“Passando a Química a Limpo” - cecimig - Universidade Federal de ...

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS - UFMG
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
“Passando a Química a Limpo”
Uma Abordagem de Detergentes e Sabões no
Ensino Médio
Cristiane de Carvalho Guimarães
Orientador: Vinicius Caliman
Co-orientadora: orientadora: Maria Emília C. de Castro Lima
Belo Horizonte, novembro de 2007

UNIVERSIDADE FEDERAL DE MINAS GERAIS - UFMG
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
“Passando a Química a Limpo”
Uma Abordagem de Detergentes e Sabões no
Ensino Médio
Monografia orientada pelo professor Vinicius
Caliman e co-orientada pela professora Maria
Emília C. C. Lima, apresentada na disciplina
Monografia em Ensino de Química, como
requisito parcial à obtenção do título de
Licenciada em Química.
Cristiane de Carvalho Guimarães
Belo Horizonte, novembro de 2007
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Muito Obrigada!
Aos meus pais, Branca e Paulo, aos quais eu dedico mais esta conquista, pelo
amor, pelo incentivo e por compreenderem a minha ausência em tantos
momentos importantes.
Ao meu querido irmão Filipe pelo carinho de sempre.
Ao professor Vinicius Caliman por aceitar orientar a elaboração dessa
monografia tão cheia de intenções!
À professora Maria Emília pelas valiosas idéias que nortearam este trabalho e
à professora Andréa Horta Machado pela leitura atenciosa.
Às minhas “irmãzinhas de república” Ana Paula, Fabrícia e Fernanda por
serem minha família durante este último ano de graduação e pela enorme
paciência que sempre tiveram comigo.
Aos meus companheiros do laboratório de catálise, especialmente aos meus
eternos amigos Aline, Glenda e Humberto, pelo carinho, pelo incentivo, pelos
ensinamentos e pela ajuda durante toda a minha graduação.
Ao Carlos Henrique por dividir comigo as dificuldades e as alegrias na
química.
Ao Juninho pela amizade, pela companhia, pelo afeto.
A Deus, o maior amigo de todos, por sempre me fornecer coragem, vontade,
saúde e proteção.
3

...tenho em mim todos
os sonhos do mundo.
Fernando Pessoa
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Sumário
Justificativa e Apresentação...................................................................................06
Formas de utilização do material............................................................................07
Referencial Teórico
A Contextualização no Ensino de Ciências.................................................... 08
As Atividades Práticas no Ensino de Ciências...............................................10
Introdução
Detergentes, alguma dúvida?..........................................................................13
Texto inicial : Sabão, um velho conhecido!............................................................14
Atividade Prática 1: Produção de sabão!................................................................15
Texto auxiliar : De gorduras...a sabões!.................................................................18
Atividade Prática 2: Água dura?..............................................................................22
Texto auxiliar: O Que é água dura?.........................................................................25
Texto auxiliar: Entrem em cena os detergentes sintéticos!..................................26
Atividade prática 3: Água X Óleo - Os detergentes fazem a mistura!..................29
Texto auxiliar: Os mistérios da solubilidade!.........................................................32
Texto auxiliar: Detergentes como emulsificantes - Micelas ................................37
Texto auxiliar: Colóides............................................................................................39
Atividade prática 4: Efeito Tyndall...........................................................................41
Texto auxiliar: Explicando o Efeito Tyndall............................................................42
Atividade prática 5: A função do surfactante.........................................................42
Texto auxiliar: Detergentes como surfactantes- Tensão superficial....................44
Texto auxiliar: Como os detergentes limpam.........................................................46
Conclusão..................................................................................................................49
Referências Bibliográficas.......................................................................................50
Aprendendo um pouco mais
Forças de van der Waals.................................................................................52
BI-O-DE-GRA-DA-BI-LI-DA-DE!!!....................................................................53
Explicando as dispersões!...............................................................................56
5

Justificativa e Apresentação
O interesse pela apresentação do tema “Sabões e Detergentes” nasceu,
principalmente, devido a nossa vontade de explorar e compreender situações
do dia-a-dia, de preparar um material que tratasse os conceitos químicos de
maneira contextualizada e aplicada e que favorecesse a autoconstrução e o
desenvolvimento do conhecimento por parte dos alunos. Dessa maneira,
pensamos que o aprendizado se torna mais prazeroso e efetivo.
As aprendizagens escolares precisam ser mais associadas a
contextos externos à escola, na constituição de conhecimentos
específicos essenciais à promoção da vida, nos seus contextos
sócio-culturais e ambientais. (Kinalski e Zanon, 1997, p.15)
Entretanto, nosso desejo não é o aprofundamento do conteúdo químico
em si, mas, é uma tentativa de aproximar as vivências do aluno do saber
científico fazendo com que aquilo que freqüentemente ele toma como simples e
corriqueiro se torne alvo de sua curiosidade e de entendimento científico.
Os estudantes em geral, certamente pelo tipo de ensino a que são
submetidos, concebem a química como uma disciplina difícil e sem relação
com os fenômenos presentes em suas vidas. Além disso, em alguns casos,
possuem alguns “pré” conceitos a respeito da química e de suas aplicações. É
comum ouvirmos associações do tipo “esse produto não tem química” ou
“natural é aquilo que não tem aditivos químicos”. Esse tipo de pensamento
contribui para construção de conceitos incorretos que interferirão futuramente
no estudo e na compreensão das ciências.
A intenção desse trabalho é mostrar aos alunos que, ao contrário do que
muitos deles podem pensar, existe intervenção da química em praticamente
tudo que consumimos e utilizamos e não apenas em produtos nocivos ou
tóxicos.
6

Outro aspecto que justifica a escolha desse assunto se refere à dinâmica
envolvida no ensino de química. O tema “Sabões e Detergentes” é um contexto
rico para a abordagem de conceitos como interações intermoleculares,
solubilidade, tensão superficial, formação de micelas e dispersões coloidais.
Além disso, é possível também explorar aspectos relacionados ao meio
ambiente como a importância de se utilizar materiais que sejam
biodegradáveis. Ou, ainda, a possibilidade de se transformar certas
substâncias nocivas ao solo e à água como, por exemplo, o óleo usado em
frituras, em materiais passíveis de serem aproveitados pela população como é
o caso do sabão.
Formas de utilização do material
Este trabalho foi escrito para professores de química de Ensino Médio e
pode ser utilizado de diferentes formas de acordo com o objetivo e necessidade
de cada leitor. Sua aplicação permite abordar não somente o assunto
específico do qual ele trata, que é a química dos sabões e detergentes, mas
ele pode também ser utilizado em partes, como auxiliar ou como ilustrativo,
para abordagem de alguns conceitos químicos relacionados ao tema.
A presença de sabões e detergentes em nossa vida diária, por exemplo,
em nossas cozinhas, banheiros, lavanderias, etc., contribui para que, partindose
desse tema, o conhecimento químico possa ser desenvolvido através de
abordagens que façam mais sentido para a vida dos estudantes. É possível,
ainda, que sejam trabalhados experimentos que utilizem apenas materiais do
cotidiano.
É preciso deixar claro, no entanto, que o leitor não encontrará aqui temas
químicos tratados em profundidade. Depende, pois, do professor utilizar seus
7

conhecimentos químicos e buscar informações complementares para melhor
aproveitamento do material e uso do mesmo de acordo com o nível de
complexidade que queira dar ao seu curso.
Referencial Teórico
A Contextualização no Ensino de Ciências
Para podermos discutir a respeito de novas formas de abordagem para o
ensino é importante que façamos uma reflexão a respeito daquelas adotadas,
nos últimos tempos, pela maioria das escolas de Ensino Médio e Fundamental.
Tais abordagens, centradas no método tradicional de ensino, são
caracterizadas por um conjunto de conhecimentos altamente prescritivos, pelo
verbalismo dos professores e pela memorização do aluno.
A prática atual, na maioria das vezes, trata aspectos formais do
conhecimento de maneira desvinculada de suas origens científicas e de
qualquer contexto social. Nessa perspectiva, o ensino de ciências se distancia
das realidades de vida dos estudantes e professores. Segundo os Parâmetros
Curriculares Nacionais para o Ensino Médio (PCNEM 2000) uma pesquisa
realizada com jovens do Ensino Médio mostrou que estes não vêem nenhuma
relação da Química com suas vidas nem com a sociedade.
[...] como se o iogurte, os produtos de higiene pessoal e
limpeza, os agrotóxicos ou as fibras sintéticas de suas roupas
fossem questões de outra esfera de conhecimento, divorciadas
da Química que estudam na escola (PCNEM, p.79).
Entendemos que esta abordagem está, portanto, equivocada sobre a
natureza do conhecimento e sobre a natureza da aprendizagem e, a completa
ausência de interação entre a ciência e a realidade cotidiana torna o
8

aprendizado escolar algo desinteressante e sem sentido para a maioria dos
estudantes.
Atualmente, entende-se que o papel da escola e do professor é bem
mais amplo que o de transmitir informações. Abordar conceitos relacionados
aos contextos de aplicação é de suma importância para o processo de ensinoaprendizagem.
Para LIMA, AGUIAR e BRAGA (1999) são os contextos que
prendem a atenção dos alunos, que exigem novas explicações e formulações e
que de alguma maneira fazem parte de nossas vidas.
O contexto que é mais próximo do aluno e mais facilmente explorável
para dar significado aos conteúdos da aprendizagem é o da vida pessoal, isto
é, do seu cotidiano ou convivência. O aluno vive num mundo de fatos regidos
pelas leis naturais e está imerso num universo de relações sociais.
Entretanto, contextualizar não significa trazer para sala de aula
elementos conhecidos da realidade do aluno e ficar no senso comum, mas,
iniciar o processo de ensino-aprendizagem trabalhando as idéias ou as
representações que a realidade gerou no aluno, em relação ao conceito
científico que se pretende ensinar (ARNONI, KOIKE , BORGES, 2003).
É assim que vamos ensinando química: ouvindo o que os alunos
pensam sobre os fenômenos e apresentando a forma como a
química fala desses fenômenos. (Conteúdos Básicos Comuns,
p.13).
Transformar as vivências em objeto de investigação é o desafio
apresentado no ensino de ciências. O que se pretende é ensinar outra forma
de explicar o mundo cotidiano, indo além do senso comum.
Assim, ensinar Química de forma contextualizada implica fornecer
argumentos para que os alunos se encantem pela Ciência, de uma maneira
9

geral, o que, conseqüentemente, fará com que o aprendizado científico faça
sentido para eles.
As Atividades Práticas no Ensino de Ciências
Voltando à reflexão a respeito da abordagem de ensino de ciências
adotada, nos últimos tempos, pela maioria das escolas, vale ressaltar o
significado que se tem conferido às atividades práticas.
Os trabalhos práticos realizados em sala de aula são, geralmente,
separados da teoria e utilizados com o intuito verificacional, ou seja, o
professor depois de apresentar uma determinada “teoria” conduz seus alunos
ao laboratório, para que eles possam “confirmar” a verdade daquilo que lhes foi
ensinado. São, assim, utilizados para comprovar algum modelo científico
quando deveriam ser usados para apoiar a exploração e manipulação de
conceitos a fim de torná-los evidentes, compreensíveis e úteis. Para HODSON
(1987) esses currículos tradicionais vigentes, especialmente os que envolvem
trabalhos práticos, são mal idealizados, confusos e apresentam pouco valor
educacional.
LIMA, AGUIAR e BRAGA (1999) concordam que é atribuído a tais
atividades um caráter puramente ilustrativo. Também para eles, o papel do
ensino experimental, nesse caso, seria promover a memorização dos
enunciados teóricos, e reforçar a convicção dos alunos quanto à veracidade
daqueles conhecimentos que já lhe haviam sido apresentados. Além disso, as
práticas possuem roteiros rigidamente estruturados, nos quais o aluno tem
poucas possibilidades de interferir e/ou de exercer sua criatividade.
Em vista disso, é interessante promover uma abordagem de trabalhos
práticos que se afaste do sentido tradicionalmente atribuído à experimentação
10

nos textos didáticos. As atividades práticas devem valer-se de situações do
cotidiano e de vivências dos estudantes experienciados em seus contextos
socioculturais. Desse modo, acredita-se que se possa estabelecer maior
relação entre os fenômenos investigados, os processos naturais que se
pretende entender e a interpretação que os alunos conferem a eles.
Segundo PACHECO (1997) está claro que a teoria não nasce da
experimentação, entretanto, é importante que os alunos se relacionem com os
fenômenos sobre os quais os conceitos se referem. Dessa forma, a atividade
experimental é considerada como recurso legítimo e necessário na mediação
do ensino de ciências, pela própria natureza do conhecimento científico. A
aprendizagem, nessa perspectiva, remete às construções que os alunos fazem
e, portanto, ao dialogo que estabelecem com suas concepções prévias. Essas
precisam ser tratadas desde suas origens para permitir mudanças conceituais
que aproximem a conhecimento de senso comum do saber científico atual.
[...] o objetivo das ciências é a explicação e a predição. Pois
façamos os alunos trabalharem nesta perspectiva. No estudo
dos fenômenos deve aparecer essa tentativa de explicação por
parte dos alunos, dando-se oportunidade para que esta
capacidade se desenvolva tendo em vista suas concepções
alternativas (Pacheco, 1997, p.10).
Os experimentos têm o papel de proporcionar um diálogo entre os
conhecimentos prévios dos estudantes e as formas particulares de
entendimento consagradas pelo pensamento científico.
Ao fazermos pães com os estudantes do Ensino Fundamental,
pretendemos partir de uma situação de grande vivência deles,
para educá-los para um outro olhar. A química vê a produção de
pães de maneira diferente da do padeiro. Faz parte dessa
atividade olhar com estranheza aquilo que fazemos com
freqüência sem nos perguntarmos como ou por quê. (Lima,
Aguiar e Braga, 1999, p.22).
11

Com a proposta de experimentos que tenham um caráter investigativo
pretende-se abrir espaço para contribuir na formação de um sujeito inventivo e
capaz de desenvolver, produzir e interagir com o conhecimento.
12

Introdução
Detergentes, alguma dúvida?
Detergente: do latim “detergere”, que tem como
significado limpar, fazer desaparecer...
Estamos tão habituados com os produtos de limpeza e higiene pessoal
desenvolvidos com o passar do tempo que nem sequer paramos para pensar o
que são, de que são feitos e como agem.
Um detergente é alguma coisa que limpa, especialmente se remove
sujeiras oleosas e gordurosas. Geralmente esta classe de substâncias é
dividida em dois segmentos: de um lado estão os sabões – considerados
detergentes naturais – e de outro estão os chamados detergentes sintéticos.
Em nosso dia a dia estamos constantemente em contato com uma
variedade de produtos pertencentes a essa classe de substâncias. Os xampus,
os sabonetes, as espumas de barbear, os sabões em pó e os amaciantes de
roupas são alguns dos exemplos que podemos citar.
É fato que, quando pensamos nesse tema, existem algumas questões
que poderiam despertar a curiosidade dos alunos e que poderiam ser utilizadas
para o esclarecimento de muitos conceitos químicos importantes, por exemplo:
Quais serão as diferenças entre os sabões (detergentes naturais) e os
detergentes sintéticos? De que são feitos os sabões e os detergentes? Por que
eles são usados na limpeza? Os sabões e detergentes limpam da mesma
maneira? Como eles limpam?...
Estas e outras questões serão trabalhadas neste material e eu convido
vocês a descobrirem as respostas participando desse estudo sobre a “Química
dos Sabões e Detergentes”.
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Texto inicial : Sabão, um velho conhecido! 1
Origem do sabão
Origem do nome: Cita uma antiga lenda romana que o nome
“sabão” teria origem no Monte Sapo, local onde se realizavam
sacrifícios de animais. A água da chuva levava a mistura de
sebo animal derretido com cinzas para as margens do rio Tibre,
e as mulheres que lavavam roupas nas margens deste rio
descobriram que elas ficavam mais limpas com menor esforço.
Cada vez que usamos uma barra de sabão voltamos um longo caminho
em uma história incerta. O sabão comum é, sem dúvida alguma, o mais antigo
dos produtos de limpeza.
Este material, na verdade nunca foi “descoberto”, mas surgiu
gradualmente de misturas brutas de materiais alcalinos e matérias graxas. O
historiador romano Plínio, o Velho (23–79 d.C), já descreve a fabricação do
sabão. Entretanto, embora não existam fatos documentados, tudo indica que o
sabão já havia sido preparado ainda em tempos pré-históricos. As primeiras
evidências registradas na história da produção de um material parecido com o
sabão, datam de 2800 a.C. e foram encontradas em cilindros de barro em
escavações da Antiga Babilônia. Inscrições revelaram que os habitantes do
local ferviam gorduras misturadas a cinzas, mas não havia menção da
finalidade do produto.
A prova definitiva da produção de sabão foi encontrada na história de
Roma segundo a qual, de acordo com a lenda contada no início deste tópico, o
nome sabão teria sua origem no monte Sapo. Com a evolução da civilização
romana, evoluiu também o conceito de banho. As famosas termas de Roma -
com água vinda de seus aquedutos - foram construídas por volta de 312 a.C e
1
Baseado no texto “A história do Sabão” de Maria Carlos Reis – consultado no sitio: http://
www.naturlink.pt em 29 de setembro de 2007
14

se tornaram símbolos de luxo. Já no século 2 d.C., o médico Galem
recomendava sabão tanto para fins medicinais como para o banho
A fabricação do sabão era uma atividade estabelecida na Europa já no
início da Idade Média. As associações dos fabricantes de sabão guardavam
seus segredos industriais a sete chaves. Óleos de origem vegetal e animal
eram usados com cinzas de plantas e também fragrâncias. Gradativamente,
uma maior variedade de sabão foi se tornando disponível para barbear e lavar
a cabeça, bem como para o banho e lavagem de roupa.
No entanto, até princípio do século XIX pensava-se que o sabão fosse
uma mistura mecânica de gordura e álcali, até que Chevreul - químico francês -
desvendou a estrutura das gorduras e mostrou que a formação de sabão era,
na verdade, uma reação química.
É preciso ressaltar que a obtenção de sabões, seja na antiguidade ou
através dos modernos métodos das fábricas do século XXI, é regida,
basicamente, pela mesma “Química”. Sua obtenção é feita através de um
processo muito simples chamado de Saponificação.
Para entendermos melhor este processo vamos colocar a mão na massa
e preparar nossa própria barra de sabão.
Atividade Prática 1: Produção de sabão!
Pretende-se que com esta atividade os alunos possam desenvolver habilidades como:
• Descrever fenômenos observados;
• Propor explicações teóricas para os fenômenos;
• Participar e contribuir para o trabalho em grupo;
• Estabelecer relação entre conteúdos de aula e fatos de sua vida.
15

Comentários para o professor!
• Um dos objetivos dessa atividade é mostrar aos alunos que a preparação do
sabão não é apenas uma mistura mecânica de substâncias mas uma reação química
entre a gordura ou óleo e o hidróxido de sódio (reação de saponificação) e que
existem teorias que explicam adequadamente os fenômenos ocorridos.
• Sugerimos que esta atividade seja realizada em grupos, a fim de que os
estudantes possam discutir entre si as atividades propostas.
• Os alunos devem ser alertados com antecedência de que deverão coletar em
casa cerca de 100 mL de óleo de cozinha usado em frituras e que seria descartado.
Nesta atividade, seria conveniente que fosse discutido com os alunos a importância
de não se descartar óleo usado na pia nem no solo devido à alta toxidez do mesmo
para o meio ambiente. Uma das formas de minimizar o descarte de óleo de cozinha
no ambiente é sua utilização na fabricação de sabão. Inclusive, no Brasil, muitas
escolas e comunidades possuem projetos nos quais o óleo é recolhido nas
residências e restaurantes e usado para fabricar o sabão. Este, posteriormente, é
vendido a um custo acessível.
• Atenção! O sabão preparado nesta atividade serve apenas para demonstrar aos
alunos os detalhes da produção. Não tivemos a preocupação de testar sua
alcalinidade, portanto, é recomendável que o mesmo não seja utilizado para outros
fins.
• Para complementar a atividade, conforme a disponibilidade do professor e de
materiais necessários, podem ser preparados diferentes tipos de sabões utilizando,
no lugar do óleo usado, óleo de milho, gordura de coco, margarina, manteiga e
gordura animal em reação com hidróxido de sódio, visando a produção de sabões
duros e hidróxido de potássio para a obtenção de sabões moles. Os produtos assim
obtidos podem ser comparados com produtos comerciais de modo a tornar a aula
mais dinâmica. Uma outra iniciativa, igualmente interessante, consiste em pedir aos
alunos para pesquisarem diferentes receitas artesanais de sabões. Essa atividade
permite fazer um resgate da memória de nossa cultura, aproximando os costumes de
nosso povo dos saberes escolarizados. A comparação entre diferentes receitas
permite inferir sobre os reagentes, produtos e, por conseqüência, a reação que deve
ocorrer na formação de um sabão.
Você vai precisar de:
Mãos à obra!
• 90 mL (cerca de 3/4 de um copo americano) de óleo de cozinha usado e filtrado;
• 16 mL água (1/4 de um copo americano – suficiente para dissolver o hidróxido);
• 16 g de soda cáustica (hidróxido de sódio) em escamas (cerca de 2 colheres de
sopa rasas).
• Chama para aquecimento do óleo.
Atenção! Hidróxido de sódio pode ser encontrado em supermercados. É uma
substância corrosiva e, portanto, sua manipulação exige cuidados e a constante
supervisão do professor!
O que fazer:
1. Coloque o óleo em um recipiente fundo e aqueça até que fique morno (~60 o C);
2. Transfira a soda em escamas para um recipiente cuidadosamente;
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3. Coloque, lentamente e com cuidado, a água;
4. Mexa até que todas as escamas da soda desapareçam; (Perceber o aquecimento!)
Comentários para o professor!
A dissolução da soda é um processo exotérmico. Por esse motivo no momento de sua
dissolução haverá aquecimento do recipiente. Discutir com os alunos sobre a que se
deve este aquecimento seria interessante. Alguns deles poderiam pensar ter se
tratado de uma reação química. Os alunos apresentam dificuldades para compreender
processos endo e exotérmicos pela própria falta de problematização do que é sistema
e vizinhança. Essa discussão pode ser oportuna nesse momento, até mesmo como
processo revisional de conteúdos de termoquímica já trabalhados.
5. Adicione a solução de soda ao óleo aquecido e mexa, sem parar, por
aproximadamente 30 minutos, até engrossar;
6. Coloque a mistura numa fôrma e espere secar aproximadamente 3 dias para
desenformar;
Comentários para o professor!
• O ideal é usar utensílios de madeira ou plástico para preparar a mistura.
• A reação química entre o óleo e o hidróxido de sódio ocorre lentamente. É preciso
mexer vigorosamente para que a mistura engrosse.
• Como fôrma pode-se utilizar uma caixinha quadrada de papelão (8x8cm) de
aproximadamente 4 cm de altura forrada com um plástico. Esta dimensão de caixa
cabe exatamente a quantidade de sabão preparada.
Sugestões de questões para serem discutidas com os alunos
Observação: As questões que procedem as atividades práticas envolvidas neste
material têm como objetivo problematizar os experimentos. Tratam-se apenas de
sugestões, podendo o professor acrescentar outras questões de seu interesse. Os
alunos devem ser incentivados a buscar as respostas e discutir entre si. Cada grupo
deve trabalhar as perguntas individualmente a fim de valorizar a troca de idéias e a
comunicação entre seus membros. Em seguida, após cada atividade, segue um texto
que auxiliará o professor na discussão dessas questões.
1. A preparação do sabão é uma reação química chamada de saponificação. Na
antiguidade o sabão era obtido através de gorduras animais e cinzas de madeira.
Compare a reação do experimento realizado com a produção de sabão realizada por
povos antigos identificando e comparando os reagentes em cada caso.
17

Professor A obtenção do sabão no experimento é feita por meio da
reação química entre o hidróxido de sódio e o óleo de frituras. Na
antiguidade os povos utilizavam a gordura animal (quimicamente
semelhante ao óleo) e a cinza da madeira que contém como substância
alcalina o carbonato de potássio. Espera-se que os alunos atentem para o
fato de as cinzas possuírem caráter alcalino, ou seja, substituírem o
NaOH. Obviamente, não se espera que sejam capazes de identificar o
carbonato de potássio como substância ativa.
2. Qual a importância econômica e ambiental de se utilizar óleo de frituras na obtenção
de sabões?
Professor A importância econômica está relacionada com a reutilização
do óleo usado para fabricação de um produto amplamente utilizado
pela população. A importância ambiental reside no fato de não se
descartar óleo usado na pia, evitando a contaminação dos rios, e nem no
solo, evitando que o mesmo seja impermeabilizado o que poderia causar
problemas como enchentes.
3. Sabões são usados com a função de remover óleos e gorduras das superfícies.
Como você explica o fato de um produto obtido a partir de gorduras realizar tão bem
esta função?
Professor Sabões são sais oriundos da reação entre óleos e gorduras e
uma substância iônica. São, portanto, um material diferente de
gorduras e óleos. Aqui é interessante frisar o conceito de reação
química. Quando ocorre uma reação química há um rearranjo dos
átomos dos reagentes para formação de novas substâncias (produtos).
Estas possuem características e propriedades diferentes das substâncias
de partida. Sendo assim, sabões são obtidos através de gorduras mas não
são gorduras e possuem a propriedade de removê-las.
Texto auxiliar : De gorduras...a sabões!
Os sabões servem, principalmente, para nos livrar da incômoda sujeira.
Mas, de que é composta a sujeira? Ela é constituída, na maioria das vezes, por
óleos e gorduras. Partindo desse mesmo tipo de gorduras e óleos que formam
as sujeiras, são produzidos os sabões. Assim, para uma boa compreensão da
química dos sabões, é preciso entender o que são as gorduras e os óleos,
importantes componentes utilizados na produção do sabão. É interessante
também conhecer um pouco das bases utilizadas no processo.
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Gorduras e óleos
Tanto óleos quanto gorduras são substâncias formadas de moléculas de
triacilgliceróis. Em uma molécula de triacilglicerol, três moléculas de ácidos
graxos são ligadas a uma molécula de glicerina (figura 1).
Existem muitos tipos de triacilgliceróis, cada tipo consiste de suas
próprias combinações de ácidos graxos.
Figura 1: Estrutura de um triacilglicerol.
Oxigênio
Hidrogênio
Carbono
Fonte: http://www.chandlerssoaps.com/chemistry-of-soap.html
Ácidos graxos são moléculas orgânicas compostas por uma longa
cadeia formada por átomos de carbono e hidrogênio e que apresenta, em uma
de suas extremidades, um grupo “especial” composto por átomos de carbono e
oxigênio denominado de grupo carboxil (COO - ), como mostrado na figura 1.
As gorduras e óleos usados na obtenção dos sabões são de origem
animal ou vegetal. Embora não exista uma grande distinção entre uma gordura
e um óleo, pode-se dizer que “óleos” são comumente líquidos, à temperatura
ambiente são fluidos escorregadios e lubrificantes. “Gorduras” normalmente
constituem-se em um sebo - substância sólida escorregadia ao toque. Cada
gordura ou óleo é composto de uma mistura diferente de triacilgliceróis
distintos.
19

Bases ou álcalis
O sabão é produzido a partir de óleos e gorduras e de bases como
hidróxidos de sódio (NaOH) e o hidróxido de potássio (KOH), que, ao reagirem,
realizam o processo de saponificação. As características do sabão podem
variar de acordo com a base utilizada na sua preparação, entretanto,
quimicamente, ele age da mesma maneira, não importando o tipo de hidróxido
usado.
O hidróxido de sódio é também conhecido como soda cáustica. Sua
dissolução em água é exotérmica, portanto, libera certa quantidade de calor,
aquecendo o recipiente no qual a dissolução é feita.
O hidróxido de potássio é também conhecido como potassa cáustica.
Sua dissolução em água também é um processo exotérmico.
Os sabões obtidos a partir do NaOH são chamados de sabões duros.
Formam barras que podem ser cortadas. Já os sabões obtidos a partir do KOH
são chamados moles e se apresentam líquidos ou na forma de pasta.
Na antigüidade a grande restrição para a produção de sabão foi a
dificuldade de se produzir estas bases. Na Europa Central, a base utilizada
para a produção de sabão era retirada das cinzas da madeira. Este foi,
também, um processo muito utilizado pelos fenícios. A obtenção dos hidróxidos
no nordeste do mediterrâneo ocorreu através da cinza de plantas marinhas.
Como os sabões são feitos
Saponificação de gorduras e óleos é o processo de obtenção de sabões
mais amplamente utilizado. Este método envolve a reação de óleos e gorduras
com solução aquosa de uma base forte (NaOH ou KOH). A equação química
que representa o processo de saponificação está representada na figura 2.
20

R1
H 2
C
R2
O
H
C
O O O
R3
O
Triacilglicerol
(gordura)
O
CH 2
(s)
+ 3XOH (aq)
3 R
O-X+
(aq) +
O
base
Sais de ácidos
graxos
(sabões)
H 2
C
H
C CH 2
OH OH OH
glicerol
Onde X = Na ou K
R1, R2 e R3 = cadeias compostas de C e H
(l)
Figura 2: Equação química que representa a reação de saponificação
Os produtos desta reação são um sal (sabão) e glicerol. Sabe-se que os
sais são substâncias que possuem, pelo menos, uma ligação com caráter
tipicamente iônico. Os sabões, por serem sais, apresentam um ponto de forte
polarização em sua molécula chamado de cabeça polar. Trata-se de uma das
extremidades da cadeia carbônica na qual um átomo de oxigênio do grupo
carboxil, muito eletronegativo, está ligado a um cátion (Na + ou K + ).
Na figura 3 representamos uma molécula típica de um sabão de sódio:
H 3
C - CH 2
- CH 2
- CH 2
- CH 2
- CH 2
- CH 2
- CH 2
- CH 2
- CH 2
- CH 2
- CH 2
- CH 2
- CH 2
-CH 2
- CH 2
- CH 2
- C
O
O-Na+
Cadeia Carbônica Apolar
Cabeça Polar
Figura 3: Representação de uma molécula de sabão de sódio
O sabão é uma substância com muitas características vantajosas. É
barato, não-tóxico, fácil de obter, além de ser fabricado a partir de matériasprimas
renováveis (óleos e gorduras).
Existe, entretanto, uma limitação característica dos sabões de sódio e
potássio que é o seu comportamento na chamada “Água Dura”.
Você já deve ter percebido que em determinadas situações não se
consegue fazer espuma ao tentar lavar as mãos, as roupas ou a louça com
21

sabão. Este fato ocorre devido a uma característica da água de determinadas
regiões (água dura) que diminui a eficácia do sabão.
Para entendermos melhor o que é água dura e como o sabão se
comporta nessa água vamos fazer o experimento proposto abaixo:
Atividade Prática 2: Água dura? 2
Pretende-se que nesta atividade os alunos possam desenvolver habilidades como:
• Descrever fenômenos observados;
• Registrar dados de fenômenos observados;
• Propor explicações teóricas para os fenômenos;
• Participar e contribuir para o trabalho em grupo;
• Estabelecer relação entre conteúdos de aula e fatos de sua vida.
Comentários para o professor!
• Muitos alunos certamente também já observaram que, em determinadas
situações, não conseguem fazer espuma ao tentarem lavar as mãos com sabão. Você
deve enfatizar que o problema aí não é o sabão e sim a água utilizada. O sabão não
faz espuma em algumas situações pelo fato de a água utilizada na lavagem ser dura.
• Como a dureza da água é uma questão regional, a atividade que se segue tem
como objetivo simular a água dura para mostrar aos alunos o efeito que a mesma tem
sobre os sabões. É importante que se use água destilada para não correr o risco de a
água utilizada possuir certa dureza o que atrapalharia o experimento. Pode-se
conseguir água destilada em postos de gasolina, vendida como água de bateria, ou
em farmácias.
• O objetivo dessa atividade é mostrar a diminuição da eficácia do sabão quando
utilizado em água dura e enfatizar que embora os sabões apresentem tal
característica os detergentes sintéticos não apresentam. Os primeiros detergentes
sintéticos surgiram justamente para substituir os sabões em regiões nas quais a água
é dura.
2 Atividade adaptada do artigo “Água dura em sabão mole” QNESC n o 3
22

Mãos à obra!
Você vai precisar de:
• 1 frasco de refrigerante de 1L
• 6 tubos de ensaio com suporte
• 5 copos
• 1 colher de café
• 2 conta gotas
• ~2 L de água destilada
• água de torneira
• cal virgem ou qualquer sal solúvel
de cálcio
• pedaço de sabão
• detergente líquido sintético (usado
para lavar louça)
O que fazer:
1. Dissolver, em um copo contendo água destilada até a metade, aproximadamente
uma colher de café de cal virgem (CaO) ou de um sal solúvel de cálcio;
2. Transferir para a garrafa de 1L e completar o volume com água. Rotular: ÁGUA
DURA;
3. Encher um copo com água destilada. Rotular:ÁGUA MOLE;
4. Encher uma segundo copo com água da torneira. Rotular: AMOSTRA;
5. Enumere seis tubos de ensaio;
6. Adicione aos tubos 1 e 2, um terço de seus volumes de água destilada; aos tubos 3
e 4, o mesmo volume da solução “água dura”; e aos tubos 5 e 6, igual volume de água
da torneira “amostra”;
7. Coloque um pedaço de sabão (aproximadamente 1 cm 3 ) em um copo com água
destilada (100 mL) e dissolva completamente. Aqueça para dissolver e trabalhe com a
solução ainda morna ou logo após esfriar.
8. Adicione, gota a gota, a solução de sabão ao tubo 1 e determine quantas gotas são
necessárias para produzir espuma;
9. Repita o procedimento para os tubos 3 e 5;
10. Anote os resultados no quadro abaixo.
Tubo 1 – Água mole 3 – Água dura 5 - Amostra
Quantidade de
gotas
11. Adicione a um copo aproximadamente um terço de sue volume de detergente
sintético e complete o volume com água destilada.
12. Adicione, gota a gota, esta solução aos tubos 2, 4 e 6 e determine quantas gotas
são necessárias para produzir espuma.
13. Anote os resultados no quadro abaixo.
Tubo 2 – Água mole 4 – Água dura 6 - Amostra
Quantidade de
gotas
23

Sugestões de questões para serem discutidas com os alunos
1. Houve diferença na quantidade de gotas necessárias para fazer espuma em cada
tipo de água quando foi usado sabão? E quando foi usado o detergente sintético?
Professor Quando é utilizada a solução de sabão deve haver diferença na
quantidade de gotas utilizadas, visto que, na água dura (contendo íons
Ca 2+ ) parte das moléculas de sabão irá se precipitar, ou seja, formará um
sal de cálcio insolúvel, sendo assim a eficácia do sabão será diminuída.
Quando é utilizada solução de detergente sintético será gasta a mesma
quantidade de gotas para todos os frascos, visto que detergentes
sintéticos não formam precipitados em água dura.
2. Procure uma explicação para este fato.
Professor Explicação descrita no item 1. É importante levar os alunos a
pensarem em termos dos tipos de água utilizados. Água destilada gasta
menos sabão para fazer espuma, água com cálcio gasta mais. Sabão
usado em água com cálcio não espuma porque reage com cálcio e deixa
de ser sabão. Neste experimento a formação de precipitado do sabão
com os íons cálcio poderá ser visualizada pelos alunos.
3. Afinal, o que é uma água dura?
Professor É aquela na qual há presença de íons cálcio. Enfatizar que não
é apenas a presença de íons cálcio mas também de íons magnésio.
4. Como você classifica a água de sua torneira?
Professor Esta classificação será baseada na quantidade de gotas que o
aluno gastou para produzir espuma na água da torneira utilizando a
solução de sabão.
5. Qual o problema terá uma lavanderia que utilize sabão e esteja situada numa região
de solo rico em calcário?
Professor Terá o problema da precipitação do sabão. Já que calcário
CaCO 3
é rico em cálcio o sabão utilizado terá sua ação diminuída e
conseqüentemente a lavanderia gastará mais sabão do que deveria para
lavar a roupa. Além disso, o sabão precipitado gruda na roupa,
estragando o tecido, e nas máquinas de lavar. Prejuízo na certa!
6. Haveria algum problema em utilizar a água do mar nas lavanderias? Por que?
Professor Sim. Porque na água do mar além de NaCl há outros sais
dissolvidos, inclusive sais de cálcio e magnésio que prejudicariam a
limpeza quando utilizado sabão.
24

Texto auxiliar: O Que é água dura?
Explicando a dureza da água
Águas ricas em sais, principalmente, de cálcio e magnésio são
chamadas de águas duras. A água mole, em contrapartida, é aquela que está
livre desses minerais. Os cátions minerais da água dura se combinam com
ânions dos sabões e os precipitam na forma de sais insolúveis, conforme
mostra a figura 4.
2
Molécula de sabão
Sal solúvel
O
ONa+
(aq)
+ Ca 2+ O
2Ca 2+ + 2Na +
(aq)
(s)
Sal de cálcio
Insolúvel
O
(aq)
Figura 4: Equação química que representa a reação de precipitação do sabão
na presença de íons cálcio
Devido à formação desses precipitados, águas duras diminuem a
concentração do sabão e, portanto, não espumam. Em adição, estes
precipitados se depositam nas superfícies das roupas lavadas, das máquinas
de lavar, banheiras, pias e vasos sanitários.
Apesar de existirem regiões nas quais a água é extremamente “mole”,
levando a pensar que não haveria problema com a utilização do sabão, sabese
que íons cálcio e magnésio também estão presentes nas sujeiras que serão
lavadas de roupas, banheiras, pias... e, assim, alguma precipitação poderá
ocorrer caso o sabão seja usado.
Os problemas relacionados ao uso do sabão comum em água dura
associados ao fato dele se deteriorar com o armazenamento, e de não
enxaguar completamente levaram ao desenvolvimento dos chamados
detergentes sintéticos.
25

Como observado na atividade prática 2, os detergentes sintéticos não
formam precipitado com a água dura, ou seja, possuem praticamente a mesma
atividade em águas duras e moles. Sendo assim, são considerados ótimos
substitutos para o sabão quando a água dura é utilizada.
Texto auxiliar: Entrem em cena os detergentes
sintéticos!
[...] Água e sabão bastaram à raça humana
até Hitler aparecer, e a guerra tomar lugar.
Nosso sabão foi racionado, óleos e gorduras ficaram escassos;
E químicos malucos buscaram por alguma coisa nova.
Agora, não algo que “limpe” a sarja.
Nenhuma mulher “esfrega” ou “lava”. Elas “detergeram”! 3
Como uma alternativa para “amolecer” a água dura foi desenvolvido um
detergente que continua dissociado, mesmo na presença de cátions que
precipitariam o sabão. Os detergentes sintéticos são materiais produzidos a
partir de derivados do petróleo. Eles começaram a ser usados intensamente a
partir da Segunda Guerra Mundial, quando houve escassez de óleos e
gorduras para a fabricação de sabão comum.
Assim como os ácidos graxos usados na fabricação do sabão, derivados
do petróleo contêm cadeias carbônicas, ou seja, cadeias formadas por átomos
de carbono e hidrogênio, constituindo uma cauda apolar. Alguns compostos
químicos, como o trióxido de enxofre e ácido sulfúrico, são usados para
produzir a cabeça hidrofílica na molécula do detergente.
Como na fabricação do sabão, as bases utilizadas na obtenção dos
detergentes sintéticos são os hidróxidos de sódio e potássio.
3 Traduzido do poema Foam de A.P. Herbert
26

As moléculas dessa nova classe de detergentes que fazem mais
sucesso são os alquilbenzenosulfonatos e os alquilsulfatos. Nestas moléculas
os grupos sulfonato (SO - 3 ) e sulfato (SO 2- 4 ), respectivamente, agem como
estrutura hidrofílica no lugar do grupo carboxil (COO - ) (Figura 5).
O
H 3
C - CH 2
- CH 2
- CH 2
- CH 2
- CH 2
- CH 2
- CH 2
- CH 2
- CH 2
- CH 2
- CH 2
- O S O
O
Cadeia Carbônica
Apolar
(1)
Cabeça
Iônica Polar
H 3
C - CH 2
- CH 2
- CH 2
- CH 2
- CH 2
- CH 2
- CH 2
- CH 2
- CH 2
- CH 2
- CH 2
-
O
S
O
O
Cadeia Carbônica
Apolar
Figura 5: Estrutura de duas moléculas amplamente usadas como detergentes
sintéticos: o dodecilsulfato (1) e o dodecilbenzenosulfonato (2)
(2)
Cabeça
Iônica Polar
Diferentemente dos sabões comuns, cujo grupamento iônico presente na
cabeça polar só pode ser grupo carboxil (COO - ), o que o torna um detergente
aniônico, os detergentes sintéticos podem ter diversos tipos de grupamentos
polares. De acordo com o tipo de grupamento os detergentes sintéticos podem
ser classificados em:
Aniônicos: Assim como os sabões apresentam como cabeça polar um
grupo com carga negativa que constituem a parte ativa em água. Como
exemplo podemos citar as moléculas da figura 5, o dodecilsulfato e o
dodecilbenzenosulfonato.
Catiônicos: Apresentam como cabeça polar um grupo com carga
positiva que constitui a porção da molécula ativa em água. São sais
quaternários de amônio, ou seja, há quatro átomos de carbono ligados a um
27

átomo de nitrogênio por ligação covalente. Não são usados como detergentes
domésticos porque apresentam fraco poder detergente. Os amaciantes de
roupas são baseados em quaternários de amônio. Por suas propriedades
germicidas também são bastante utilizados como desinfetantes. Um exemplo é
o cloreto de trimetil alquil amônio representado na figura 6.
CH 3
R N CH 3
+Cl -
CH 3
Figura 6: Estrutura do cloreto de trimetil alquil amônio
Não iônicos: Não apresentam nenhuma carga em suas moléculas, mas
possuem uma parte hidrofílica que se solubiliza em água através de ligações
de hidrogênio. No Brasil o mais utilizado é o éter nonil fenol poliglicólico (figura
7) que é empregado na fabricação de xampus, pasta dental, etc...
H 19
C 9 O CH 2
CH 2
O H
x
Figura 7: Estrutura do éter nonil fenol poliglicólico
Anfóteros: Possuem na estrutura tanto uma carga positiva (um átomo
de nitrogênio na forma quaternária) quanto uma carga negativa (um ânion
carboxil). São os detergentes mais caros e são empregados, por exemplo, na
formulação de xampus infantis e removedores de maquiagem. Exemplo:
cocobetaína (figura 8).
CH 3
R N + CH 2 COO-
CH 3
Figura 8: Estrutura da cocobetaína
28

Os detergentes sintéticos, com uma ação efetiva, apareceram no
mercado alemão em 1930 e foram introduzidos um pouco mais tarde nos
Estados Unidos. Aos 20 anos de fabricação, nos Estados Unidos, já se
vendiam mais detergentes sintéticos que sabões. A sua solubilidade em água
dura tem sido o fator mais importante na aceitação dos detergentes sintéticos.
Devido, principalmente, à ausência de precipitados, como o que se forma com
sabão em água dura, os produtos sintéticos impuseram-se, em seguida, na
limpeza caseira de tecidos finos, cabelos (xampus) e utensílios domésticos.
Na atividade a seguir falaremos um pouco a respeito da capacidade de
sabões e detergentes sintéticos de solubilizarem óleos e gorduras em água.
Veremos que o detergente sintético, bem como o sabão comum, permite tal
solubilização e é essa propriedade que faz dessas substâncias tão importantes
na limpeza.
Atividade prática 3: Água X Óleo
Os detergentes
es 4 fazem a mistura! 5
Pretende-se que nesta atividade os alunos possam desenvolver habilidades como:
• Descrever fenômenos observados;
• Registrar dados de fenômenos observados;
• Propor explicações teóricas para os fenômenos;
• Participar e contribuir para o trabalho em grupo.
Comentário para o professor!
• O objetivo dessa atividade é mostrar que os detergentes agem no sentido de
permitir a solubilização de compostos orgânicos (apolares) em água (polar). Será
discutido que a solubilidade depende da afinidade eletrônica e das interações
intermoleculares que se formam entre as moléculas. Como as moléculas dos
detergentes e dos sabões são formadas por uma longa cadeia apolar que se comporta
semelhantemente aos óleos e gorduras (repelindo a água) e uma cabeça polar com
4 Lembrar que quando falamos de detergentes estamos nos referindo tanto aos detergentes sintéticos
quanto aos sabões que são os ditos detergentes naturais.
5 Atividade adaptada da monografia “Dispersões coloidais – Um contexto para se discutir interações
intermoleculares” - Ivana Marques.
29

afinidade pela água semelhante a dos sais comuns, é interessante mostrar aos alunos
as diferenças de solubilidade desses dois compostos e o tipo de interação que se
forma quando os mesmos são misturados a água. Dessa maneira poderá ficar mais
claro, posteriormente, aos alunos como os sabões e detergentes agem durante o
processo de limpeza (formação de micelas).
Você vai precisar de:
Mãos à obra!
• Água
• Óleo
• Sal de cozinha (NaCl)
• Detergente líquido sintético (usado para lavar louça)
• 2 Copos de vidro, incolores
• 2 Colheres de chá
O que fazer:
Sistema água-sal
1. Coloque água em um copo de vidro (aproximadamente três quartos de seu volume);
2. Adicione uma colher de chá de sal de cozinha (NaCl);
3. Observe e represente o aspecto do sistema no quadro abaixo;
4. Misture o sistema lentamente com a colher durante alguns minutos;
5. Observe e represente no quadro abaixo;
Sistema água/sal
antes da agitação
Sistema água/sal
depois da agitação
Para o professor: Representação provável do aluno
6. Formule uma explicação para o que você observou.
Professor A explicação formal para o fenômeno é que o NaCl é uma
substância iônica. Na presença de água os íons Na + e Cl - que compõem o
sal são solvatados pelas moléculas de água resultando na dissolução do
mesmo. Como a quantidade de sal adicionada é menor que a quantidade
de saturação da solução, houve a completa dissolução do mesmo.
Provavelmente não será esta a resposta dada pelos alunos. A intenção
aqui é descobrir o que os alunos pensam a respeito para, posteriormente,
aproximar sua explicação dos conceitos formais.
30

Sistema água-óleo
1. Coloque água até a metade de um copo de vidro;
2. Adicione algumas gotas de óleo;
3. Observe e represente o aspecto do sistema no quadro abaixo;
4. Misture o sistema lentamente com a colher;
5. Observe e represente no quadro abaixo;
Sistema água/óleo
antes da agitação
Sistema água/óleo
depois da agitação
Para o professor: Representação provável do aluno
6. Formule uma explicação para o que você observou no item anterior.
Professor O óleo de cozinha é uma substância formada por uma longa
cadeia carbônica. É apolar e, portanto não é solúvel em água, uma
substância polar. Verifica-se que inicialmente haverá formação de
grandes gotas de óleo na superfície da água. Após a agitação as gotas
serão quebradas em gotas menores, que, entretanto, ainda não serão
solubilizadas. Depois de algum tempo as gotinhas de óleo se reagrupam.
Comentário para o professor !
É conveniente explicar aos alunos, neste momento que a gotinhas de óleo se
reagrupam após a agitação para minimizar a superfície de interface água-óleo. Isso
acontece porque as interações entre as moléculas de água são mais intensas do que
aquelas entre as moléculas de água e as moléculas de óleo. Sendo assim, as
gotículas de óleo não ficam dispersas na água.
Sistema água-óleo-detergente
1. Represente, novamente, os aspectos da mistura água + óleo no quadro abaixo;
2. Adicione uma colher de chá de detergente ao sistema água/óleo e misture com a
colher;
3. Observe o sistema por alguns minutos e, em seguida, represente os aspectos da
mistura no quadro abaixo.
31

Sistema água/óleo
Sistema
água/óleo/detergente
Para o professor: Representação provável do aluno
4. Explique a função do detergente no sistema água/óleo/detergente.
Professor A função do detergente é fazer com que o óleo se solubilize em
água.
5. Houve reação química?
Professor O alunos poderiam pensar que a solubilização do óleo em água
é devido a uma reação química entre o óleo e o detergente. Porém, neste
caso, não há reação química, a solubilidade se dá em função das
interações intermoleculares.
Texto auxiliar: Os mistérios da solubilidade!
Explicando o sistema água/sal
Misturando sal de cozinha (Na + Cl - ) em água percebemos que ocorre a
sua completa dissolução. O sal de cozinha é um composto iônico e as forças
que mantêm seus íons unidos em um arranjo cristalino são forças eletrostáticas
intensas, que atuam entre os íons positivos e os negativos na estrutura
cristalina ordenada. Cada átomo de sódio (positivo) está rodeado por íons cloro
(negativos). Uma certa quantidade de energia é necessária para quebrar a
estrutura organizada do cristal e levá-la para a estrutura desordenada.
Quando um sólido – como o NaCl - é dissolvido em água há destruição
de sua estrutura cristalina organizada resultando em um arranjo mais
desordenado dos íons em solução. No processo de dissolução os íons
precisam ainda ser separados uns dos outros e esta separação necessita de
energia para ocorrer (figura 9). A energia necessária para compensar as
32

atrações interiônicas é proveniente da formação de novas forças atrativas entre
o soluto (NaCl) e o solvente (H 2 O).
Somente a água e outros poucos solventes muito polares são capazes
de dissolver compostos iônicos. Estes solventes dissolvem os compostos
iônicos por hidratação ou solvatação dos íons.
Fonte: Universidade Federal de Pernambuco, disponível em: www.ufpe.br/projeto_biológico
Figura 9: Representação do processo de dissolução de um cristal de NaCl em
água.
Em virtude de sua grande polaridade, de seu tamanho muito pequeno e
do formato muito compacto, as moléculas de água podem rodear
eficientemente os íons individuais assim que eles são libertados da superfície
do cristal. Os íons positivos são cercados por moléculas de água com
extremidade negativa do dipolo apontada na sua direção; os íons negativos são
solvatados de maneira exatamente oposta.
Sistema água/óleo
Tudo é questão de afinidades...
Misturando o óleo à água, houve uma separação de fases. O óleo,
menos denso, logo ocupou sua posição na superfície da água na forma de uma
grande gota. Mesmo após a agitação, água e óleo não se misturaram sendo
que, a única diferença observada em relação ao sistema antes da agitação é
33

que a grande gota de óleo se fragmentou em gotas menores e estas
continuaram na superfície da água. Mas, afinal, por que eles não se misturam?
As diferenças de solubilidade em água entre certos compostos estão
relacionadas com uma propriedade chamada de Polaridade e, ainda, com a
capacidade desses compostos em formar ligações de hidrogênio com a água.
A Solubilidade das substâncias se dá, em parte, em função da afinidade
eletrônica existente entre as espécies em um sistema, ou seja, entre o soluto e
o solvente. Uma das leis clássicas da química diz que "o semelhante dissolve o
semelhante", ou seja, substâncias polares dissolvem-se entre si, e substâncias
apolares também se dissolvem entre si. Porém uma substância polar não se
dissolve numa substância apolar.
...e de Interações!!!
A água e as Ligações de Hidrogênio
As moléculas de água mantêm-se unidas por interações fortes,
chamadas Ligações de Hidrogênio. Esta interação ocorre, geralmente, quando
um átomo de hidrogênio está ligado, por ligação covalente, a um elemento
bastante eletronegativo, normalmente a átomos de N, O e F. Assim o átomo de
hidrogênio fica com uma carga parcial positiva (δ+), e o outro átomo com uma
carga parcial negativa (δ-). Esse átomo de hidrogênio parcialmente positivo
pode interagir com um par de elétrons não compartilhado de um átomo bem
eletronegativo de uma molécula vizinha. Como o átomo de hidrogênio é bem
pequeno é possível que as moléculas fiquem muito próximas umas das outras,
resultando, assim, em uma forte interação. No caso das moléculas de água o
átomo muito eletronegativo é o oxigênio.
34

Devido à existência de tais ligações nem todas as substâncias são
solúveis em água. Para que haja dissolução necessita-se considerável energia
para separar as moléculas de água umas das outras, dando lugar às partículas
do soluto.
Atividades : Para pensar!
1 – Desenhe moléculas de água no estado líquido levando em consideração as
ligações de hidrogênio.
Professor Observe se nas representações os alunos têm clareza de que as
ligações de hidrogênio, embora fortes, são mais fracas que as ligações
covalentes entre os átomos. Oriente-os para que representem as ligações
de hidrogênio, por exemplo, usando pontinhos e as ligações covalentes
usando tracinhos. Dessa maneira, facilitará o entendimento de que estes
dois tipos de ligação são diferentes.
2 – Devido ao fato de as ligações de hidrogênio serem muito fortes, alguns químicos
sugerem representar a água como (H 2 O)n. O que você acha?
Professor Discuta essa questão com relação às mudanças de estado físico
(fusão e ebulição) nas quais as ligações de hidrogênio se rompem mas as
moléculas de água não perdem sua identidade química (H 2
O), ficam
intactas, mudando apenas de estado de agregação.
O óleo e as interações de van der Waals
Em alguns casos, é fácil perceber o porquê da existência de forças de
atração entre as moléculas. Nas moléculas polares, como no caso da água, a
extremidade positiva pode atrair a extremidade negativa da outra molécula.
Entretanto, não é tão fácil perceber a razão da existência de forças de atração
entre moléculas de substâncias não polares. A existência dessa forças foi
sugerida pelo físico holandês van der Waals, cujo nome foi dado às mesmas.
As forças de van der Waals 6 provêm do movimento dos elétrons nas
moléculas e existem em toda matéria, entretanto, só se tornam aparentes
6 Há uma pequena discussão a respeito das forças de van der Waals no texto: As forças de van der
Waals na página 52.
35

quando são as únicas interações presentes, como no caso dos
hidrocarbonetos.
As moléculas de óleo são formadas por uma longa cadeia apolar que
não interage com a água, mas interagem bem entre si devido às forças de van
der Waals. Para que as fortes interações que ligam as moléculas de água
sejam quebradas seria necessário que houvesse fornecimento de energia
suficiente para a quebra. No entanto, nesse caso a água interage tão
fracamente com as moléculas do óleo que não há liberação de energia
suficiente para romper as interações de hidrogênio que ligam suas moléculas e
portanto não há solubilização do óleo.
Sistema água/óleo/detergente
Embora o experimento tenha sido realizado com detergente sintético, é
preciso ter em mente que os sabões agem da mesma forma na presença de
óleos e gorduras, pois, os sabões nada mais são do que um tipo de detergente!
Detergentes e Sabões: Os dois lados da molécula!
Como vimos, as moléculas dos detergentes sintéticos e a dos sabões
possuem uma parte orgânica (cadeia carbônica apolar) e um grupo com carga
na extremidade da cadeia (cabeça polar).
Por um lado, a longa cadeia carbônica, assim como as moléculas de
óleos e gorduras, tende a se dissolver facilmente em materiais que são ou que
se assemelham aos hidrocarbonetos, mas não em água.
Já a outra extremidade da molécula é iônica. Como o cloreto de sódio e
outros compostos iônicos, a extremidade iônica tende a se dissolver em água,
36

(ocorre a solvatação dessa extremidade pelas moléculas de água) mas não em
solventes orgânicos. Como resultado, temos uma molécula com “dupla
personalidade”. Parte da molécula, a estrutura hidrofílica, é atraída em direção
às moléculas de água, mas repelida por óleos e outras substâncias gordurosas.
A outra parte da molécula, a estrutura hidrofóbica, desvia-se da água, mas
mistura-se prontamente com os óleos e outras substâncias gordurosas que
repelem a parte hidrofílica.
Esta é a característica mais importante dos detergentes e sabões e é o
que faz com que estas substâncias sejam tão ativas na limpeza de sujeiras
formadas por óleos e gorduras.
Mas afinal que relação existe entre a estrutura das moléculas de sabões
e detergentes e o fato deles serem capazes de solubilizar óleos e gorduras?
Bom, neste caso os detergentes agem como Emulsificantes...
Texto auxiliar: Detergentes como emulsificantes -
Micelas
Quando entram em contato com a água, as moléculas de detergente
seguem para a única direção onde ambas as tendências (polar e apolar)
podem ser acomodadas: a superfície. Lá a extremidade hidrofílica da molécula
torna-se confortavelmente “incrustada” entre as moléculas de água que
compõem a superfície enquanto a cadeia hidrofóbica fica na interface água-ar
(figura 10).
Figura 10: Representação das moléculas
de detergente na interface água-ar.
Fonte: http://www.jimseven.com
37

Como a superfície da água torna-se preenchida por moléculas de
detergente se aumentarmos a concentração do mesmo, suas moléculas
adicionais logo se aglomeram fora da superfície. Elas começam “protegendo”
suas cadeias hidrofóbicas das moléculas de água formando estruturas
denominadas micelas.
Micelas são glóbulos submicroscópicos ou esferas de uma substância distribuída
através de outra, usualmente um líquido. (Definição segundo Carl H. Snyder – 1995)
Nas micelas, as caudas apolares das moléculas do detergente
associam-se uma com a outra no centro da estrutura formando o núcleo. Tal
agregação resulta em um contato mínimo com moléculas de água, de modo
que o centro de uma micela é um hidrocarboneto. As cabeças iônicas projetamse
para a solução aquosa e são, portanto, solvatadas pelas moléculas de água
(figura 11). Micelas pequenas, compactas, contêm cerca de 80 a 100
moléculas do detergente.
Para solubilizar as moléculas de óleo durante o experimento houve o
aprisionamento de gotículas de óleo dentro do interior hidrófobo das micelas.
Figura 11: Representação de uma micela
Fonte: http://www.puc.cl
Os grupos hidrofílicos das moléculas de detergente voltados para a água
possuem uma carga (que pode ser negativa ou positiva dependendo do tipo de
detergente). Sendo assim, as micelas se repelem quando muito próximas
devido às cargas de mesmo sinal. Graças a esta repulsão, as micelas ficam
38

dispersas, mantendo as gotículas de óleo separadas umas das outras (figura
12).
Fonte: NAEQ – Núcleo de Apoio ao Ensino de Química da Universidade de Caxias do Sul.
Figura 12: Repulsão das cabeças polares das micelas devido às cargas de mesmo
sinal
Como dito, devido à formação de micelas o óleo passa a se “misturar”
com água, formando uma emulsão.
Emulsões são dispersões coloidais de um líquido em outro, geralmente
estabilizadas por um terceiro componente (emulsificante) que se localiza na
interface entre as fases líquidas. Entre os emulsificantes mais usados pode-se
citar os sabões e detergentes.
As emulsões são um tipo de dispersão coloidal. Neste caso, apesar das
micelas de detergentes estarem bem dispersas na água elas não estão
efetivamente dissolvidas. Elas estão presentes como um colóide.
Texto auxiliar: Colóides
Colóides são misturas heterogêneas de pelo menos duas fases
diferentes, com a matéria de uma das fases na forma finamente dividida
(sólido, líquido ou gás), denominada fase dispersa, misturada com a fase
contínua (sólido, líquido ou gás), denominada meio de dispersão. Na figura 13
há uma tabela na qual estão listados alguns exemplos de colóides classificados
de acordo com a fase dispersa e de dispersão:
39

Fonte: Química Nova na Escola - O Mundo dos Colóides n° 9, Maio 1999
Figura 13: Classificação dos colóides
Sistemas coloidais estão presentes no nosso cotidiano desde as
primeiras horas do dia, por exemplo, na higiene pessoal — com sabonete,
xampu, pasta de dente e espuma ou creme de barbear. Entretanto, estes
sistemas não são restritos apenas a sistemas formados por sabões e
detergentes. Existem vários outros exemplos de colóides como podemos
verificar na figura 13.
A ciência dos colóides está relacionada com o estudo dos sistemas nos
quais pelo menos um dos componentes da mistura apresenta uma dimensão
no intervalo de 1 a 1000 nanômetros (1 nm = 10 -9 m).
Uma dispersão coloidal difere de uma solução real justamente pelo
tamanho das partículas dispersas. Existe, sem dúvida, uma divisão bem
definida entre o tamanho de uma partícula dispersa como um colóide e outra
que está dissolvida em uma solução real. A maneira mais fácil de verificarmos
as diferenças entre uma solução real e uma dispersão coloidal é fazer passar
luz através de cada uma delas.
O experimento a seguir ilustra bem o que queremos dizer...
40

Atividade prática 4: Efeito Tyndall
Pretende-se que nesta atividade os alunos possam desenvolver habilidades como:
• Observar fenômenos criteriosamente;
• Descrever os fenômenos observados;
Comentário para o professor!
O objetivo desta atividade é diferenciar a soluções coloidais das soluções reais
através da aplicação do efeito Tyndall.
Você vai precisar de:
Mãos à obra!
• Laser vermelho (pode-se utilizar canetas laser como aquelas utilizadas em
palestras);
• Solução aquosa de sal de cozinha (2 colheres de chá de sal em um copo cheio de
água);
• Mistura de detergente líquido sintético e água (2 colheres de chá de detergente em
um copo cheio de água);
• 2 copos de vidro incolores para preparar as misturas;
O que fazer:
1. Coloque a solução aquosa de sal de cozinha em um dos copos e rotule: ÁGUA +
SAL;
2. Incida a luz do laser na lateral do recipiente fazendo com que o feixe de luz
atravesse a solução;
3. Anote suas observações.
4. Coloque a solução aquosa de detergente no outro copo e rotule: ÁGUA +
DETERGENTE;
5. Repita os procedimentos 2 e 3 para a mistura de detergente e água.
6. A partir das observações anotadas, você acha que podemos diferenciar os dois
sistemas estudados através do comportamento da luz? Justifique;
Comentário para o professor!
O feixe atravessará a solução de sal de cozinha e nenhum efeito será observado.
Entretanto, quando a luz atravessar a mistura de detergente e água poderá ser
visualizado o caminho do feixe de luz claramente iluminado, especialmente se você
observar a mistura contra um fundo escuro.
41

Texto auxiliar: Explicando o Efeito Tyndall
Uma das propriedades exibidas pelos colóides e que não é observada
nas soluções é o efeito Tyndall. Este efeito, causado devido ao espalhamento
da luz, em todas as direções, pelas partículas coloidais foi descoberto por John
Tyndall, um físico britânico.
O efeito Tyndall não é limitado aos sistemas com detergentes. É este
fenômeno que está ocorrendo, por exemplo, quando percebemos um feixe de
luz que passa pela fresta da janela e atravessa uma sala empoeirada. Este
efeito ocorre porque as partículas dos colóides são grandes o suficiente para
refletirem os feixes de luz que acabam por atingir os nossos olhos. Isso nos
possibilita ver o caminho percorrido pelo feixe de luz.
Agora que já aprendemos que detergentes são emulsificantes e que
estabilizam dispersões coloidais de óleos e gorduras em água, vamos tratar de
outra propriedade apresentada por eles. Detergentes e sabões também agem
como surfactantes. Para entendermos melhor o que é um surfactante vamos
trabalhar na atividade a seguir:
Atividade prática 5: A função do surfactante 7
Pretende-se que nesta atividade os alunos possam desenvolver habilidades como:
• Observar fenômenos criteriosamente;
• Descrever os fenômenos observados;
• Estabelecer relação de dados obtidos e generalizações possíveis sobre os
conteúdos;
7 Atividade adaptada da monografia “A química põe a mesa – Reações de dar água na boca” – Flávia dos
Santos Coelho.
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Você vai precisar de:
Mãos à obra!
• Água
• Conta-gotas
• Moeda
• Detergente líquido sintético (usado para lavar louça)
• Tolha de papel
O que fazer:
1. Lave bem a moeda e seque-a com a toalha de papel;
2. Coloque gotas de água sobre a moeda sem que elas se derramem. Anote quantas
gotas foram adicionadas;
3. Coloque uma gota de detergente sobre a moeda seca e esfregue-a com os dedos
de modo a espalhar bem. Retire o excesso de detergente com um papel toalha seco;
4. Coloque novamente gotas de água sobre a moeda e conte quantas gotas você
consegue colocar desta vez.
Sugestões de questões para serem discutidas com os alunos:
1. Qual foi a diferença encontrada ao se colocar as gotas de água na moeda seca e
na moeda com detergente?
Professor: Ao se colocar as gotas de água na moeda seca, estas tinham
um formato arredondado e não se desmanchavam. Ao se tentar colocar
gotas de água na moeda com detergente, por sua vez, estas não se
formavam
2. Descreva a diferença física entre as gotas de líquidos representadas abaixo:
Fonte: Trabalhando a química dos Sabões e Detergentes – Odone Gino Zago Neto e José Del Pino
Professor: Discutir com os alunos a respeito da tensão superficial dos
líquidos . Ressaltar que líquidos com menor tensão superficial têm menor
tendência a esparramar-se. Como a gota de água na moeda seca
esparrama-se menos que a gota na moeda com detergente diz-se que o
detergente diminuiu a tensão superficial da água.
43

Texto auxiliar: Detergentes como surfactantes-
Tensão superficial
Ao colocar sobre a moeda uma gota de água notamos que ela possui
um formato arredondado. O formato de uma gota de água é resultado da
grande atração entre moléculas de água que interagem fortemente umas com
as outras por meio de interações do tipo ligações de hidrogênio.
No interior de uma gota todas as moléculas de água exercem forças de
atração relativamente grandes em todas as suas moléculas vizinhas. Através
do volume do líquido a força total de atração exercida por cada uma das
moléculas de água em suas vizinhas é dispersa esfericamente em todas as
direções.
Na superfície da gota, entretanto, as coisas são diferentes. Acima da
superfície do líquido existem apenas ocasionalmente moléculas de gases da
atmosfera e pouquíssimas moléculas de água que escaparam por evaporação.
As únicas moléculas vizinhas estão abaixo e dos lados daquelas da superfície.
Na superfície, então, as forças de atração se tornam focadas para os lados e
para baixo. Esta atração particularmente forte das moléculas da superfície
umas nas outras e nas moléculas imediatamente abaixo delas resulta em uma
coesão da superfície. O resultado é que a água tende a oferecer a menor
superfície possível ao ar, de modo que o maior número de moléculas possível
possam estar no interior. Chamamos esta propriedade que os líquidos
apresentam e que se relaciona intimamente com as forças de atração e
repulsão entre as moléculas de Tensão Superficial.
44

Na figura 14 podemos observar a ilustração dessas forças. As moléculas
de água foram representadas através do modelo de esferas para facilitação do
entendimento.
Fonte:http://www.colaweb.com
Figura 14: Forças de atração entre moléculas de água presentes em uma gota.
Questão para discussão
Você espera que a tensão superficial da água gelada seja maior ou menor que a
tensão superficial da água quente? Explique sua resposta.
Professor: A tensão superficial da água quente é menor que da água
gelada. Explicar com bases na maior movimentação das moléculas
quando a temperatura é alta, o que faz com que a força de atração
entre as mesmas seja prejudicada.
Como já discutimos (figura 10, p.36) quando colocamos o detergente em
água, algumas moléculas desse tensoativo se organizam na superfície do
líquido. Assim, a força de atração entre as moléculas de água na superfície do
líquido torna-se enfraquecida porque a atração entre as moléculas de água é
mais forte do que a atração entre as moléculas de água e as moléculas de
detergente. O resultado é a diminuição da tensão superficial da água que tornase,
assim, um melhor agente “molhante”. As substâncias que diminuem a
tensão superficial de líquidos são chamadas de tensoativos.
A figura 15 ilustra a relação entre os termos sabão, detergente e
surfactantes:
45

Surfactante
Detergente
Sabão
Fonte: The Extraordinary Chemistry of Ordinary Things p.326
Figura 15: Todos os sabões são detergentes e todos os detergentes são
surfactantes
Agora que já discutimos as propriedades dos sabões e detergentes nós
podemos começar a entender como eles atuam...
Texto auxiliar: Como os detergentes limpam...
Explicando o processo de limpeza
Nosso senso comum nos diz que água molha tudo aquilo que entra em
contato com ela, mas se nós pensarmos melhor, veremos que a água não é um
“agente molhante” dos mais efetivos.
Examinando, por exemplo, a superfície encerada de um carro bem
polido após a chuva poderemos observar que a água forma pequenas gotas
em vez de espalhar-se sobre a superfície. Olhe para suas roupas ou para o
topo de uma sombrinha depois de um leve chuvisco e você verá que a chuva
forma pequenas gotas de água nos tecidos antes de penetrar neles. Isso
ocorre devido a apreciável tensão superficial da água da qual falamos.
Nas lavagens em geral, entretanto, a água deve molhar com mais
eficácia os objetos que queremos limpar. E é aí que entram os detergentes.
46

Eles agem, primeiramente, diminuindo a tensão superficial da água tornando-a
um melhor agente “molhante”.
Em seguida, há formação das micelas de detergentes, sobre as quais já
conversamos anteriormente.
Na figura 16 está representado o processo de aprisionamento da
gordura dentro das micelas de detergentes. Em (a) está representada a sujeira
gordurosa no fundo de um copo. Quando as moléculas de detergente alcançam
a sujeira incrustada nos objetos (b) elas passam a formar a superfície entre a
água e a gordura presente na maior parte das sujeiras. As cabeças hidrofílicas
das moléculas de detergente permanecem solvatadas por moléculas de água e
as cadeias hidrofóbicas passam a se incrustar na gordura.
(a) (b) (c) (d)
Fonte: Trabalhando a química dos Sabões e Detergentes – Odone Gino Z. Neto e José Del Pino
Figura 16: Mecanismo de limpeza dos detergentes.
As sujeiras gordurosas fornecem um ambiente químico tão compatível
para as caudas hidrofóbicas quanto o que a água fornece para as cabeças
hidrofílicas. Assim, com as caudas hidrofóbicas incrustadas na gordura e as
cabeças hidrofílicas incrustadas na água, as moléculas de detergente
efetivamente mantêm estas duas fases (água e gordura) juntas.
Na figura 16 (c e d) está representada a quebra das moléculas de
gorduras dentro de micelas. Tal quebra ocorre devido à agitação. Essas
47

micelas se mantêm afastadas umas das outras e dispersas na água devido à
repulsão causada pelas cargas de suas superfícies. Este afastamento impede
que a gordura se re-deposite no material que está sendo lavado.
A partir do momento que a gordura (ou óleo) passa a se “misturar” com a
água tem-se uma emulsão, que é chamada de dispersão coloidal.
Concluindo o processo de lavagem, a gordura presa no interior das
micelas é arrastada, pela água, ralo abaixo!
Em resumo
Os detergentes:
1. Diminuem a tensão superficial da água tornando-a um melhor agente “molhante”;
2. Agregam óleos e gorduras no interior de micelas que se tornam dispersas na água;
3. Deixam as micelas em suspensão e, por meio disso, previnem que as gorduras se
redepositem na superfície limpa.
Cada uma dessas funções tem suas bases na estrutura das moléculas dos
detergentes e sabões.
48

Conclusão
Apresentamos nesta monografia uma proposta de estudo de alguns
conceitos químicos relevantes utilizando, para isso, um tema bastante presente
no dia a dia dos alunos.
Embora saibamos da impossibilidade de se ensinar todos os conceitos
teóricos acompanhados de sua aplicação imediata, pensamos que é muito
importante, quando possível, mostrar aos alunos que a Química que aprendem
na escola possui relação com muitos fenômenos que ocorrem diariamente em
suas vidas.
Procuramos enfatizar aqui as principais propriedades dos sabões e
detergentes através de experimentos relativamente simples e que possam ser
realizados em sala de aula, mesmo não dispondo de laboratório. Conforme foi
dito no início deste trabalho não tivemos a intenção de abordar conceitos
químicos em profundidade, até por nossa intenção e foco estarem orientados
para o aluno do ensino médio regular. Assim, cabe ao professor buscar meios
alternativos para complementar suas aulas e para tornar o ensino mais amplo,
que vá além de nomes, fórmulas e detalhamento excessivo.
Para saber mais sobre o assunto, sugerimos que o professor
interessado leia os textos em anexo.
49

Referências Bibliográficas
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Detergentes como Tema Organizador de Aprendizagens no Ensino Médio,
Química Nova na Escola, n o 12, novembro de 2000, págs. 15-19.
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novembro de 1995, págs. 3-6.
• BITTENCOURT FILHA, A. M. B.; COSTA, V. G.; BIZZO, H. R. Avaliação
da Qualidade do Detergente a partir do Volume de Espuma Formado,
Química Nova na Escola, n o 9, maio de1999, págs. 43-45.
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Mole..., Química Nova na Escola, n o 2, novembro de 1995, págs. 32 e 33.
• JAFELICCI JUNIOR, M.; VARANDA, L. C. O Mundo dos Colóides,
Química Nova na Escola, n o 9, maio de 1999, págs. 10-14.
• KINALSKI, A. C.; ZANON, L. B. O Leite como Tema Organizador de
Aprendizagem em Química no Ensino Fundamental, Química Nova na
Escola, n o 6, novembro de 1997, págs. 15-19.
• GOMES, A.; SANT´ANNA, A. P. P.; RAMUALDO, J. Interação da
Química com o Meio Ambiente no Cotidiano, Proposta de Atividade
Didática, outubro de 2005, págs. 4-10.
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ALMEIDA, F. A. S.; MARTINS, A. A Química no ensino Médio tendo
“Detergente” como tema motivador; Semina: Ciências Exatas e
Tecnológicas, Londrina, volume 24, dezembro de 2003, págs. 85-92.
• OSORIO, V. K. L.; OLIVEIRA, W. Polifosfatos em Detergentes em Pó
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• ZAGO NETO, O. G.; DEL PINO, J. C. Trabalhando a Química dos
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Estudo sobre Atividades Experimentais no Ensino do Saber Científico.
Págs. 282-294. Disponível em:
http://www.unesp.br/prograd/PDFNE2003/Hora%20da%20ciencia.pdf – Acesso: 15
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Londrina: Eduel, 2 a edição revisada, 2004, págs. 3-88.
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contexto para se discutir ligações intermoleculares, 2004.
• COELHO, F. S. Monografia de Licenciatura - A Química Põe a Mesa:
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5th Edition, 1998, págs. 43-66.
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Ciências: um mundo de materiais – Livro do Professor. Editora UFMG,
1999.
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• SOLOMONS, G.; FRYHLE, C. Química Orgânica, 7ª Edição, Editora
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• CHEMELLO, E. Sabão – uma molécula com dupla personalidade. NAEQ
– Núcleo de Apoio ao Ensino de Química da Universidade de Caxias do Sul.
http://www.ucs.br/ccet/defq/naeq/material_didatico/textos_interativos_27.htm
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Acesso em 08 outubro 2007.
• Hard Water -
ttp://www.kinetico.co.uk/UK/Learn+About+Water/Water+Problems+and+Effec
ts/Common+Water+Contaminants/Hard+Water/ Acesso em 08 outubro 2007.
51

Anexos - Aprendendo um pouco mais
1-Forças de van der Waals
As forças de van der Waals são forças intermoleculares atrativas
também chamadas de forças de London ou forças de dispersão.
Podemos visualizar a origem dessas forças do seguinte modo. A
distribuição média de carga em uma molécula apolar em um dado espaço de
tempo é uniforme. Porém, a qualquer instante, já que os elétrons estão em
movimento, os elétrons e portanto, a carga podem não estar uniformemente
distribuídos. Num dado momento, os elétrons podem estar ligeiramente
aglomerados em uma parte da molécula, promovendo, conseqüentemente, a
formação de um pequeno dipolo temporário. Esse dipolo temporário em uma
molécula pode induzir dipolos opostos em outras moléculas vizinhas. Isso
acontece porque a carga negativa (ou positiva) em uma parte da molécula irá
distorcer a nuvem eletrônica de uma porção adjacente de outra molécula,
forçando o desenvolvimento de uma carga oposta ali. Tais dipolos temporários
alteram-se constantemente, mas o resultado final de sua existência é produzir
forças atrativas entre moléculas apolares (figura 17).
Possibilidade de separação de
cargas
Dipolo
flutuante
Uma segunda
molécula
Separação de cargas induzida
pela primeira molécula
Interação de van der
Waals
Figura 17: Aparecimento das forças de van der Waals
52

2-BI
BI-O-DE
DE-GRA
GRA-DA
DA-BI
BI-LI
LI-DA
DA-DE
DE 8 !!!
Os sabões e os detergentes sintéticos praticamente não sofrem
modificações químicas nos processos de lavagem com água, e encontram-se,
portanto, presentes nas águas residuais de escoamento das operações de
lavagem, incorporando-se ao esgoto doméstico. A carga de poluição
decorrente da presença desses sabões e detergentes sintéticos em esgotos
domésticos é muito pequena se comparada à de outros poluentes usualmente
presentes no esgoto. Apesar disso, ela pode contribuir de maneira bastante
desfavorável para a poluição das águas receptoras, e pode dificultar os
procedimentos normais de tratamento de esgotos residuais.
Por natureza química, os sabões feitos de matérias graxas (óleos e
gorduras) são totalmente biodegradáveis 9 e não interferem na fauna e na flora
aquática. Usualmente, ao entrar em contato com águas receptoras, eles
reagem com os sais de cálcio e magnésio formando compostos insolúveis em
água, rapidamente biodegradados em sua parte orgânica e não possibilitando a
formação de espumas em cursos d’água. Assim, o uso de produtos de limpeza,
nos quais os sabões feitos de gorduras animais e óleos vegetais constituem a
parte ativa, não traz qualquer inconveniente sob o aspecto ecológico.
Os primeiros detergentes sintéticos produzidos, por sua vez,
apresentavam problemas com relação à degradação pelo meio ambiente,
tornando-se altamente poluidores, pois permaneciam nas águas de rios e lagos
por um período muito grande. Neste caso, devido à permanente agitação das
8 Texto de Dionísio Borsato, Ivanira Moreira e Olívio Fernandes Galão – Detergentes naturais e sintéticos,
um guia técnico – 2004 p.84
9 Substância que pode se decompor orgânica ou quimicamente – definição segundo Silveira Bueno.
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águas, causavam a formação de muita espuma, cobrindo a superfície de rios,
estações de tratamento e redes de esgoto.
Nesse período, a base para a fabricação dos detergentes era o
propeno 10 . A utilização deste composto na fabricação de detergentes originava
tensoativos com cadeias ramificadas (figura 18) e, portanto, de difícil
degradação pelas bactérias. Assim sendo, os problemas causados por estes
detergentes sintéticos estavam relacionados às estruturas de suas moléculas.
Ramificações!
Fonte: Trabalhando a química dos Sabões e Detergentes – Odone Gino Z. Neto e José Del Pino
Figura 18: Estrutura do alquilbenzenosulfonato de sódio ramificado
Compostos com o alquil benzeno sulfonato de sódio, apresentado na
figura 18, foram proibidos em todos os países industrializados a partir de 1965.
Observe a existência de metilas (-CH 3 ) que partem da cadeia principal e
formam as ramificações. É justamente a existência destas que dificulta a
degradação da molécula. Devido a esse fato, esse tipo de detergente foi, com o
passar do tempo, sendo substituído por outros que possuíam maior
degradabilidade (cadeia carbônica linear). No Brasil, produtos como o
representado na figura 18 continuaram à venda por tempo maior que nos
países industrializados. A legislação brasileira envolvendo controle de poluição
causada por detergentes nos cursos de água só foi promulgada no dia 15 de
10 Gás incolor de fórmula CH 3-CH=CH 2 obtido, principalmente, do “cracking” da nafta (produto da
destilação do petróleo).
54

Janeiro de 1976, onze anos após a proibição da utilização destes produtos na
Europa e nos Estados Unidos.
Um outro inconveniente apresentado pelos detergentes sintéticos,
especialmente os detergentes em pó (usados para lavar roupas) é a presença
de fosfatos inorgânicos.
Fosfatos inorgânicos são adicionados aos detergentes em pó, com o
objetivo de complexar os íons metálicos responsáveis pela dureza das águas
(Ca 2+
e Mg 2+ ) e tornar o meio alcalino, melhorando a ação de limpeza.
Detergentes comerciais típicos da década de 50, por exemplo, continham cerca
de 40% de tripolifosfato de sódio ou uma mistura deste com pirofosfato de
sódio. Com o passar do tempo, a utilização crescente desses produtos de
limpeza levou ao surgimento de problemas ambientais de poluição de águas.
Os fosfatos não atuam como materiais tóxicos no meio ambiente, mas sim
como nutrientes. Em águas naturais estagnadas, o resultado é o crescimento
excessivo de algas, que pode provocar o fenômeno da eutrofização 11 . Na figura
19 estão representados alguns fosfatos encontrados em detergentes em pó:
Figura 19: Estrutura química de dois fosfatos encontrados em detergentes em pó
11 Eutrofização: aumento da fertilidade das águas devido aos fosfatos, o que favorece o crescimento
excessivo de algas em águas receptoras de efluentes, provocando a redução acentuada do oxigênio
dissolvido nas águas.
55

3-Explicando as dispersões!
Dispersões são sistemas nos quais uma substância está disseminada,
sob a forma de pequenas partículas, em uma segunda substância.
Basicamente, existem três tipos de dispersões:
Soluções: não se pode observar as partículas que compõem o sistema, nem
utilizando um supermicroscópio. Uma solução é sempre um sistema homogêneo, tanto
macroscopicamente quanto microscopicamente.
Colóides: é possível observar as partículas do material disperso somente
utilizando um microscópio, ou seja, é um sistema homogêneo macroscopicamente
mas, heterogêneo microscopicamente.
Suspensões: é possível observar macroscopicamente as partículas dos
materiais misturados.
Na tabela 1 está representada a classificação das dispersões, feita de
acordo com o diâmetro médio das partículas dispersas:
Tabela 1: tipos de dispersões e tamanho médio das partículas dispersas
Nome da Dispersão Diâmetro médio das
partículas dispersas
Exemplos
Soluções verdadeiras Entre 0 e 1 nm* Sal na água
Soluções coloidais Entre 1 e 1000 nm Detergente na água
suspensões Acima de1000 nm Terra suspensa em água
*nm: nanometro
Esquematicamente, temos:
Figura 20: Classificação das dispersões quanto ao tamanho médio das
partículas dispersas.
56