Propriedades de sabões e detergentes

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Figura 1: Partes de uma molécula tenso ativa.[pic 1]

Fonte: Tensoativos: Química, propriedades e aplicações. 2011, p 11.

Devido às suas estruturas e propriedades, substâncias tensoativas em presença de água e óleo, interagem com as duas interfaces simultaneamente orientando-se de maneira que o grupo polar fique voltado para a fase aquosa e o grupo apolar para a fase oleosa, formando um filme molecular ordenado nas interfaces, e com isso reduz as tensões interfacial e superficial (COLLOIDS AND SURFACES A, 2001). A estabilidade deste filme depende da natureza dos grupos hidrofílico e lipofílico do tensoativo como demonstrado na Figura 2.

Figura 2: Representação de dois tipos de micelas.

[pic 2]

Fonte: Rev. Univ. Rural. Sér. Ci. Exatas e da Terra, 2006, p 74.

O grupo lipofílico de tensoativos responsável pela solubilidade em óleo, é geralmente formado por cadeias hidrocarbônicas lineares ou ramificadas, contendo ou não, grupos aromáticos (HUNTER, 1992). Já o grupo hidrofílico, que apresenta características polares e por isso é determinante da solubilidade do tensoativo em água, podendo assim ser iônico ou não-iônico. A grande afinidade desta parte da molécula pela água permite solubilizar um grupo hidrofóbico como o óleo, que normalmente seria insolúvel em água. Em decorrência destes aspectos físico-químicos os tensoativos representam uma classe de compostos de uso amplamente versátil assim como emulsificantes, lubrificantes, agentes farmacêuticos, cosméticos, sabões e detergentes.

É importante citar que o principal componente dos detergentes é o ácido com longa cadeia carbônica e com extremidade polar, o ácido graxo. Além dele, existem substâncias nos detergentes que melhoram seu poder de limpeza. Os efeitos de algumas dessas substâncias podem ser vistos a olho nu, como é o caso dos agentes modificadores de espuma. (COLLOIDS AND SURFACES A: PHYSICOCHEMICAL AND ENGINEERING ASPECTS, 2003.)

Classificação dos Tensoativos

De acordo a revista Colloid and Interface Science (2003) Tensoativos podem ser classificados em iônicos (aniônicos e catiônicos), não-iônicos ou zwiteriônicos, como especificado abaixo:

a) Tensoativos iônicos: apresentam cargas elétricas na parte hidrofílica, ao se dissociarem em água, formando íons carregados negativamente (tensoativos aniônicos) ou positivamente (tensoativos catiônicos). Os tensoativos aniônicos mais conhecidos são os alquil alcanoatos (ou sabões) que são derivados de gorduras animais, ou óleos vegetais, por reações de saponificação, sendo até o momento os mais estudados e compreendidos com relação à sua estrutura e função. Na classe dos tensoativos catiônicos, destacam-se sais de amônio quaternários, que são solúveis tanto em meio ácido como em meio alcalino, e proporcionam o aumento da viscosidade e ação bactericida, e também as aminas de cadeias longas, utilizadas como óleos lubrificantes e inibidores de corrosão em superfícies metálicas.

b) Tensoativos não iônicos: Os tensoativos não iônicos não apresentam radicais com cargas elétricas, interagindo com as moléculas de água por meio de pontes de hidrogênio. São, junto com os tensoativos aniônicos, os mais adequados para a remoção de sujeira por lavagem, pois, na água, tanto a superfície das fibras do tecido como as partículas de sujeira são, em geral, carregadas negativamente. Os tensoativos não-iônicos, por não reagirem com as sujidades, ficam mais “livres” para interagir com os grupos de hidrofóbicos formadores da sujeira. Tendo assim uma vantagem em relação aos tensoativos catiônicos, os quais são facilmente removidos do meio aquoso por reagirem com grupamentos hidrófilos das sujidades que apresentam cargas negativas. Assim, interagem pouco com os grupos hidrofóbicos das moléculas formadoras das sujeiras. Podem ainda ocorrer interações do tensoativo catiônico com as cargas negativas das fibras dos tecidos, ficando ele aderido e dando a impressão de que o tecido continua sujo.

c) Tensoativos Anfóteros:

São tensoativos que possuem, na mesma molécula, grupos hidrófilos positivo e negativo. Em meio básico comportam-se como tensoativos aniônicos, em meio ácido, como catiônicos e na forma de zwitterions em pH neutro, onde são capazes de manter as duas cargas simultaneamente. Sua estrutura possui, geralmente, um ânion carboxilato ligado a uma amina ou cátion quaternário de amônio assim como vemos na figura:

Figura 3: Tensoativo anfótero.

[pic 3]

Fonte: Tensoativos: Química, propriedades e aplicações. 2011, p 66.

Estes tensoativos possuem crescente aplicação em xampus e cremes cosméticos. Quando em solução aquosa ionizam-se para produzirem ânions ou cátions, dependendo do pH.

Formação de Micelas

Como descrito Pela revista Colloids and surfaces (2001), Uma das propriedades fundamentais dos tensoativos é a propriedade de adsorção nas interfaces (limite entre duas fases imiscíveis) ou superfícies de um dado sistema. As propriedades físico-químicas de tensoativos, na sua grande maioria, não variam significativamente, mesmo em baixas concentrações. No entanto, para uma dada concentração específica de tensoativo, conhecida como Concentração Micelar Crítica (CMC), ocorre uma mudança brusca nestas propriedades. Abaixo da CMC, as moléculas de tensoativo estão presentes na forma de monômeros dispersos e acima, estão presentes na forma de agregados chamados de micelas. Este processo de formação é conhecido como micelização.

Na figura a seguir podemos observar o comportamento de tensoativos abaixo e acima do CMC respectivamente:

Figura 4: Processo de formação de micelas.

[pic 4]

Fonte: Rev. Univ. Rural. Sér. Ci. Exatas e da Terra, 2006, p 76.

A formação de micelas é um processo caracterizado por participar de numerosas reações de solubilização de solutos ou espécies insolúveis. A quantidade solubilizada é em geral diretamente proporcional à concentração do tensoativo, desde que a concentração do tensoativo seja igual ou superior ao CMC (MANIASSO, 2000).

Já em soluções