Por último, en los cálculos de entalpía nos muestra que al mostrarse negativa libera energía total de -715.3206 kJ/mol de la sumatoria de las entalpias de ácidos grasos; esto fue obtenido según la ley de Hess en nuestro sistema teoricamente equilibrado.

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