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Instructor: Ing. José Manuel García Pantigozo SEMESTRE I - 2012 calidadtotal@hotmail.com1OBJETIVOS ESPECIFICOS DE APRENDIZAJEal final de la clase el estudiante:Conocerán e identificarán los Procesos Unitarios relativos a la: Sulfonación2SULFONACIONSulfonación es todo procedimiento por el cual se introduce el grupo sulfónico -SO2OH (*) a un átomo de carbono, o algunas veces a un átomo de nitrógeno. El resultado es la obtención de ácido sulfónico correspondiente.• Los métodos
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Instructor: Ing. José Manuel García PantigozoSEMESTRE I - 2012
calidadtotal@hotmail.com
OBJETIVOS ESPECIFICOS DE APRENDIZAJEal final de la clase el estudiante:
Conocerán e identificarán los ProcesosUnitarios relativos a la:
Sulfonación
2
SULFONACIONSulfonación es todo
procedimiento por el cual
se introduce el grupo
sulfónico -SO2OH (*) a
un átomo de carbono, o
algunas veces a un
átomo de nitrógeno. El
resultado es la obtención
de ácido sulfónico
correspondiente.
• Los métodos de enlace del grupo -SO2OH al
nitrógeno se denominan ordinariamente N-
sulfonación, o sulfamación.
• La palabra sulfonación se emplea también para
designar el tratamiento de cualquier compuesto
orgánico con el ácido sulfúrico, cualquiera sea la
naturaleza de los productos formados.
Los tipos de sulfonación comprenden:
• Sulfocloración: introducción de un grupo -
SO2Cl en un alcano empleando cloruro de
sulfurilo o anhídrido sulfuroso con cloro.
• Clorosulfonación: introducción de un grupo
-SO2Cl en un compuesto con ácido
clorosulfónico.
• Sulfoxidación: sulfonación directa de un
alcano con anhídrido sulfuroso y oxígeno.
• Sulfoalquilación: unión de un grupo
sulfoalquílico a un compuesto orgánico.
USO DE LOS SULFONADOS (1)En los colorantes y los agentes para curtir.
Resinas y polímeros sulfonados hidrosolu-
bles se usan como gomas y espesantes.
Los ClSO2OH son intermediarios para la
obtención de derivados sulfonados de amidas,
ésteres y mercaptanos.
Los cloruros alcanosulfónicos se usan como
agentes de curtido, para hacer detergentes y
elastómeros, en cambio alcanosaromáticos
producen sulfonamidas medicinales e
insecticidas.
USO DE LOS SULFONADOS (2)
Detergentes, agentes mojadores,
emulsivos y dispersantes, elastómeros.
Colorantes, compuestos contra la polilla y
agentes sintéticos para el curtido.
Resinas de intercambio de iones, gomas
sintéticas y agentes de espesamiento.
Intermedios en la preparación de otros
productos químicos.
Sulfonamidas medicinales e insecticidas.
TENSOACTIVOS (1)Los tensoactivos son sustancias que
influyen por medio de la tensión superficial
en la superficie de contacto entre dos fases
(p.ej., dos líquidos insolubles uno en otro).
Cuando se utilizan en la tecnología doméstica
se denominan como emulsionantes;
Entre los tensoactivos se encuentran las
sustancias sintéticas que se usan
regularmente en el lavado, entre las que se
incluyen productos como detergentes para
ropa, lavavajillas, productos para eliminar el
polvo de superficies, y champús.
TENSOACTIVOS (2)Reemplazaron al jabón común.
Estas propiedades las obtienen a través de
su estructura atómica. Los tensoactivos se
componen de una parte hidrófoba y un resto
hidrófilo. Se dice que son Moléculas
anfifílicas.
Zona polar Afín con
agua grupo sulfónico
Zona no polar Afín con
grasas o aceites de
cadena larga
USO DE TENSIOACTIVOSLos tensioactivos anió-
nicosson los ingredientes
principales en los productos
de acción desengrasante:
champús, jabón manos, gel de
ducha, detergente lavadora,
detergente lavavajillas, etc.
Los tensioactivos catióni-
cos se suelen utilizar como
acondicionadores: mascarilla
capilar, suavizante textil, etc.
JABONESHay de tocador y de lavar, los de tocador
llevan glicerina que les da suavidad. Pueden
llevar colorantes, perfumes y antisép-ticos.
Los jabones duros son de sales de sodio,
mientras los blandos son de sales de
potasio. La dureza depende de la cantidad de
agua que se dejo en el producto final.
Una molécula de jabón tiene un extremo
polar o iónico, mientras que el resto de la
molécula es no polar; la cadena
hidrocarbonada de doce a dieciocho átomos
de carbono.
JABONESEl grupo polar tiende a hacer el jabón
soluble en agua (hidrófilo) mientras que la
porción no polar (hidrocarburo) tiende a
hacerlo soluble en grasas (hidrófobo o
lipófilo).
Las sustancias que disminuyen la tensión
superficial de un liquido o la acción interfacial
entre dos líquidos, se conoce como agentes
tensioactivos.
CLASES DE JABONES
Jabones duros
Compuestos por sales de sodio. Tenemos los
jabones para lavar y jabones industriales.
Se elaboran a partir de m.p. de bajo costo (su
elaboración no es cuidadosa, puede tener NaOH)
Jabones blandos
Compuestos por sales de potasio. Tenemos
los jabones de tocador y cremas de afeitar
Se elaboran a partir de aceites vegetales; por
ejemplo aceites de coco, palma y oliva.
Se refinan para liberarlos de restos de
hidróxido de potasio
USO DE ACEITES SULFONADOS
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PARA OBTENER
JABON
LA SAPONIFICACION
Es una reacción química entre un acido
graso (o un lípido saponificable, portador de
residuos de ácidos grasos) y una base o
álcali, en la que se obtiene como principal
producto la sal de dicho ácido y de dicha
base.
Estos compuestos tienen la particularidad de
ser anfipaticos, es decir tienen una parte
polar y otra apolar (o no polar), con lo cual
pueden interactuar con sustancias de
propiedades dispares.
LA SAPONIFICACIÓN
GRASA + SOSA = JABON + GLICERINA
Los jabones son sales de ácidos grasos y
metales alcalinos que se obtienen mediante
la saponificación, este método en el
aspecto industrial consiste en hervir la
grasa en grandes marmitas, añadiendo
lentamente soda caustica (NaOH),
agitándose continuamente la mezcla hasta
que comienza esta a ponerse pastosa.
La reacción que tiene lugar es la
saponificación y los productos son el jabón
y la glicerina:
CLASIFIACION DE LOS LIPIDOS
SAPONIFICABLES
SIMPLES
Céridos Acilglicéridos
COMPLEJOS
Fosfolípidos Glucolípidos
INSAPONIFICABLES
Terpenos ESTEROIDES
PROSTAGLANDINAS
Saponificables son las grasas que se
pueden volver jabón, reaccionando con
un álcali. Y toda grasa saponificable es
un ácido graso, y al reaccionar con el
álcali, se vuelve una sal de ácido graso.
No saponificables son grasas que no
forman jabón al reaccionar con
alcalíes... Como las vitaminas, el
colesterol, los terpenos, las ceras,
etc...
Al mezclar los ácidos grasos (principales
componentes de las grasas animales y de
los aceites vegetales) con una solución
alcalina (hecha a partir de una mezcla de
agua y un álcali), se obtiene el jabón (que
será realmente suave, porque además el otro
subproducto que se obtiene de esta reacción
es la 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).
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).
El jabón desprende la suciedad (grasa y polvo) de los tejidos
(o de la piel) debido precisamente a la estructura bipolar de
su molécula www.cneq.unam.mx/.../jabonactividades.htm
El jabón desprende la suciedad (grasa y polvo) de los tejidos
(o de la piel) debido precisamente a la estructura bipolar de
su molécula. www.cneq.unam.mx/.../jabonactividades.htm
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 .
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DETERGENTES
DETERGENTES (1)Los primeros detergentes sintéticos
producidos en el siglo pasado, derivados del
naftaleno, causaron una gran alarma por su
escasa biodegradabilidad y su elevada
producción de espumas (detergentes “duros”).
Actualmente se utilizan formulaciones
“blandas” de fácil biodegradación y con
menor generación de espumas.
Un detergente contiene un conjunto de
sustancias de propiedades físico químicas
diversas, cada una de las cuales ejerce una
función específica.
DETERGENTES (1)La limitación de los jabones como agentes
de limpieza ha dado impulso a la industria de
detergentes. Aunque estos compuestos varían
considerablemente en su estructura química,
las moléculas de todos ellos se caracterizan
por tener una cadena no polar (soluble en
grasas), y un extremo polar (soluble en
agua).
Estructuralmente los detergentes son de dos
tipos:
Sales sódicas de los sulfatos de alquilo,
derivados de los alcoholes de cadena larga.
Sales sódicas de los ácidos alquilbenceno-
sulfónicos de cadena lineal, los sulfonatos
de alquilbenceno lineal .
Los detergentes actúan como los jabones pero
tienen ciertas ventajas; son eficientes en aguas
duras, porque los alquilsul-fatos y los
alquilsulfonatos de Ca y Mg son solubles en
agua.
Por ser sales de ácidos y bases fuertesproducen soluciones neutras, en cambio losjabones que son sales de ácidos débiles conbases fuertes producen solucionesligeramente alcalinas.
Fundamentalmente contienen:
Agentes tensioactivos, o surfactantes:productos orgánicos obtenidos a partir decompuestos petroquímicos, de aceites vegetaleso grasas animales con propiedadeshumectantes, emulsificantes y dispersantesque provocan la separación de la suciedad. Laestructura de la molécula está constituida por unacadena hidrófoba con grupos hidrófilos.
Fundamentalmente contienen:
Agentes coadyuvantes: mejoran la accióndetersiva de los agentes tensoactivos y ablandanel agua mediante la formación de complejos solublescon los iones calcio y magnesio.
Cargas: permiten el ajuste de la sustancia activa enel detergente a las dosis utilizadas. Los productos decarga incluyen sulfatos sódicos en polvos ydisolventes líquidos. Su proporción en el detergentees muy variada.
Otros aditivos: agentes de antirredeposición,blanqueadores, enzimas, antiespumantes, perfumes,inhibidores de corrosión.
COMPONENTES PRODUCTOS MÁS COMUNES (%)
Tensoactivos Alquilbencenosulfonato,
alcohol graso etoxilado
10-20
Coadyuvantes Tripolifosfato,
policarboxilato, EDTA,
citratos
25-40
Agentes de
antirredeposición
Carboximetilcelulosa 1-2
Inhibidores de
corrosión
Silicato sódico 5-10
Enzimas Proteasas, amilasas 0.1-1
Blanqueantes Perborato, persulfato <1
Antiespumantes Silicona 0-5
Perfumes <1
Carga Sulfato sódico 5-45
FABRICACION DE
DETERGENTES
RECEPCION DE MATERIA
PRIMA
PESADO Y SELECCION
SULFATADO Y NEUTRALIZADO
PREPARACION DE LA PASTA
SECADO Y PERFUMADO
TRANSPORTE Y EMPAQUE
USO DE ACEITES SULFONADOS
AIREANTE: Los aceites sulfonados, los cuales
al ser batidos con los componentes del hormigón,
originan multitud de pequeñas burbujas de aire o
gas, de 0,15 mm a 1 mm de diámetro, las cuales
quedan en el interior de la masa de hormigón y
permiten disminuir la dosificación de agua sin
disminuir la docilidad del hormigón y aumentando su
impermeabilidad.
LUBRICACION EN LA INDUSTRIA DEL CUERO:
Estos aceites tiene su carácter anionico, y producen
lubricaciones de mediana profundidad. Ofrece buena
llenura al quiebre.
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