A indstria de produtos de higiene e limpeza movimenta cifras considerveis, no s no Brasil como no mundo. A necessidade de assepsia e asseio pessoal a principal fora motriz desta indstria. Neste artigo, veremos como os sabes e detergentes so sintetizados, como removem a sujeira, principalmente a gordura, e o conceito de detergentes biodegradveis.

SabesA manufatura do sabo constitui uma das snteses qumicas mais antigas; menos antiga, entretanto, que a produo do lcool etlico utilizado nas bebidas - os anseios de limpeza do homem so, na verdade, muito mais recentes que seus desejos de estmulo alcolico. Ao ferverem o sebo de cabra com a lexvia potssica feita com as cinzas de madeira, as tribos germnicas, contemporneas de Csar, realizaram a mesma reao qumica que o processo moderno de fabricao de sabo: a hidrlise de glicerdios. A reao d origem aos sais de cidos carboxlicos e ao glicerol:

O sabo comum que utilizamos atualmente simplesmente uma mistura de sais de sdio ou potssio de cidos graxos de cadeia longa. uma mistura porque a gordura a partir da qual preparado constituda de uma mistura, e esta to eficiente para lavagem quanto um sal puro. O sabo pode variar de acordo com a composio e segundo o mtodo de fabricao: se preparado a partir do azeite de oliva, recebe o nome de sabo de Marselha; pode-se adicionar lcool durante o processo de fabricao para torn-lo transparente; por agitao, pode-se incorporar ar, fornecendo-lhe a propriedade de flutuar; podem-se adicionar perfumes, corantes e germicidas; se for utilizado o hidrxido de potssio na sntese (ao invs do de sdio), temse o sabo mole. Entretanto, quimicamente o sabo permanece exatamente o mesmo, atuando do mesmo modo. A primeira vista, pode-se ter a impresso de que estes sais so solveis em gua; de fato, podem-se preparar as chamadas "solues da sabo". Elas no so, entretanto, verdadeiras solues, onde as molculas do soluto movem-se livremente entre as molculas do solvente. Verifica-se, na realidade, que o

sabo se dispersa em agregados esfricos denominados micelas, cada uma das quais pode conter centenas de molculas de sabo. Uma molcula de sabo tem uma extremidade polar, -COO-Na+, e uma parte no polar, constituda por uma longa cadeia alqulica, normalmente com 12 a 18 carbonos. A extremidade polar solvel em gua (hidrfila - que tem afinidade por gua). A parte apolar insolvel em gua, e denomina-se hidrfoba (ou lipfila - que tem averso por gua e afinidade por leos e gorduras), mas evidentemente solvel em solventes apolares. Molculas deste tipo denominam-se anfipticas - que tm extremidades polares e apolares e, alm disso, so suficientemente grandes para que cada extremidade apresente um comportamento prprio relativo solubilidade em diversos solventes. De acordo com a regra "polar dissolve polar; apolar dissolve apolar", cada extremidade apolar procura um ambiente apolar; em meio aquoso, o nico ambiente deste tipo existente so as partes apolares das outras molculas do sabo, e assim elas se agregam umas s outras no interior da micela. As extremidades polares projetam-se da periferia dos agregados para o interior do solvente polar, a gua. Os grupos carboxilatos carregados negativamente alinham-se superfcie das micelas, rodeados por uma atmosfera inica constituda pelos ctions do sal. As micelas mantm-se dispersas devido repulso entre as cargas de mesmo sinal das respectivas superfcies.

Uma micela pode conter centenas de molculas de sais de cidos graxos Ainda resta, entretanto, uma questo cabal a responder: como o sabo remove a gordura, sendo feito dela? O problema na lavagem pelo sabo est na gordura e leo que constitui ou que existe na sujeira. Apenas a gua no capaz de dissolver as gorduras, por serem hidrofbicas; as gotas de leo, por exemplo, em contato com a gua, tendem a coalescer (aglutinar-se umas s outras), formando uma camada aquosa e outra oleosa. A presena do sabo, entretanto, altera este sistema. As partes apolares das molculas do sabo dissolvem-se nas gotculas do leo, ficando as extremidades de carboxilatos imersas na fase aquosa circundante. A repulso entre as cargas do mesmo sinal impede as gotculas de leo de coalescerem. Forma-se, ento, uma

emulso estvel de leo em gua que facilmente removida da superfcie que se pretende limpar (por agitao, ao mecnica, etc.). A chamada gua dura contm sais de clcio e magnsio que reagem com o sabo formando carboxilatos de clcio e magnsio insolveis (a crosta que se forma nas bordas do recipiente que continha o sabo).

DetergentesEntre os lcoois primrios de cadeia linear que se obtm das gorduras - ou de outros modos - os de C8 e C10 so utilizados na produo de steres de alto ponto de ebulio, usados como plastificantes (como por exemplo, o ftalato de octila). Os lcoois de C12 a C18 so utilizados em quantidades enormes na manufatura de detergentes (produtos tensoativos para limpeza). Embora os detergentes sintticos difiram significativamente uns dos outros quanto a estrutura qumica, as molculas de todos tm uma caracterstica em comum, tambm apresentada pelas de sabo comum: so anfipticas, com uma parte apolar muito grande, de natureza de hidrocarboneto, solvel em leo, e uma extremidade polar, solvel em gua. Um tipo deles resulta da converso dos lcoois de C12 a C18 em sais de hidrogenosulfato de alquila. Por exemplo:

Neste caso, a parte apolar a longa cadeia alqulica e a parte polar o -SOO3Na+. Pelo tratamento dos lcoois com xido de etileno, obtm-se um detergente no-inico:

A possibilidade de formao de pontes de hidrognio entre as molculas da gua e os numerosos tomos de oxignio do etoxilato tornam a parte terminal de politer solvel em gua. Os etoxilatos tambm podem ser convertidos em sulfatos, sendo utilizados na forma de sais de sdio. Os sais de sdio dos cidos alquilbenzeno-sulfnicos so os detergentes mais utilizados. Para obteno destes detergentes, liga-se primeiramente o grupo alquil de cadeia longa a um anel benznico pela utilizao de um haleto de alquila, de um alceno ou de um lcool conjuntamente com um catalisador de

Friedel-Crafts (AlCl3); em seguida, efetua-se a sulfonao e, finalmente, a neutralizao:

reao de alquilao por adio nucleoflica aromtica em haleto de alquila

Reao de sulfonao O primeiro passo, em que se forma o trixido de enxofre (SO3), eletroflico, simplesmente um equilbrio cido-base, desta vez, porm, entre duas molculas de cido sulfrico. Na sulfonao utiliza-se geralmente o cido sulfrico fumegante, ou seja, aquele onde dissolvido excesso de SO3; mesmo quando utiliza-se apenas cido sulfrico, cr-se que o SO3 formado no passo (1) possa ser o eletrfilo. No passo (2) o reagente eletroflico, SO3, liga-se ao anel benznico com formao de um carboction intermedirio. Embora o trixido de enxofre no tenha cargas positivas, tem deficincia de eltrons (carga parcial positiva) sobre o tomo de enxofre, pois os trs tomos de oxignio, mais eletronegativos, retiram-lhe eltrons por induo. Na terceira etapa o carboction cede um prton para o nion HSO4- e forma o produto de substituio estabilizado por ressonncia que , desta vez, um nion - o do cido benzeno-sulfnico; este cido, por ser forte, encontra-se altamente ionizado (na etapa 4, o equilbrio est muito deslocado para a esquerda).

Com alguns substratos aromticos e certos acidulantes, o eletrfilo pode ser HSO3+ ou molculas que possam facilmente transferir SO3 ou HSO3+ para o anel aromtico. A concluso da sntese do detergente d-se pela neutralizao do cido benzenosulfnico, formando o sal hidrosolvel.

Neutralizao do cido benzenosulfnico. At h algum tempo atrs, utilizava-se vulgarmente o propileno para a sntese destes alquilbenzeno-sulfonatos. A cadeia lateral altamente ramificada impedia a degradao biolgica do detergente. Na maioria dos pases industrializados, estes detergentes vm sendo substitudos por outros biodegradveis desde 1965. So sulfatos de alquila, etoxilatos e respectivos sulfatos, e alquilbenzenosulfonatos em que o grupo fenila fixa-se ao acaso a qualquer das diversas posies secundrias da longa cadeia aliftica linear (C12-C18). As cadeias laterais destes alquilbenzeno-sulfonatos lineares obtm-se de 1alcenos de cadeia linear ou de alcanos de cadeia contnua clorados, separados do ceroseno por formao de clatratos (peneiras moleculares). Estes detergentes atuam essencialmente da mesma maneira que o sabo. A sua utilizao oferece, entretanto, certas vantagens. Por exemplo, os fulfatos e sulfonatos mantm-se eficazes em gua dura devido ao fato de os correspondentes sais de clcio e magnsio serem solveis. Visto serem sais de cidos fortes, produzem solues neutras, ao contrrio dos sabes que, por serem sais de cidos fracos, originam solues levemente alcalinas.