La saponificación es un proceso que implica la conversión de grasa, aceite o lípido en jabón y alcohol mediante la acción de un álcali acuoso (por ejemplo, NaOH ). [1] ) [2] Los jabones son sales de ácidos grasos, que a su vez son ácidos carboxílicos con largas cadenas de carbono. Un jabón típico es el oleato de sodio .
Saponificación de grasas
Los aceites vegetales y las grasas animales son los materiales tradicionales que se saponifican. Estos materiales grasos, triésteres llamados triglicéridos , son mezclas derivadas de diversos ácidos grasos. Los triglicéridos se pueden convertir en jabón en un proceso de uno o dos pasos. En el proceso tradicional de un solo paso, el triglicérido se trata con una base fuerte (por ejemplo, lejía ), que rompe el enlace éster, liberando sales de ácidos grasos (jabones) y glicerol . Este proceso es también el principal método industrial para producir glicerol. En la fabricación de algunos jabones, el glicerol queda en el jabón. Si es necesario, los jabones pueden ser precipitadas por la salazón a cabo con cloruro de sodio .
La grasa en un cadáver se convierte en adipocere , a menudo llamado "cera de la tumba". Este proceso es más común cuando la cantidad de tejido graso es alta y los agentes de descomposición están ausentes o están presentes de manera mínima.
Valores de saponificación
El valor de saponificación es la cantidad de base necesaria para saponificar una muestra de grasa. [3] Los fabricantes de jabón formulan sus recetas con un pequeño déficit de lejía para dar cuenta de la desviación desconocida del valor de saponificación entre su lote de aceite y los promedios de laboratorio.
Mecanismo de hidrólisis básica
El anión hidróxido de la sal reacciona con el grupo carbonilo del éster. El producto inmediato se llama ortoéster .
La expulsión del alcóxido genera un ácido carboxílico:
El ion alcóxido es una base fuerte de modo que el protón se transfiere del ácido carboxílico al ion alcóxido creando un alcohol:
En un procedimiento de laboratorio clásico, el triglicérido trimiristina se obtiene extrayéndolo de la nuez moscada con éter dietílico . La saponificación al miristato de sodio de jabón tiene lugar usando NaOH en agua. El tratamiento de la jabón con ácido clorhídrico da ácido mirístico . [4]
Saponificación de ácidos grasos
La reacción de los ácidos grasos con la base es el otro método principal de saponificación. En este caso, la reacción implica la neutralización del ácido carboxílico . El método de neutralización se utiliza para producir jabones industriales como los derivados del magnesio, los metales de transición y el aluminio. Este método es ideal para producir jabones que se derivan de un solo ácido graso, lo que conduce a jabones con propiedades físicas predecibles, como lo requieren muchas aplicaciones de ingeniería.
Aplicaciones
Jabón blando versus jabón duro
Dependiendo de la naturaleza del álcali usado en su producción, los jabones tienen propiedades distintas. El hidróxido de sodio (NaOH) produce "jabón duro"; Los jabones duros también se pueden usar en agua que contenga sales de Mg, Cl y Ca. Por el contrario, los jabones de potasio (derivados del uso de KOH ) son un jabón suave. La fuente de ácidos grasos también afecta el punto de fusión del jabón. La mayoría de los primeros jabones duros se fabricaban utilizando grasas animales y KOH extraído de cenizas de madera; estos eran en general sólidos. Sin embargo, la mayoría de los jabones modernos se fabrican a partir de triglicéridos poliinsaturados como los aceites vegetales. Al igual que en los triglicéridos, se forman a partir de [5], las sales de estos ácidos tienen fuerzas intermoleculares más débiles y, por tanto, puntos de fusión más bajos.
Jabones de litio
Los derivados de litio del 12-hidroxiestearato y otros ácidos grasos son componentes importantes de las grasas lubricantes. En grasas a base de litio, los carboxilatos de litio son espesantes. También son comunes los "jabones complejos", que son combinaciones de más de una sal ácida, como el ácido azelaico o acético. [6]
Extintores
Los incendios que involucran grasas y aceites para cocinar (clasificados como clase K (EE. UU.) O F (Australia / Europa / Asia) ) arden más caliente que la mayoría de los líquidos inflamables, lo que hace que un extintor estándar de clase B sea ineficaz. Estos incendios deben extinguirse con un extintor químico húmedo . Los extintores de este tipo están diseñados para extinguir grasas y aceites de cocina mediante saponificación. El agente extintor convierte rápidamente la sustancia en llamas en un jabón incombustible. Este proceso es endotérmico , lo que significa que absorbe energía térmica de su entorno, lo que disminuye la temperatura del entorno, inhibiendo aún más el fuego.
Pinturas de aceite
La saponificación puede ocurrir en pinturas al óleo con el tiempo, causando deformaciones y daños visibles. Las pinturas al óleo se componen de moléculas de pigmento suspendidas en un medio de unión al aceite . Las sales de metales pesados se utilizan a menudo como moléculas de pigmento, como en el blanco de plomo , el plomo rojo y el blanco de zinc . [7] Si esas sales de metales pesados reaccionan con ácidos grasos libres en el medio oleoso, se pueden formar jabones metálicos en una capa de pintura que luego puede migrar hacia la superficie de la pintura. [8]
La saponificación en las pinturas al óleo se describió ya en 1912. [9] Se cree que está muy extendida, habiéndose observado en muchas obras que datan de los siglos XV al XX; obras de diferente origen geográfico; y obras pintadas sobre diversos soportes, como lienzo, papel, madera y cobre. El análisis químico puede revelar que la saponificación ocurre en las capas más profundas de una pintura antes de que cualquier signo sea visible en la superficie, incluso en pinturas con siglos de antigüedad. [10]
Las regiones saponificadas pueden deformar la superficie de la pintura mediante la formación de protuberancias o protuberancias visibles que pueden dispersar la luz. Estos grumos de jabón pueden ser prominentes solo en ciertas regiones de la pintura en lugar de en todas partes. En el famoso Retrato de Madame X de John Singer Sargent , por ejemplo, los bultos solo aparecen en las áreas más negras, lo que puede deberse al uso de más medio por parte del artista en esas áreas para compensar la tendencia de los pigmentos negros a absorberlo. . [11] El proceso también puede formar depósitos de color blanco calcáreo en la superficie de una pintura, una deformación a menudo descrita como "florecimiento" o "eflorescencia", y también puede contribuir al aumento de la transparencia de ciertas capas de pintura dentro de una pintura al óleo con el tiempo. [12]
La saponificación no ocurre en todas las pinturas al óleo y muchos detalles están sin resolver. [13] En la actualidad, el retoque es el único método de restauración conocido.
Ver también
- Jabón
- Valor de saponificación
Referencias
- ^ "Saponificación | reacción química" . Enciclopedia Británica . Consultado el 23 de mayo de 2021 .
- ^ Smith, Michael B .; March, Jerry (2007), Química orgánica avanzada: reacciones, mecanismos y estructura (6a ed.), Nueva York: Wiley-Interscience, ISBN 978-0-471-72091-1
- ^ "Procedimientos y prácticas de examen de aceite de laboratorio de calidad" . Sociedad Estadounidense de Químicos del Aceite. Archivado desde el original el 25 de diciembre de 2012 . Consultado el 17 de diciembre de 2012 .
- ^ GD Beal (1926). "Ácido mirístico" . Síntesis orgánicas . 6 : 66. doi : 10.15227 / orgsyn.006.0066 .
- ^ "Dobles enlaces e hidrogenación" . GCSE Bitesize . BBC. Archivado desde el original el 18 de agosto de 2018 . Consultado el 10 de marzo de 2017 .
- ^ Bartels, Thorsten; Bock, Wolfgang; Braun, Jürgen; Busch, Christian; Buss, Wolfgang; Dresel, Wilfried; Freiler, Carmen; Harperscheid, Manfred; Heckler, Rolf-Peter; Hörner, Dietrich; Kubicki, Franz; Lingg, Georg; Losch, Achim; Lutero, Rolf; Mang, Theo; Noll, Siegfried; Omeis, Jürgen (2003). "Lubricantes y lubricación". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002 / 14356007.a15_423 . ISBN 3-527-30673-0.
- ^ Groen, Karin (2003). "Pigmento" . Oxford Art Online . doi : 10.1093 / gao / 9781884446054.article.T067586 . Consultado el 16 de enero de 2018 .
- ^ Silvia A. Centeno; Dorothy Mahon (verano de 2009). Macro Leona (ed.). "La química del envejecimiento en pinturas al óleo: jabones metálicos y cambios visuales" . Boletín del Museo Metropolitano de Arte . Museo Metropolitano de Arte . 67 (1): 12-19. JSTOR 40588562 . Consulte las páginas: 12-19.
- ^ Fleury, Paul (1912). "FABRICACIÓN Y TRATAMIENTOS DE ZINC BLANCO" . La preparación y usos de las pinturas blancas de zinc (1ª ed.). Londres: Scott Greenwood e hijo.
y aunque Petit declara falsa esta teoría, no es menos en ella y en sus datos que basa su sistema de fabricación de zinc blanco hidratado, del que es inventor, es decir, la saponificación del aceite, o el formación de sales metálicas, disueltas en ellas
- ^ Silvia A. Centeno; Dorothy Mahon (verano de 2009). Macro Leona (ed.). "La química del envejecimiento en pinturas al óleo: jabones metálicos y cambios visuales" . Boletín del Museo Metropolitano de Arte . Museo Metropolitano de Arte . 67 (1): 12-19. JSTOR 40588562 . Consulte la página 16.
- ^ Silvia A. Centeno; Dorothy Mahon (verano de 2009). Macro Leona (ed.). "La química del envejecimiento en pinturas al óleo: jabones metálicos y cambios visuales" . Boletín del Museo Metropolitano de Arte . Museo Metropolitano de Arte . 67 (1): 12-19. JSTOR 40588562 . Consulte las páginas 12-13, 15.
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enlaces externos
- Animación del mecanismo de hidrólisis de bases.