Libreta de apuntes
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La página de Bedri
¿Qué es el jabón?
El jabón es una mezcla sales de metales alcalinos (usualmente sales de sodio), provenientes de ácidos grasos de 16, a 18 átomos de carbono, pero pueden contener sales de sodio de ácidos carboxílicos de baja masa molecular.
Se presume que el jabón fue descubierto por los fenicios aunque otros atribuyen este descubrimiento a los antiguos egipcios; se supone que data del año 600 A.C.. Se conoce también que tribus teutónicas hacían el jabón pero se desconocía su acción limpiante, estos datos fueron publicados por Julio Cesar, no obstante estos descubrimientos fueron olvidados y no fue hasta el Renacimiento que el jabón fue redescubierto. Su utilización con los fines actuales data del siglo XVIII.
El jabón es un producto que sirve para la higiene personal y para lavar determinados objetos. En nuestros tiempos también hay quien lo emplea para decorar el cuarto de baño. Se encuentra en pastilla, en polvo o en crema. En sentido estricto, existe una gran diferencia entre lo que es un jabón, un detergente y un champú. Se fabrica utilizando grasas vegetales y animales y aceites. Químicamente, es la sal de sodio o potasio de un ácido graso que se forma por la reacción de grasas y aceites con álcali.
La preparación o manufactura del jabón no ha variado mucho, se usan las mismas técnicas que antiguamente, se trata la grasa o aceite con disolución de NaOH al 40%, mediante la reacción conocida como Saponificación, entonces se produce la hidrólisis de los triglicéridos formando ácidos grasos y glicerol o glicerina los ácidos se convierten en sales en presencia de una base.
Tanto los jabones de tocador como los detergentes parten de la misma base, 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. El jabón es básicamente una sal obtenida de las grasas, que resulta soluble en el agua. La saponificación es la reacción de una solución alcalina con las grasas animales y vegetales.
En la antigüedad cuando no se conocía la sosa (NaOH), se utilizaba cenizas de madera las cuales contienen potasio en forma de carbonatos (K2CO3), y estas sales proporcionaban el medio alcalino para producir la reacción de saponificación. Para completar esta reacción, en ocasiones se adicionan sales para favorecer la precipitación del jabón y el glicerol se recupera mediante destilación. El glicerol es utilizado en la industria cosmética, para disminuir la humedad del tabaco y en la industria farmacéutica. El jabón es purificado en agua a la temperatura de ebullición, precipitado, secado en moldes, adicionados varios aditivos, como perfumes, sustancias medicinales, bactericidas etc.
Modo de actuación del jabón
Las moléculas de la sal de sodio de los ácidos grasos, o sea, el jabón presenta acción limpiante debido a su estructura química, las mismas son largas cadenas de hidrocarburos que presentan un enlace iónico entre el anión carboxilato y el sodio, lo que le proporciona un carácter hidrófilo o afinidad por el agua. Como resultado, el jabón, se disuelve en agua, pero la cadena hidrocarbonada es no polar y por tanto hidrófoba, no tiene afinidad por el agua, estos dos efectos contrarios hace que el jabón sea atraído por las grasas y por el agua y dice de sus acción limpiante. Las partículas del jabón quedan suspendidas en el agua formando micelas de 50 a 150 moléculas, donde las cadenas hidrocarbonadas se ordenan y el grupo funcional queda expuesto al agua.
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.
La principal desventaja de los jabones es que precipita con el agua dura que es agua que contiene iones Ca2+ ; Mg2+; Fe2+, debido a que la sal del ácido puede intercambiar el ión sodio por el calcio.
Historia
El nacimiento del primer jabón se pierde en la noche de los tiempos. Existen documentos que mencionan el uso de muchos materiales jabonosos y agentes limpiadores desde la antigüedad. Los agentes purificantes que se mencionan en el Antiguo Testamento no eran verdaderos jabones, sino un producto hecho únicamente con cenizas de corteza de árbol. Los sumerios, 3000 años a.C. ya fabricaban el jabón; hervían diversos álcalis juntos y utilizaban su residuo para lavarse. De esta época data un material jabonoso encontrado en unos cilindros de arcilla durante una excavación arqueológica en la ciudad de Babilonia. En estos cilindros había unas tallas que describían el proceso de hervir las grasas con ceniza, método ancestral de fabricación de jabón. Los antiguos egipcios ya utilizaban un producto jabonoso que consistía en una mezcla de agua, aceite y ceras vegetales o animales, fórmula que fue utilizada también por los griegos y los romanos, estos últimos los cuales conocieron una forma de jabón particularmente a través de los galos. Plinio el Viejo, historiador romano, menciona un ungüento de ceniza de haya y grasa de cabra que los galos utilizaban como untura para el cabello.
En las excavaciones de la ciudad de Pompeya se ha descubierto una fábrica de jabón que data de más de 1900 años. Galeno menciona el jabón usado específicamente para el lavado en el siglo II. 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.
En el siglo VII ya se conocía en casi todo el sur de Europa, por estos siglos existía una potente industria en España e Italia y fue precisamente en la ciudad italiana de Savona donde se empezó a elaborar un jabón de aceite de oliva que también hacían los musulmanes. En la edad Media el jabón era un artículo ya de uso general.
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. Tras distintos experimentos, los franceses desarrollaron un método para la fabricación del jabón utilizando aceite de oliva en lugar de grasas animales.
En el siglo XV aparece el jabón de Marsella, el precursor de los jabones actuales, preparado con una mezcla de huesos (ricos en potasio) y grasas vegetales. La industria jabonera floreció en las ciudades costeras del Mediterráneo, favorecidas por la abundante presencia del aceite de oliva y la sosa natural. Hacia el año 1500, introdujeron sus descubrimientos en Inglaterra. Esta industria creció rápidamente en ese país y en 1622 el rey Jacobo I le concedió ciertos privilegios
En 1783, el químico sueco Carl Wilhelm Scheele simuló de forma accidental la reacción que se produce hoy en el proceso de hervido en la fabricación del jabón, cuando el aceite de oliva, hervido con óxido de plomo, produce una sustancia de sabor dulce que él denominó Ölsüss, pero que hoy se conoce como glicerina. El descubrimiento de Scheele permitió al químico francés Michel Eugéne Chevreul investigar la naturaleza química de las grasas y los aceites que se usan en el jabón. Chevreul descubrió 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 principalmente en el ámbito doméstico 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.
Durante la Segunda Guerra Mundial, los americanos desarrollaron un tipo de jabón que podía utilizarse con agua del mar, pensando en los marines destinados en el Pacífico: así nació el jabón dermatológico, el menos agresivo de todos los jabones.
En algunos tratados sobre hechicería y brujería se recomendaba que, para combatir algunos sortilegios, hechizos, maldiciones y mal de ojo, se utilizase agua caliente y jabón.
Composición e ingredientes
El jabón generalmente es el resultado de la reacción química entre un álcali, generalmente hidróxido de sodio o de potasio, y algún ácido graso; esta reacción se denomina saponificación. El ácido graso puede ser, por ejemplo, la manteca de cerdo o el aceite de coco. El jabón es soluble en agua y, por sus propiedades detersivas, sirve comúnmente para lavar.
Ahora la elaboración doméstica es bastante más cómoda y segura, si nos limitamos a refundir un jabón a base de glicerina de coco, y lo decoramos y adornamos a nuestro gusto. En sentido estricto no estamos elaborando un jabón, solamente se está modelando mediante un fundido y moldeado a un jabón previamente elaborado.
Tradicionalmente es un material sólido, lo que hace un contraste entre ellos aunque también es habitual verlo en forma líquida o en polvo. En realidad la forma sólida es el compuesto "seco" o sin el agua que está involucrada durante la reacción mediante la cual se obtiene el jabón, y la forma líquida es el jabón "disuelto" en agua, en este caso su consistencia puede ser muy viscosa o muy fluida.
Las grasas y aceites utilizados son compuestos de glicerina y un ácido graso, como el ácido palmítico o el ácido esteárico. 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. La palmitina, por ejemplo, que es el éster de la glicerina y el ácido palmítico, produce tras la saponificación palmitato de sodio (jabón) y glicerina.
Los ácidos grasos que se requieren para la fabricación del jabón se obtienen de los aceites de sebo, grasas y pescado, mientras que los aceites vegetales se obtienen, por ejemplo, del coco, la oliva, la palma, la soja (soya) o el 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 y 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. Los jabones transparentes contienen normalmente aceite de ricino, aceite de coco de alto grado y sebo. El jabón fino de tocador que se fabrica con aceite de oliva de alto grado de acidez se conoce como jabón de Castilla. El jabón para afeitar o rasurar es un jabón ligero de potasio y sodio, que contiene ácido esteárico y proporciona una espuma duradera. La crema de afeitar es una pasta que se produce mediante la combinación de jabón de afeitar y aceite de coco.
Métodos de obtención del jabón
Aunque en esencia el proceso, sea industrial o artesano, consta de tres fases:
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a) saponificación
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b) sangrado
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c) moldeado.
a) Se hierve la grasa en grandes calderas, se añade lentamente sosa cáustica (NaOH) y se agita continuamente la mezcla hasta que comienza a ponerse pastosa.
La reacción que ha tenido lugar recibe el nombre de saponificación y los productos son el jabón y la lejía residual que contiene glicerina: Grasa+sosa=jabón+glicerina+lejía (agua y sosa)
b) El jabón obtenido se deposita en la superficie en forma de gránulos. Para que cuaje de una manera completa se le añade sal común (NaCl). Esta operación recibe el nombre de sangrado o salado y con ella se consigue la separación total del jabón que flotara sobre la disolución de glicerina, de sosa que no ha reaccionado y de agua.
c) Ya habiendo realizado el sangrado, el jabón se pasa a otro recipiente o vasija donde se le pueden añadir perfumes, colorantes, productos medicinales, etc. Entonces todavía caliente, se vierte en moldes, se deja enfriar y se corta en pedazos.
El jabón líquido esta constituido principalmente por oleato de potasio, preparado por la saponificación del ácido oleico con hidróxido de potasio.
En la actualidad hay dos métodos de obtención del jabón, ambos basados en la saponificación.
Primer método
En el primer método se produce la saponificación directamente sobre la grasa, se hace reaccionar el álcali con la grasa, y se obtiene el jabón y glicerina. Este método tiene como desventaja que es más difícil la separación de la glicerina y el jabón.
Segundo método
En este método primero se produce la ruptura química de la grasa, y se obtiene la glicerina y los ácidos grasos; éstos se separan fácilmente. Luego se produce la sal del ácido graso y el álcali.
Variantes
También se les suele agregar colorantes y perfume (a pesar de las quejas de algunos usuarios), cargas (para abaratar el costo), glicerina, etc.
Farmacéutica
En farmacéutica se puede utilizar amoniaco u otro álcali, o un óxido metálico, sobre aceites, grasas o resinas, y se mezcla a veces con otras sustancias que no producen saponificación.
Fabricación industrial
Las materias primas se mezclan con agua hasta que forman una pasta. Después se hace la atomización, que consiste en transformar la pasta en polvo: la pasta pasa por un tubo a presión y entra en una gran torre, donde es "rociada" con aire caliente a contracorriente. El aire evapora el agua de la pasta y se forma el polvo (es más o menos fino según la presión con la que ha salido del tubo y el diámetro de los orificios del "rociador"). Algunos de los ingredientes, que no pueden resistir la temperatura del aire caliente o la humedad, se añaden al polvo obtenido después de la atomización. A continuación, el polvo se revuelve en un tambor que gira. Finalmente, pasa por un cedazo que separa las partículas demasiado finas o gruesas esto hace un contraste en los diferentes tipos de jabones que podemos encontrar en los mercados.
Las fábricas deben estar bien equipadas con aspiradores, porque el polvo puede provocar problemas de alergia o asma a los trabajadores. Se debe poner atención sobre todo en la parte donde se manipulan las enzimas, ya que éstas son especialmente peligrosas para el sistema respiratorio.
Acción detergente del jabón
Los jabones ejercen su acción limpiadora sobre las grasas en presencia del agua debido a la estructura de sus moléculas. Éstas tienen una parte liposoluble y otra hidrosoluble.
El componente liposoluble hace que el jabón moje la grasa disolviéndola y el componente hidroluble hace que el jabón se disuelva a su vez en el agua.
Las manchas de grasa no se pueden eliminar sólo con agua por ser insolubles en ella. El jabón en cambio, que es soluble en ambas, permite que la grasa pase a la disolución desapareciendo la mancha de grasa.
La mayoría de los jabones eliminan la grasa y otras suciedades debido a que algunos de sus componentes son agentes activos en superficie o agentes tensoactivos. 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 el 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 hidrocarbonada, 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 (incrementando la humectación) y adherir y hacer solubles en agua sustancias que normalmente no lo son. El jabón en polvo es una mezcla hidratada de jabón y carbonato de sodio. El jabón líquido es una disolución de jabón blando de potasio disuelto en agua.
A finales de la década de 1960, debido al aumento de 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 mayoritariamente agentes biodegradables, que se eliminan con facilidad y pueden ser asimilados por algunas bacterias.
Elaboración casera de jabón
A lo largo de los siglos se ha fabricado de forma artesanal, tratando las grasas, en caliente, con disoluciones de hidróxido de sodio o de potasio. Aún, hoy en día, se hace en casa a partir del aceite que sobra cuando se fríen los alimentos.
Si se pretende hacer una pequeña cantidad de jabón sólo se necesita aceite usado, agua y sosa cáustica (hidróxido de sodio), producto que puede comprarse en las droguerías.
Materiales a emplear
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Recipiente de plástico, barro, cristal o metal pero que no sea ni de aluminio ni de estaño.
- Cuchara o palo de madera.
- Caja de madera.
- 250 ml de aceite.
- 250 ml de agua.
- 42 g de sosa cáustica
- Guantes resistentes a la sosa
- Gafas de protección
Procedimiento
En un local bien ventilado y utilizando las protecciones necesarias se echa en un recipiente adecuado, la sosa cáustica y añadir el agua con sumo cuidado y nunca al revés, evitando tocar ningún momento la sosa cáustica con las manos o cualquier otra parte del cuerpo sin protección. Al preparar esta disolución se podrá observar que se desprende calor, este calor es necesario para que se produzca la reacción. Es necesario prever este desprendimiento de calor para elegir los materiales que elijamos porque se pueden alcanzar los 80ºC.
En caso de un contacto accidental del material cáustico con la piel, lávese con abundante agua fría. Recuerde tener siempre a mano vinagre que es un neutralizante natural de los productos cáusticos. En caso de contacto con los ojos debe lavarse con abundante agua corriente fría y acudir inmediatamente a un centro médico.
Añadir, poco a poco, el aceite removiendo continuamente siempre hacia el mismo lado y continuar haciéndolo durante al menos una hora hasta aparezca el jabón en forma de una espesa pasta blanquecina. Sabremos que el jabón ya está listo cuando saquemos el palo limpiamente, sin que queden restos de la pasta adheridos a él. Este proceso puede acelerarse si colocamos el recipiente al fuego. Si se quiere que el jabón resulte más blanco puede añadirse un producto blanqueante, como un chorrito de añil y para que huela bien se puede añadir alguna esencia como limón, manzana o fresa o directamente hierbas aromáticas o sus aceites esenciales como romero. Si se quiere dar un color diferente puede utilizarse los colorantes utilizados en repostería porque son inocuos.
Pudiera ser que tras remover durante lago tiempo, la mezcla permanece líquida porque el jabón se ha “cortado”. No es necesario tirarlo, pasar la mezcla a un recipiente adecuado y resistente al fuego y calentarlo mientras se remueve otra vez y aparecerá al fin el jabón.
La pasta obtenida se pasa a una caja de madera para que vaya escurriendo el líquido sobrante. Trascurridos uno o dos días se puede porcionar en trozos del tamaño deseado y ya está listo para usar.
El jabón así elaborado es muy suave al tacto debido a que lleva glicerina que se obtiene como subproducto de la reacción. Además el jabón casero es más respetuoso con el medio ambiente que cualquier detergente que podamos utilizar ya que es completamente biodegradable. También tiene su utilidad en dermatología y como cosmético. Tampoco hay que olvidar su papel desinfectante.
Jabón casero de aceite de oliva
Ingredientes
- 500 gramos de sosa cáustica
- 3 litros de agua
- 3 litros escasos de Aceite de Oliva Virgen.
Elaboración:
En un recipiente se mezcla el agua con la sosa cáustica moviéndose un poco hasta que se disuelva la sosa. Esta mezcla provoca el desprendimiento de calor por lo que se deja enfriar durante unas 4 ó 5 horas, añadiendo a continuación el Aceite de Oliva Virgen moviendo la mezcla siempre en el mismo sentido y sin parar hasta que cuaje. Una variante muy recomendada para estos fines es la de echar cicatrizante (mercromina) seguidamente después del Aceite de Oliva Virgen. En cualquier caso, sólo sirve el Aceite de Oliva Virgen crudo.
Documentación
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