APLICAÇÃO DO
CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO NA OBTENÇÃO DO SABÃO ARTESANAL
Cintia C. F.
Gonçalves, Laryssa K. S. Barbosa, Marcelo C. Brito,
Tatiane A. D.
Almeida
Orientador: Profa.
Rebeca Piumbato Chaparro
FACULDADES OSWALDO CRUZ
Bacharelado e Licenciatura em Química
RESUMO: O cálculo estequiométrico é fundamental para
uma correta proporção de reagentes em uma mistura, para que não haja excesso em
sua produção final, o que acarretaria danos à saúde humana e prejuízos ao meio
ambiente. Na produção de sabão, por exemplo, ficou indispensável o conhecimento
desses cálculos para determinar quantidades ideias de NaOH ( Hidróxido de
sódio) e óleo de soja reutilizado na reação de saponificação. Desta forma, a
partir dos resultados dos cálculos estequiométricos, este trabalho apresentou
um experimento simples que proporcionou uma melhor qualidade na fabricação do
sabão sem que houvesse desperdícios e excessos de reagentes. Fundamentado
nestes resultados, a obtenção do sabão apresentou características aceitáveis
como o pH próximo ao exigido, cor e odor de boa consistência, similar aos
comercializados.
PALAVRAS-CHAVE: Cálculos estequiométricos, sabão e reação de saponificação.
1 INTRODUÇÃO
Em determinadas
situações é necessário saber que quantidade de produto esperar de uma reação ou
quanto usar de um determinado reagente para se fabricar um produto com
condições exatas. Para isso, é necessário analisar seu aspecto quantitativo das
reações, como identificação das equações químicas, seu balanceamento e a
determinação das relações estequiométricas envolvidas no cálculo em questão
(ATKINS E JONES, 2012). O cálculo estequiométrico é utilizado para determinar
quantidades proporcionais em uma produção química; seu estudo é essencial para
que não haja excessos de reagentes em uma mistura, o que poderia acarretar, por
exemplo, danos à saúde humana e ao meio ambiente (SANTOS, 2005). O objetivo
deste trabalho é evidenciar este estudo.
1.2 PRODUÇÃO DO SABÃO
O sabão e o
detergente são indispensáveis no nosso cotidiano e compreender como estes agem
na limpeza, é necessário conhecer sobre estruturas moleculares e suas
substâncias (TRINDADE 2006). As reações para obtenção de sabão ocorrem entre
ésteres e bases. O óleo ou a gordura usado nas reações para a produção do sabão
(ésteres) ocorrem primeiramente em um processo chamado de saponificação, onde
os ésteres são convertidos em ácidos carboxílicos, que então reagem com uma
base, produzindo o sabão.
A primeira equação
descreve, de forma simplificada, a produção do sabão a partir das reações de
saponificação, portanto há uma forma mais complexa atrás desse simples
processo.
O éster sofre uma
reação chamada hidrólise formando o ácido esteárico e a glicerina.
Em seguida, o ácido
graxo reage com hidróxido de sódio formando o sabão e água, essa reação é
conhecida como de neutralização (ácido + base = sal + agua).
Após todo esse
processo, será possível determinar as quantidades de gordura e de hidróxido de
sódio ideias para a reação de saponificação, onde os ésteres são convertidos em
ácidos carboxílicos, que então reagem com uma base, produzindo o sabão (SANTOS,
2005). Esse trabalho tem por objetivo, realizar a fabricação do sabão a partir
do reuso do óleo de cozinha e hidróxido de sódio na reação de saponificação, pela
determinação da quantidade de matéria desejada a partir dos cálculos
estequiométricos.
2
METODOLOGIA
Prepararam-se os cálculos estequiométricos antes da
realização dos experimentos. Depois, estudou-se a melhor receita que
proporcionasse quantidades ideias de reagentes de acordo com o resultado dos
cálculos para prosseguir com o experimento. Após a preparação dos reagentes e
observação das características das mesmas, iniciou-se o processo de
saponificação. Os materias utilizados para a produção do sabão foram:
ü
Recipiente de plástico de longa vida.
ü
Papel indicador de pH
ü
Copo medidor
ü
Balança
ü
Colher de madeira
ü
Luvas, Mascara e óculos
ü
Forma de plástico ( reutilizar potes de
margarina)
ü
Funil
ü
Garrafas pet 1L
ü
Termômetro
ü
Peneira
Reagentes:
ü
50g NaOH ( Hidróxido de sódio )
ü
100mL H2O (água)
ü
370mL Óleo residual ( usado em frituras)
2.1 RESULTADOS E DISCUSSÕES
1) Procedeu-se
com a filtração do óleo usado para retirar resíduos sólidos. Reservou.
2) Esquentou-se
100mL de água (em torno dos 40ºC), após atingir a temperatura despejou-a no recipiente. Em
pequenas proporções, adicionou-se 50g hidróxido de sódio, na água não deixando
de se misturar. A princípio, a mistura apresentou uma coloração clara e um odor
forte característico do NaOH e formação de espuma. Mexeu-se, cuidadosamente, com
a colher de madeira de modo em que não houve mais escamas do NaOH. Reservou.
3) Em
seguida, pegou-se 370mL de óleo filtrado e esquentou-se até atingir a
temperatura de 40ºC, adicionando-o em um recipiente limpo e seco para adição de
todos os ingredientes.
4) Após
o termino do aquecimento, pegou-se a solução com o hidróxido de sódio, e
lentamente, adicionou-se com o óleo mexendo sem parar. Nessa reação existiu
geração de calor atingindo os 56ºC e depois de 1 h voltou temperatura ambiente,
apresentando uma coloração inicialmente bege escuro, e depois de 20 minutos
mexendo sem parar, passou-se para formas de margarina, onde apresentou uma cor
bege claro ficando em repouso por 48h. Nesse procedimento não foi visualizado
excesso de água, óleo e hidróxido de sódio. Apresentou pH 11 aceitável de
acordo com as condições estabelecidas pela ANVISA .
2.2 APLICAÇÕES DO
CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO
Calculou-se a massa
do hidróxido de sódio necessária para reagir com 370g de estearina. Não foi aplicado
o índice de saponificação do óleo em questão, foi usado a Massa Molar da estearina para obter um
valor teórico aproximado.
Massa Molar dos
reagentes
|
MM [(C17H35COO)3 C3H5]
|
890,0 g/mol
|
|
MM (NaOH)
|
40,0 g/mol
|
|
MM (C17H35COONa)
|
306,0 g/mol
|
1.
Identificação
da reação química do sabão. (Balanceada)
(C17H35COO)3 C3H5(S)
+
3 NaOH(aq) → 3 C17H35COONa(aq) +
C3H5(OH)3(l)
(Equação-1)
2.
Determinação
da massa de NaOH necessária a partir das relações estequiométricas.
3.
Determinação
da quantidade de água necessária para 50g NaOH.
4.
Determinação
do numero de barras de sabão.
4 CONCLUSÃO
A partir dos
cálculos estequiométricos, foi possível demonstrar teoricamente e
experimentalmente a proporção usada na fabricação de sabão artesanal, onde esse
só poderá ser usado para limpeza de materias e roupas e não para uso higienização
própria. Percebeu-se que, paralelamente foi proposta a reutilização do óleo
residual na produção do sabão diminuindo a contaminação do óleo devido os
descartes irregulares nos solos, esgotos e rios. Verificou-se durante a
pesquisa que há diversas receitas propostas, porém a maioria mostrou-se
exagerada nas quantidades de reagentes na fabricação do sabão, mostrando os
riscos oferecidos a saúde humana e ao impacto ambiental, portanto foi percebido
o quanto os cálculos são importantes para o conhecimento da fabricação do sabão.
Constatou-se que o sabão fabricado atendeu todos os requisitos necessários onde
não ofereceu riscos na sua manipulação e de acordo com os requisitos
estabelecidos pela ANVISA.
5 REFERENCIAS
ANVISA - Agência Nacional de
Vigilância Sanitária. Resolução normativa nº 1/78. Norma sobre detergentes e
seus congêneres. 1978. Disponível em:
<http://www.anvisa.gov.br/legis/resol/01_78.htm> Acesso em: 25 OUTUBRO
2015.
ATKINS, P; JONES, L. Princípios
de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Porto Alegre:
Bookman, 2001, p. 85.
CRUZ, Roque. Experimentos de
Química: microescala, materiais de baixo custo e do cotidiano – 1ed. – São
Paulo: Editora Livraria da física, 2004.
Ecycle – Como fabricar sabão caseiro. www.ecycle.com.br/component/content/article/63-meio-ambiente/2292-sabao-barra-o-que-e-como-e-feito-remocao-sujeira-limpeza-domestica-casa.html acesso em 07
de outubro de 2015.
FILHO S. T; SENA M. F. M; SILVA E. R; CABRAL G. B; MARANHÃO F.S.
Sistema
de análise estequiométrica para produção de sabão a partir do óleo vegetal
residual: uma estratégia para redução do
impacto ambiental. 15 Out. 2013, p. 3019- 3025. Revista do Centro do
Ciências Naturais e Exatas - UFSM, Santa Maria Revista Eletrônica em Gestão,
Educação e Tecnologia Ambiental – REGET.
GOUVEIA, Lidiane Pires et al. Reutilização
dos óleos comestíveis na fabricação de sabões: Uma alternativa de reciclagem.
IN: Mostra cientifica da Universidade Federal de Pelotas. Pelota, 2, 20010.
Pelotas, Ed. Universidade Federal de Pelotas, 2010. Disponível em:
http://www.ufpel.edu.br/cic/2010/cd/pdf/CB/CB_01332.pdf> Acesso em: 28 out.
2015
SANTOS, W. L. P . Química e
Sociedade. Projeto de ensino de química e sociedade. Volume único, São
Paulo: Nova Geração, 2005.
TRINDADE, D.F. Como fabricar
produtos de limpeza; barato, rápido, prático- São Paulo: Ícone, 2006.
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