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• Antonio Rm

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1.

INTRODUCCIÓN

La preparación del jabón es una de las más antiguas reacciones químicas conocidas. Durante siglos la elaboración de jabones fue una tarea casera empleándose para ello cenizas vegetales y grasas animales o vegetales. Posteriormente se sustituyó la ceniza por álcalis. El jabón, agente limpiador o detergente que 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. Los jabones son sales sódicas o potásicas de ácidos grasos superiores (que contienen 12 o más átomos de carbono). Sus moléculas están constituidas por dos partes, una apolar, formada por una cadena larga carbonada, como si fuera una cola, que es neutra y repele el agua (hidrófoba) pero atrae a la grasa (liposoluble). La otra parte, la cabeza, es polar y está formada por un extremo iónico cargado eléctricamente que es afín al agua (hidrófila). 2.

MARCO TEÓRICO 2.1. Historia de la Fabricación del Jabón

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. 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. Tras distintos experimentos, los franceses desarrollaron un método para la fabricación del jabón utilizando aceite de oliva en lugar de grasas animales. 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 (descrito más adelante), 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. (Anacomas, 2015) Las grasas y aceites son esteres formados por un alcohol más un ácido. Las sustancias grasas se descomponen al tratarlas con una disolución acuosa de álcalis (sosa sódica o potásica) produciéndose una reacción química denominada saponificación que da como resultado jabón y glicerina. Para que la saponificación se produzca es necesario agitar la mezcla de la grasa con la sosa Si la sosa es sódica (hidróxido de sodio) se obtiene un jabón sólido y duro, si es potásica (hidróxido potásico) el jabón que se obtiene es blando o líquido (cremas jabonosas como las de afeitar). Una vez producida la saponificación se sala la mezcla para separar el jabón de la glicerina, se sigue con un proceso de cocción, de amasado, enfriamiento y secado lento. Los jabones industriales suelen contener además diferentes productos químicos y aditivos, como fosfatos, agentes espumantes o blanqueantes con el fin de incrementar su función limpiadora. Según el tipo de grasa utilizado, el proceso de fabricación seguido y los aditivos empleados se obtienen jabones

de

diferentes

calidades.

Los jabones son sales sódicas o potásicas de ácidos grasos superiores (que contienen 12 o más átomos de carbono). Sus moléculas están constituidas por dos partes, una apolar, formada por una cadena larga carbonada, como si fuera una cola, que es neutra y repele el agua (hidrófoba)

pero atrae a la grasa (liposoluble). La otra parte, la cabeza, es polar y está formada por un extremo iónico cargado eléctricamente que es afín al agua (hidrófila). (Anacomas, 2015)

2.2. Características:  Químicamente el jabón es una mezcla de las sales de sodio o de potasio de ácidos grasos de cadena larga, producidas por la hidrólisis (saponificación) de una grasa animal o vegetal con un álcali. Las grasas y los aceites son triglicéridos, es decir triésteres de glicerol con tres ácidos carboxílicos de cadena larga, no ramificada.  La diferencia entre las grasas y los aceites es que estos últimos presentan ácidos carboxílicos insaturados.  El índice de saponificación se define como la cantidad de álcali necesario para saponificar un gramo de grasa o aceite.  Los jabones ejercen su acción limpiadora debido a que los dos extremos de su molécula son muy diferentes. Uno de los extremos de la molécula es iónico, por tanto, hidrófilo y tiende a disolverse en el agua. La otra parte es la cadena de hidrocarburo no polar, por tanto, lipófila o afín a la grasa y tiende a disolverse en ella. Una vez solubilizadas en agua, la grasa y la mugre pueden eliminarse. (Digital, 2010) El jabón desprende la suciedad (grasa y polvo) de los tejidos o de la piel debido precisamente a la estructura bipolar de su molécula. Las moléculas del jabón se orientan al disolverse en el agua de la siguiente manera: la parte hidrófoba de sus moléculas (la cola) se une a la grasas que se desprenden y quedan flotando en el agua jabonosa formando pequeñas micelas (partículas cargadas eléctricamente) que contienen la grasa y el polvo, y, el extremo hidrófilo, la cabeza, se

orienta

y

se

une

al

agua

donde

quedan

flotando

las

micelas.

El movimiento durante el proceso de lavado ya sea a mano o a máquina y el agua caliente favorecen el desprendimiento de las partículas de grasa y que estas se subdividan.

2.3. Funciones Figura 1. Mecanismo del jabón cuando actúa sobre la suciedad del tejido.

Fuente: https://www.blindworlds.com/publicacion/21043

Aquí vemos el mecanismo por el que el jabón actúa sobre la suciedad del tejido. Una vez que el jabón se ha disuelto en agua, sus moléculas rodean las manchas del tejido, formando un anillo alrededor denominado micela. Esto se debe a que los extremos de las moléculas de jabón tienen propiedades diferentes. Un extremo es hidrófilo (se ve atraído por el agua), mientras que el otro es hidrófobo, y se ve atraído por sustancias no solubles en agua, como aceite o grasa. Cuando las moléculas de jabón se unen a las manchas de grasa, forman un conjunto soluble en agua. 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. (REGLA & Edna Vázquez Vélez, 2014) 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. 2.4. TIPOS DE JABONES: 2.4.1. Jabones para rasurarse Las cremas para rasurar son producidas normalmente a partir de ácido esteárico y aceite de coco y una saponificación con una mezcla de sosa cáustica y potasa cáustica. Glicerina debe ser agregada para ayudar a la textura del producto y la sensación en la piel. (ARQHYS, 2017) 2.4.2. Jabones translúcidos Los jabones translúcidos son relativamente nuevos se debe tener la habilidad de controlar la producción de una fase translúcida con la adición de glicerina y otros polioles, relacionadas con

modificaciones en el proceso para tener esta presentación estos jabones son procesados usando equipo comercial y son capaces de ser moldeados en una variedad de formas complejas cualquier perfume que se le agregue a estos puede darnos una interesante colección de fragancias y el desarrollo de diversas alternativas para estas la formulación de este tipo de jabones es relativamente simple. Se debe denotar que el nivel de fragancia no debe pasar el 1.5% ya que esto puede afectar la translucidez. Tabla 1. Base del jabón translúcido.

Base para el jabón translucido perfume

1 a 1.5%

Color

q.s.

Fuente: http://www.caribbeanecosoaps.com/caribbean/index.php/bases-de-jabon/

2.4.3. Jabones líquidos. Los jabones líquidos en su forma original son saponificaciones usando una mezcla cáustica en conjunto con aceites o grasas que tienen un alto contenido de ácido oleico y los oleatos resultantes de sodio y potasio que están en principio presentes en el contenido de jabón este tipo de jabones no deben confundirse con los actuales que también se llaman jabones líquidos ya que estos son más bien sistemas detergentes en colores y presentaciones atractivas. (ARQHYS, 2017) 2.4.4. Jabones transparentes. Los verdaderos jabones transparentes a diferencia de los translúcidos pueden producirse de diferentes maneras, una de las más antiguas es la de disolver un jabón de buena calidad en alcohol con un calentamiento suave para formar una solución transparente la cual puede estar perfumada y coloreada el remanente de alcohol puede eliminarse por destilación y el jabón transparente liquido puede ser colocado en bloques o moldes. Las tabletas tienen que ser condicionadas por tres meses antes de ser empacadas y durante este periodo una distorsionadas resultando algunas de líneas que luego se observan en este tipo de jabones. Este proceso por su naturaleza es costoso y es restringido a algunos productos en específico.

Procesos alternativos y más baratos los cuales han sido desarrollados con adición de azúcar, aceite de castor y glicerina. La selección de los de los materiales grasos usados para producir jabones transparentes es muy similar a la de jabón normal y la calidad del color de los aceites o ácidos grasos afectan directamente el color del producto final. A pesar que el aceite de castor es importante para producir un producto con óptima claridad también tiene la desventaja de producir un color amarillento en la tableta final. Esto limita el rango de colores que pueden ser producidos; en particular, el azul y el rosa no son viables se han observado que algunos productos son virtualmente son del color del agua transparente. (ARQHYS, 2017) Una formación típica para un jabón transparente debe ser: Tabla 2. Contenido del Jabón Transparente.

Grasas

%

Ácidos grasos

27.00

Aceite de coco

7.00

Aceite de castor

5.00

Etanol

10.00

Hidróxido de sodio

6.20

glicerol

15.50

Azúcar

9.00

EDTA

0.25

Agua

a 100.00

2.5. Tipos de Agua para Jabones: El agua para los jabones tiene la función de disolver la soda cáustica y ser el medio donde se produce la saponificación. Un jabón puede contener alrededor de 15% de agua una vez curado. Dependiendo de las recetas, el agua a agregar esta entre 35% y 45% al comienzo de la preparación. Hay varios tipos de agua disponibles para hacer jabón, pero cada una de ellas tiene ventajas y desventajas.

Antes de describir los tipos de agua que hay disponibles, vamos a hablar de las propiedades. El agua puede ser blanda o dura en función de la cantidad de cationes con carga 2 o más. Un agua se dice que es blanda cuando tiene bajo contenido de cationes calcio / magnesio u otros. El agua es dura cuando tiene altos contenidos en estos cationes u otros polivalentes. Existen otros iones que pueden estar presentes, pero no serán muy comunes en las aguas que hay disponibles. (Innatia, 2019) Los cationes de calcio y magnesio provocan la precipitación de los jabones en especial. Solo el jabón del ácido láurico tiene más resistencia a precipitar y se mantiene soluble. También un exceso de iones sodio en el agua puede provocar el precipitado de jabones debido a un efecto químico llamado ion común, aunque la ventaja es que es reversible. Lo ideal es usar agua lo más blanda posible. (Innatia, 2019) Los diferentes tipos de agua disponibles normalmente son: 

Agua de Red: esta agua dependiendo de la zona donde se extrae puede ser blanda si es de ríos grandes y caudalosos o dura si es extraída de pozos en la tierra. Solo sería utilizable si es blanda. El agua de red suele venir con cloro gas disuelto para evitar contaminación bacteriana, y como es oxidante no es recomendable usar así directamente ya que nos afectaría algunos aceites, vitaminas, aceites esenciales etc. por lo que es recomendable hervir el agua y dejar enfriar tapada.



Agua desmineralizada: Esta es el agua que deberíamos usar si no podemos usar la de la red. Es normalmente mal llamada "destilada". Esta agua se produce mediante un ablandador de agua. Este dispositivo contiene resinas de intercambio iónico que retienen los cationes con 2 o más cargas Ca++ Mg++ y dejan pasar los de 1 carga como el sodio Na+ o potasio K+.



Agua destilada o bidestilada: Son tipos de agua que se obtienen mediante destilación por calor y luego el agua es condensada por enfriamiento. Es cara y no es fácil de conseguir. No es necesario utilizar un agua así para jabones. Esta se suele utilizar en laboratorios farmacéuticos para fabricar medicamentos.



Agua de lluvia: Es un agua que si se junta luego de los primeros minutos de lluvia para asegurar la limpieza del aire atmosférico es muy útil. Tiene características similares a

la destilada. De hecho, paso por un proceso similar solo que es natural el proceso (evaporación de ríos, lagos y mares, condensación en nubes y lluvia) Como pueden notar tenemos muchos tipos de agua para utilizar. Existen otros factores a considerar como la posibilidad de contaminación bacteriana del agua, pero todo dependerá del proceso que usamos. Para el proceso en frío o caliente tanto la temperatura como el medio fuertemente básico harían imposible la vida de bacterias en el agua o luego en el jabón. No obstante, si lo desean pueden hervir el agua y dejar enfriar con el recipiente tapado. (Innatia, 2019)