Abstract Yellow

UDA Let's Green
classe 2AIT A.S. 2015-16

ATTIVITA' DI LABORATORIO DI CHIMICA SUI SAPONI

Che cos' il sapone (I)

I saponi sono I sali sodici o potassici di acidi organici a catena lunga. I grassi contengono questo tipo di acidi, detti ACIDI GRASSI, esterificati con un alcool. Nei trigliceridi l'alcool la GLICERINA, un trialcool.

Viene detta SAPONIFICAZIONE la reazione che permette di ottenere I saponi partendo dagli ESTERI. L'estere viene contemporaneamente idrolizzato e salificato grazie alla soda o alla potassa caustica.

I trigliceridi nell'olio d'oliva

L'olio d'oliva comunemente costituito da una percentuale di circa 98,5-99% di trigliceridi ovvero di esteri della glicerina con gli acidi grassi. Gli acidi grassi possono essere l'acido oleico (56-84 % - monoinsaturo) oppure gli acidi linoleico (3-21% - polinsaturo) e linolenico (0,2-1,5% - polinsaturo).

Che cos' il sapone (II)

I sali degli acidi grassi vengono descritti come MOLECOLE ANFIPATICHE. Significa che sono costituite da due parti, una lunga catena apolare che ha un comportamento idrofobo ed una testa carica che mostra un comportamento idrofilo.

E' proprio grazie a questa struttura che il sapone fa effetto.

Che cos' il sapone (III)

Quando nell'acqua sono presenti dei grassi, sappiamo che non si sciolgono perch l'acqua polare mentre I grassi sono apolari. Ma il sapone presenta entrambe le caratteristiche e tende a circondare le particelle di grasso con la sua catena apolare, rivolgendo verso l'acqua la sua parte polare. In questo modo si formano delle MICELLE, come in figura. Le micelle formano con l'acqua un'emulsione, grazie alla quale lo sporco viene facilmente portato via.

Impatto ambientale dei detersivi

Olio di palma e olio di cocco sono le principali materie prime che si utilizzano oggi per produrre detersivi. Indonesia e Malesia risentono in modo tragico dell'abbattimento di queste piante e della conseguente distruzione del loro habitat. Inoltre c sempre un processo industriale molto impattante dietro un detersivo. Oltre ai tensioattivi, i normali detersivi contengono molti altri additivi, ciascuno con una sua origine, un suo processo di produzione e un suo impatto ambientale. Basti pensare a:Imballaggi

Trasporto

Scarsa biodegradbilit

Tossicit per l'uomo

Tossicit per l'ambiente

Il nostro esperimento

Soap vs detergent

Con questa attivit pratica ci poniamo l'obbiettivo di sintetizzare un sapone a partire dall'olio d'oliva e di confrontare le sue propriet detergenti con quelle di un detersivo industriale.

Materiali necessari

beuta o pallone da 250 ml20 ml di etanolobeuta codata per vuoto da 250 mlbeker da 600 mlsoluzione di NaOH 6Msoluzione di HCl 1Mcalcio cloruromagnesio cloruroferro cloruro (II)sodio clorurobacchettine per mescolareolio vegetaleacqua distillata

detergente sinteticobagno mariabagno a ghiaccioapparecchiatura per filtrazione sotto vuotocarta da filtrofiltro di Buchnercartine indicatrici di pHpHmetroprovetteolio mineralestoffa sporca di sugo per test finale

Metodica n1 3 gruppi di lavoro

1. Pesare una beuta da 250 mL ed annotare la massa. 12,5 mL di olio vegetale vengono aggiunti nella beuta con 10 mL di etanolo (alcool etilico) e 12,5 mL di soluzione di idrossido di 6 M di sodio. La miscela viene agitata con una bacchettina per omogeneizzare bene il contenuto;
2. il sistema viene riscaldata in un bagno ad acqua bollente all'interno di un becher da 600 ml ( si dice a bagno maria);
3. la miscela deve essere agitata continuamente durante il processo di riscaldamento per impedire la formazione di schiuma. Se si forma schiuma, che tende a traboccare, allora il pallone deve essere rimosso dal bagno ad acqua bollente fino a quando la schiuma non scompare e poi si continua a mescolare.

Questa miscela deve essere riscaldata per 20-30 minuti o almeno fino a quando l'odore dell'alcool non pi rilevabile.

Metodica n2 4 gruppi di lavoro

Si opera come nel primo caso per quanto riguarda le quantit, ma si utilizza un altro tipo di apparecchiatura per il riscaldamento. Il sistema mostrato in figura e viene detto a ricadere o a riflusso e consente di non perdere liquido per evaporazione ed ebollizione in quanto I vapori vengono condensati in continuo nella colonna refrigerante posta sopra il pallone di sintesi e ricadono nel pallone. Si usano: Un fornello riscaldante detto isomantelloUna bacchettina per mescolareUn sistema di sostegno (base, asta e relative pinze)Un pallone da 250 ml (con collo smerigliato adatto alla colonna, aggancio maschio-femmina)Una colonna a ricadereLa colonna ha ingresso dell'acqua di raffreddamento in basso ed uscita dell'acqua in alto.

Fasi di raffreddamento e lavaggio

1. La miscela finale, che risulter pastosa, viene rimossa dal bagno ad acqua bollente ed il pallone viene raffreddato in un bagno di ghiaccio per 10-15 minuti.
2. Una volta che la beuta o il pallone stato raffreddato, bisogna montare l'apparecchio di filtrazione sotto vuoto. La beuta per il vuoto deve essere ben fissata ad un sostegno con un morsetto per evitare il ribaltamento dell'apparecchiatura.
3. Si prepara un cerchio di carta da filtro per l'imbuto di Buchner e lo si pesa con bilancia semianalitica registrando la sua massa. La carta viene inumidita con acqua distillata in modo che aderisca bene al filtro.

Fase di lavaggio: filtrazione sotto vuoto

4. Nella beuta o nel pallone ormai freddo vengono aggiunti 150 ml di soluzione satura di cloruro sodico, NaCl.
5. Apire il rubinetto dell'acqua per attivare la pompa a vuoto dell'apparecchiatura di filtrazione e versare lentamente la miscela sul filtro di Buchner. Una volta che tutto il liquido stato filtrato attraverso l'imbuto, lavare il sapone sul filtro utilizzando 10 mL di acqua distillata ghiacciata. Continuare la filtrazione e il lavaggio fino a quando tutta l'acqua non viene rimossa dal sapone per aspirazione.
6. Il sapone deve essere rimosso dall'imbuto Buchner e asciugato, pressandolo fra due salviette di carta assorbente. Avendo precedentemente pesato il filtro di carta, la massa del sapone essicato viene determinata per differenza tramite una nuova pesata di carta pi sapone. Dal confronto con la massa iniziale di olio d'oliva, potremo discutere sulla resa della reazione.

Confronto tra
sapone e detersivo industriale

1.Preparare una soluzione madre del sapone sciogliendo 2 g di sapone in 100 mL di acqua distillata bollente. Agitare bene fino a quando tutto il sapone non si sar sciolto e lasciar raffreddare.
2. Ripetere l'operazione 1 con 2g di detersivo sintetico (Dinamo in polvere). Quando entrambe le soluzioni saranno fredde, misurare il loro pH utilizzando un pHmetro.3. Etichettare 3 provette con i numeri 1, 2 e 3. Aggiungere 4 gocce di olio minerale a ciascuna provetta. Aggiungere nella provetta n1 5 ml di acqua distillata, nella provetta n2 5 ml di soluzione del sapone prodotto e alla provetta n 3 5 ml della soluzione di detersivo sintetico.

4. Agitare ciascuna provetta per 5 minuti e lasciar riposare per altri 5 minuti. Osservare attentamente per ciascuna delle tre provette se si formata un'emulsione, ovvero se la soluzione saponata e l'olio formano un'unica fase.
5. Una volta terminate tutte le osservazioni, svuotare e pulire le tre provette.

Confronto tra
sapone e detersivo industriale

6. Riutilizzare le tre provette pulite e numerate versando in ciascuna 2 ml di soluzione madre del sapone prodotto. Aggiungere nella provetta n1 2 ml di CaCl2 all' 1% , nella provetta n2 2 ml di soluzione di MgCl2 all'1% e nella provetta n3 2 ml di soluzione di FeCl2 all'1%. Agitare bene ciascuna provetta per mescolare bene le due soluzioni. Osservare attentamente ci che accade e registrare le osservazioni.
7. Ripetere le operazioni dalla n3 alla n 6 utilizzando la soluzione di detersivo sintetico e annotando tutte le relative osservazioni.
8. Pulire e numerare due provette. Versare nella provetta n1 5 ml della soluzione madre di sapone prodotto. Versare nella provetta n2 5 ml della soluzione di detersivo sintetico. In entrambe le provette aggiungere goccia a goccia una soluzione di HCl 1M fino a che il pH della soluzione non diventa pari a 3. Utilizzare un pHmetro per misurare il pH. Annotare il numero di gocce aggiunto in ciascuna delle due provette.

Fase finale: confronto sull'efficacia
del potere pulente

1. Pulire bene, asciugare ed etichettare due becher. Versare 20 ml di soluzione madre di sapone nel becher n 1 e 20 ml di soluzione di detersivo sintetico nel becher n2.
2. Sporcare con della salsa di pomodoro due strisce di stoffa e porle ciascuna in uno dei due becher. Agitare con una bacchettina entrambi i campioni per 5 minuti.
3. Rimuovere le strisce di tessuto dai due becher, strizzarle ed osservare l'effetto pulente in entrambi i casi. Annotare le osservazioni.