Convivir con la naturaleza (foto de Jaime Cristóbal López)

lunes, 15 de octubre de 2012


La Química detrás del jabón

El jabón ha sido un importante artículo de higiene personal y como agente limpiador de diversos materiales y artículos, pero, desde sus orígenes hasta principios del siglo XVIII, no se supo cuál era la razón por la cual este importante producto tenía esa acción de limpieza que hemos estado aprovechando desde entonces.

Jabones comunes de tocador

El jabón ya era utilizado desde el año 2.800 a.C De esta época data un material jabonoso encontrado en unos cilindros de arcilla durante una excavación arqueológica en la ciudad de Babilonia. En estos cilindros había unas tallas que describían el proceso de hervir las grasas con ceniza, método ancestral de fabricación de jabón.

Durante la edad media el jabón era un artículo muy caro, por lo que su empleo era limitado. Recién en el siglo XIX que se difundió el uso del jabón en Europa y luego en el resto del mundo.

Hasta el siglo VII no se institucionalizó en Europa lo que se podía llamar la artesanía del jabón. Los maestros jaboneros, como después harían los pirotécnicos, ocultaban con cuidado el secreto de la mezcla: aceites vegetales y animales, cenizas de ciertas plantas y las sustancias que le daban la fragancia apropiada. Italia, Francia y España fueron los primeros países en entrar en el negocio del jabón. El proceso de fabricación era sencillo. Los artesanos hervían en un caldero aceite de oliva con una potasa obtenida de tratar cenizas con cal. Poco a poco, haciendo uso del omnipresente principio del ensayo, prueba y error, la técnica se fue perfeccionando. Pero había un pequeño detalle que no preocupaba a nadie: por qué el jabón limpiaba.

Antigua fabricación de jabón.

La primera persona que lo averiguó fue un químico francés afincado en París llamado Michael Eugene Chevreul. En 1811 empezó a estudiar las complejas mezclas de aceites y resinas de donde se obtenían los tintes naturales.  Ya que él era el director de tintura de una famosa tapicería. Esto lo llevó hacia las grasas y de ahí a descubrir los ácidos grasos. Doce años después, en 1823,Chevreul afirmaba que el jabón no era otra cosa que un ácido graso y lo que los químicos llaman una base, como la sosa o la potasa. Y se pudo explicar por qué el jabón nos había dado tan buenos resultados.
Lo que confiere al jabón su peculiar habilidad para limpiar la ropa es que su molécula se comporta como si tuviera doble personalidad: el extremo donde se encuentra el hidrocarburo huye del agua -es hidrófobo- y tiende a unirse a la grasa, mientras que el otro es hidrófilo (atraído por el agua), Obviamente el efecto de ‘tirón’ del lado hidrófilo debe ser mayor para poder arrancar la suciedad de la ropa, al que ayudamos cuando frotamos la prenda. Al final queda una pequeña mancha de suciedad rodeada por una envoltura de jabón, un proceso que se ve favorecido si se usa agua caliente.
Ahora bien, el jabón ve reducida su efectividad si se lava en agua dura (la que contiene gran cantidad de sales minerales -de calcio y magnesio principalmente, pero también de hierro y manganeso). Esto es así porque estas sales reaccionan con el jabón formando un precipitado insoluble que da a la ropa un tacto como si hubiera sido almidonada. De ahí proviene la necesidad de usar suavizante.


Tanto los jabones de tocador como los detergentes parten de la misma base, la diferencia está en que los jabones se fabrican a partir de sustancias naturales, como grasas animales y vegetales, mientras que los detergentes se elaboran a partir de materias primas sintéticas. El jabón es básicamente una sal obtenida de las grasas, que resulta soluble en el agua.
  La reacción que produce los jabones se llama “saponificación”. La principal causa es la disociación de las grasas en un medio alcalino, separándose glicerina y ácidos grasos. Estos últimos se asocian inmediatamente con los álcalis constituyendo las sales sódicas de los ácidos grasos: el jabón. Esta reacción produce gran cantidad de calor al momento de la elaboración del jabón por lo cual decimos que esta última reacción es exotérmica.
La reacción típica es:
ÁCIDOS GRASOS + SOLUCIÓN ALCALINA = JABÓN + GLICERINA
Así es como 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, como por ejemplo la sosa), se obtiene el jabón (que será realmente suave, porque además el otro subproducto que se obtiene de esta reacción es la glicerina).

El álcali es imprescindible para que se produzca esa reacción, pero hay que tener en cuenta que por sí solo es un elemento cáustico muy peligroso, cuyo manejo implica tomar una serie de precauciones muy importantes para manipularlo con seguridad. Los álcalis más utilizados en la fabricación del jabón son la sosa (hidróxido sódico, NaOH) y la potasa (hidróxido potásico, KOH). Por eso, es necesario tener mucha experiencia y unos conocimientos muy amplios sobre los álcalis y sus reacciones químicas, para proceder a realizar una saponificación que ofrezca totales garantías de que el producto final obtenido no entrañe riesgo alguno para la piel.

Una manera de observar  y  comprobar la saponificación así como la reacción exotérmica resultante del proceso de la elaboración del jabón es mediante el siguiente método para la elaboración de jabón casero.

MATERIALES:

· Aceite comestible usado de cualquier clase. Se debe de colar,  para quitarle las impurezas.

· Una cubeta plástica (capacidad 25 litros)
· bastón de madera para revolver o algún agitador.
· Moldes de plástico.
· Agua.
· Soda cáustica. (Hidróxido sódico).
· Sal común.
· Medio vaso de jabón lavatrastes liquido para darle aroma al jabón.

PROCEDIMIENTO:

1.- Guardar el aceite usado hasta juntar dos litros y medio.

2.- Llenar una cubeta con dos litros y medio de agua. Para fabricar panes de jabón de colores se puede añadir al agua colorante vegetal.

3.- En un ambiente ventilado y con la ayuda de un agitador, diluir en el agua medio kilo de soda cáustica y un puñado de sal. Se producirá una reacción química "exotérmica" (liberación de calor) que requiere algunas horas hasta que se enfrié. La sosa cáustica es un material que daña la piel si se pone en contacto directo con ella. Por eso es recomendable utilizar guantes y lentes protectores.

Momento en que se produce la saponificación.

4.- Se vierte lentamente el aceite sobre la mezcla líquida llamada también "lejía cáustica", revolviendo en forma permanente (siempre para el mismo lado, porque de lo contrario se puede "cortar" el jabón).
Se calienta la mezcla con mechero hasta alcanzar la temperatura de ebullición y se mantiene durante dos horas este tratamiento a los efectos de producir la "saponificación" de las grasas. Esta reacción química es la que combina el sodio de la lejía con los ácidos grasos provenientes de los aceites para dar forma a una "sal orgánica soluble" que la conocemos como jabón.
Si quiere hacer jabón con esencias añada hierbas aromáticas u otros tipos de aromas naturales después de que la mezcla bajo la temperatura a 40ºC.

5.- Cuando la mezcla se espesa, se agrega en los moldes y se deja endurecer durante varios días. Si tiene ansiedad por ver como salen los jabones puede acelerar el proceso colocando algunos panes en el congelador.

6. Se sacan los jabones de los moldes. También se puede agregar la mezcla en una bandeja grande. Se le deja reposar y antes de que se quede totalmente dura se corta en pastillas con un cuchillo común.

Producto resultante.
Un poco mas al respecto en:


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