FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E VETERINÁRIAS, FCAV – UNESP Jaboticabal CURSO: Ciências Biológicas DISCIPLINA: Química Orgânica DOCENTE RESPONSÁVEL: Profa. Dra. Luciana Maria Saran AULA PRÁTICA No 3: Reação de Saponificação 1. INTRODUÇÃO Na presente aula prática, será efetuada a obtenção de um sabão pela reação de saponificação de gordura animal. Trata-se de uma reação de hidrólise alcalina de ésteres. As gorduras, os óleos e as graxas pertencem à classe de materiais orgânicos denominados lipídeos. Essas substâncias são encontradas em plantas e animais e são os principais constituintes de suas células armazenadoras, constituindo-se numa das mais importantes reservas alimentares desses organismos. Embora o organismo humano sintetize lipídeos, as principais fontes de gorduras e óleos na nossa dieta são os laticínios (creme de leite e manteiga), gorduras animais (toucinho, bacon, etc.), gorduras vegetais sólidas (margarina) e gorduras vegetais líquidas (óleos de soja, milho, amendoim, etc.). Além de sua importância como alimento, os lipídeos são utilizados na manufatura de sabões, detergentes sintéticos e também na fabricação de glicerol (glicerina ou propano-1,2,3-triol), óleos secantes, tintas e vernizes. As gorduras animais e óleos vegetais são insolúveis em água, mas reagem lentamente com soluções alcalinas (NaOH ou KOH) em ebulição, levando à formação de produtos solúveis em água, os sabões. Tal reação é conhecida como reação de saponificação, que é a conversão de um éster em um sal de ácido carboxílico e um álcool, conforme ilustra a equação química a seguir: O O ║ ║ R2 – C – O – R1 + NaOH → R2 – C – ONa + R1OH Éster Sal de Álcool Ácido Carboxílico No caso específico dos lipídeos constituintes de óleos e gorduras, a reação é dada pela seguinte equação química: OH │ Glicerídeo + 3NaOH → HO - CH2CHCH2 – OH + 3RCOONa Glicerol Sal de Ácido Carboxílico Portanto, os óleos e gorduras são, na verdade, ésteres formados a partir da reação entre o glicerol e ácidos carboxílicos (C-11 até C-17). Esses triésteres do glicerol são também conhecidos como triglicerídeos, nos quais os três grupos OH do glicerol estão esterificados com o mesmo ácido carboxílico. Nos triglicerídeos mistos, o glicerol pode estar esterificado com dois ou três ácidos diferentes. As graxas diferem dos óleos e das gorduras por não serem ésteres de glicerol. Um sabão tem a fórmula geral RCOONa, em que R é uma cadeia carbônica contendo de 12 a 18 átomos de carbono. A característica estrutural mais importante de um sabão é que uma das extremidades é altamente polar (iônica), enquanto a outra é apolar. Portanto, a extremidade polar confere solubilidade em água (hidrofílica) e a extremidade apolar é insolúvel em água (hidrofóbica ou lipofílica). 2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 2.1. Obtenção do Sabão Em um erlenmeyer de 250 mL pese cerca de 5 gramas do material orgânico a ser utilizado e acrescente ao mesmo 10,0 mL de glicerina e 1,20 g de hidróxido de potássio. Adapte um termômetro, de forma que o bulbo do mesmo toque a mistura contida no Erlenmeyer. Aqueça CUIDADOSAMENTE o frasco com um bico de gás, mantendo a temperatura em torno de 150-160ºC, durante aproximadamente 30 minutos. Ao final desse tempo o sistemadeve apresentar apenas uma fase. Interrompa o aquecimento e deixe a mistura reacional resfriar lentamente. Em seguida, adicione ao frasco cerca de 100 mL de uma solução saturada de NaCl, agitando o material com um bastão de vidro. Filtre a vácuo o precipitado formado, utilizando a própria solução filtrada para transferir parte do precipitado que tenha ficado no Erlenmeyer Após a filtração da mistura, a mangueira de vácuo deverá ser desconectada do funil e um certo volume de solução saturada de NaCl deverá ser adicionado para cobrir o precipitado no funil. A seguir, a mangueira de vácuo deverá ser reconectada ao funil, para que seja realizada a sucção da solução de lavagem. Essa operação deverá ser realizada pelo menos mais duas vezes. Em seguida, espalhe o sabão obtido em papel-toalha, procurando secá-lo o máximo e determine a massa obtida. 2.2. Testes de Qualidade • O primeiro teste de qualidade deverá ser realizado dissolvendo-se aproximadamente 0,5 g do sabão em 50 mL de água destilada. Em seguida, separe três tubos de ensaio e coloque em cada um cerca de 5 mL do colóide resultante da dissolução do sabão. No tubo 1: adicione 2 mL de solução diluída de HCl; No tubo 2: adicione 2 mL de uma solução que contenha íons magnésio ou cálcio; No tubo 3: adicione 2 gotas de solução de fenolftaleína. • O segundo teste de qualidade deverá ser realizado adicionando-se cerca de 5 gotas de um material líquido oleoso a um tubo de ensaio contendo 2 mL de água destilada. Agite o sistema e deixe-o em repouso. A seguir, adicione ao tubo cerca de 5 mL do colóide de sabão preparado inicialmente, agite o sistema e deixe-o em repouso. • Anote todos os resultados obtidos nesses conjuntos de testes. • O terceiro e último teste deverá ser realizado lavando-se as mãos com uma porção do sabão obtido. Observe o cheiro, oleosidade, irritação ou não na mão e quantidade de espuma formada. 3. QUESTÕES PARA FIXAÇÃO DE CONCEITOS 1. O que é um ácido graxo? Quais as diferenças entre ácidos graxos saturados e insaturados? 2. Qual a diferença entre uma gordura e um óleo? 3. Desenhe a estrutura do composto formado pela reação de uma molécula de glicerol com: a) três moléculas de ácido palmítico; b) com uma molécula de ácido esteárico, uma de ácido palmítico e uma de ácido oléico. 4. Quais os produtos formados quando uma gordura é saponificada? 5. Compare os termos hidrofóbico e hidrofílico. 6. Qual a diferença entre um ácido graxo insaturado e um poliinsaturado? 7. Como um ácido insaturado pode ser transformado em saturado? Que uso se faz deste processo? 8. Compare sabões e detergentes com base em sua estrutura e em suas reações quando usados em água dura. 9. Explique por que se adicionou solução de NaCl à mistura reacional e por que tal solução foi usada na lavagem do sabão durante a etapa de filtração. 10. Escreva as equações químicas representativas das reações relativas aos testes de qualidade. 11. Como um sabão consegue remover as sujeiras? 12. O que é colóide? 4. REFERÊNCIAS • BARBOSA, L. C. de. Introdução à Química Orgânica. São Paulo:Prentice Hall, 2004. 311 p. • MARQUES, J. A.; BORGES, C. P. F. Práticas de Química Orgânica. Campinas, SP:Editora Átomo, 2007. 222 p. • UCKO, A. D. Química para as Ciências da Saúde: uma introdução à química geral, orgânica e biológica. São Paulo:Manole, 1992. 646 p