SAPONIFICAÇÃO: REAÇÃO E SUBSTÂNCIAS QUE PODEM SER OBTIDAS - QUÍMICA - 2025

A saponificação é a hidrólise básica de um éster. Isso significa que o éster reage com uma base (NaOH ou KOH) de forma irreversível, produzindo álcool e carboxilatos de sódio ou potássio. A palavra significa "fabricação de sabão" e, de fato, é uma das mais antigas reações químicas utilizadas pela humanidade.

Na época da Babilônia, com a ajuda de cinzas coletadas de madeira e plantas e gorduras animais, eles aperfeiçoaram a arte de fazer sabão. Por que gordura animal? A razão é porque ele é rico em triésteres de glicerol (triglicerídeos), e as cinzas da madeira são uma fonte de potássio, o metal básico.

Caso contrário, a reação prossegue com um rendimento menor, mas o suficiente para refletir seus efeitos nas tintas e em algumas superfícies. É o caso das tintas a óleo, em que os pigmentos são misturados ao óleo (fonte dos ésteres).

Reação de saponificação

Mecanismo

Os ésteres têm um grupo acila (O = C - R), que é suscetível a ataques nucleofílicos como o OH ^-.

Como os átomos de oxigênio "roubam" a densidade do elétron do átomo de carbono, ele se encontra com uma carga parcialmente positiva, ainda mais no caso dos ésteres.

Consequentemente, essa carga positiva atrai espécies negativas capazes de contribuir com elétrons para o átomo de carbono, causando ataque nucleofílico (lado esquerdo da imagem). Como resultado, um intermediário tetraédrico é formado (a segunda molécula da esquerda para a direita).

A carga negativa no oxigénio do intermediário tetraédrico é um produto de OH ^- circundante. Então, essa carga negativa é deslocalizada para dar origem ao grupo carbonila, "forçando" a quebra da ligação C - OR '. Além disso, esta deslocalização produz um ácido carboxílico RCOOH e um íon alcóxido R'O ^-.

Por fim, como o meio reacional é básico, o alcóxido desprotona uma molécula de água e o ácido carboxílico reage com outro OH ^- do meio, gerando os produtos da saponificação.

Cinética

A velocidade da reação de saponificação é proporcional às concentrações dos reagentes. Em outras palavras, aumentando a concentração do éster (RCOOR ') ou da base (NaOH), a reação será mais rápida.

Isso também se traduz da seguinte forma: a taxa de saponificação é de primeira ordem em relação ao éster e de primeira ordem em relação à base. O acima pode ser expresso com a seguinte equação matemática:

Velocidade = k

Onde k é a constante ou coeficiente de velocidade, que varia em função da temperatura ou pressão; ou seja, quanto maior o calor, maior a taxa de saponificação. Por este motivo, o meio é submetido à fervura.

Visto que ambos os reagentes são de primeira ordem cinética, a reação geral é de segunda ordem.

No mecanismo de reação de saponificação, a formação do intermediário tetraédrico requer ataque nucleofílico, que envolve tanto o éster quanto a base.

Assim, a cinética de segunda ordem se reflete neste fato, pois intervém na etapa determinante (lenta) da reação.

Substâncias que podem ser obtidas por saponificação

Os principais produtos da saponificação são álcoois e sais de ácidos carboxílicos. Em meio ácido, obtêm-se os respectivos RCOOH, obtidos por saponificação de gorduras e óleos, os chamados ácidos graxos.

Assim, os sabões consistem em sais dos ácidos graxos produzidos pela saponificação. Você sai com quais cátions? Eles podem ser Na ⁺, K ⁺, Mg ²⁺, Fe ³⁺, etc.

Esses sais são solúveis em água, mas são precipitados pela ação do NaCl adicionado à mistura, que desidrata o sabão e o separa da fase aquosa. A reação de saponificação para um triglicerídeo é a seguinte:

A glicerina é o "E" alcoólico e o sabão são todos os sais dos ácidos graxos resultantes. Aqui, cada cadeia lateral -R tem diferentes comprimentos e graus de insaturação. Conseqüentemente, essas cadeias fazem a diferença entre óleos e gorduras vegetais.

A chave para fazer sabonetes então está na seleção das melhores gorduras e óleos, ou mais especificamente, na seleção de diferentes fontes de triglicérides.

Esta massa branca com sabão pode conter em sua estrutura corantes e outros compostos orgânicos, conferindo-lhe aromas agradáveis ​​e cores brilhantes. A partir daqui, o leque de possibilidades é domado pela arte e pela vocação neste ramo.

No entanto, a reação de saponificação também é uma via sintética de ácidos carboxílicos e álcoois que não necessariamente tem a ver com glicerina ou sabões.

Por exemplo, a hidrólise básica de qualquer éster, como acetato de etila simples, produzirá ácido acético e etanol.

Ação solvente de sabonetes

Os sais de ácidos graxos são solúveis em água, mas não da mesma forma que os íons são solvatados; isto é, rodeado por uma esfera aquosa. No caso dos sabonetes, suas cadeias laterais -R teoricamente evitam que se dissolvam na água.

Portanto, para contrabalançar essa posição energeticamente incômoda, elas são orientadas de tal forma que essas cadeias entrem em contato, formando um núcleo orgânico apolar, enquanto as cabeças polares, a extremidade (–COO ^- Na ⁺), interagem com as moléculas de água e criar uma “concha polar”.

O acima é ilustrado na imagem superior, onde este tipo de estrutura conhecida como micela é mostrado.

As "caudas pretas" correspondem às cadeias hidrofóbicas, enredando-se em um núcleo orgânico protegido pelas esferas cinza. Essas esferas cinza formam a casca polar, as cabeças –COO ^- Na ⁺.

Portanto, as micelas são aglomerados (aglomerações) de sais de ácidos graxos. Dentro deles podem conter gordura, que é insolúvel em água devido ao seu caráter apolar.

Como eles fizeram isso? As cadeias de gordura e -R são hidrofóbicas, portanto, ambas têm alta afinidade uma pela outra.

Quando as micelas envolvem as gorduras, a água interage com a casca polar, permitindo a solubilidade do sabão. Além disso, as micelas são carregadas negativamente, causando repulsões entre si e, portanto, gerando a dispersão de gordura.

Referências

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