,UNIVERSIDAD JUÁREZ AUTÓNOMA DE
TABASCO
DIVISIÓN ACADÉMICA DE CIENCIAS BÁSICAS
LICENCIATURA
EN QUÍMICA
FENÓMENOS DE SUPERFICIE
Unidad 4
Se define a un tensoactivo o surfactante como una sustancia que es capaz de romper o modificar la tensión superficial de un líquido. Es decir, tiene la propiedad de alterar la energía de superficie con la cual entra en contacto. Estas sustancias poseen en su estructura dos grupos bien definidos:
a) Un polar: grupo hidrofílico (que se asocia con el agua).
b) Un no polar: grupo hidrofóbico (que no se asocia con el agua).
Los tensoactivos o surfactantes presentan así un carácter dual con respecto a las propiedades de superficie. El grupo hidrofílico ejerce un efecto solubilizante y tiende a llevar a la molécula a disolución completa; por otro lado, el grupo hidrofóbico, debido a que no es soluble, tiende a contrarrestar el efecto del grupo hidrofílico. Debido a esto los grupos hidrofílicos tienden a dirigirse hacia la fase acuosa y los hidrofóbicos fuera de ésta. Esta capacidad de orientación que permite que la molécula de surfactante alcance su estado de energía mínima se le conoce como actividad superficial.
Estas sustancias pueden clasificarse en base a los usos a los que se destinan, propiedades físicas o estructura química; ninguna es completamente satisfactoria, tal vez una forma lógica de clasificarlos es con base en su comportamiento en solución acuosa. En esta clasificación se tienen cuatro tipos de tensoactivos: aniónicos, catiónicos, no iónicos y anfóteros.
La necesidad del estudio de estos compuestos surge debido a su infinidad de aplicaciones a nivel industrial, por ejemplo, las industrias de alimentos, farmacéutica, cosmética y textil en las que se utilizan en mayor proporción. En función del valor BHL o HLB (Hydrophylic ‐ Lipophylic Balance) que presente el tensoactivo, será su aplicación.
- Comprender qué es un agente tensoactivo o surfactante y que conozca sus propiedades en forma general.
- Identificar agentes tensoactivos en diferentes productos comerciales y que los clasifique en función del tipo de carga que presenten.
- Comprender sus usos y aplicabilidad en diferentes áreas industriales.
Utilizar un tubo de ensayo para la preparación de c/u de las mezclas:
La identificación de los agentes tensoactivos es posible por su parte hidrofílica y otra hidrofóbica, en los agentes aniónicos al interactuar con soluciones ácidas, se tendrá un cambio de pH para contrarrestar la solución acida, y así teniendo el cambio de color del indicador.
Los agentes catiónicos por su carga positiva no tendrán reacción fuerte por medios ácidos, predominando un pH ácido.
Los no iónicos en medio acido establecerán un balance neutro, teniendo estable el indicador en un pH medio de su rango de vire.
ACTIVIDADES FINALES
1. Considere el concepto de equilibrio acido‐base y explique el cambio de color en cada una de las pruebas de los agentes tensoactivos puros y de los productos comerciales.
Cada uno de los grupos funcionales dentro de una molécula le infieren color, al ser cambiados estos grupos funcionales se obliga a la molécula a absorber otras cantidades de luz, por ello al ver el reflejo de la radiación electromagnética nosotros observamos diferentes colores. En este caso el grupo Sulfito se libera en la molécula en las soluciones básicas, es decir soluciones con moléculas que tienden a captar los iones H+ en este caso los cationes, en cambio los aniones acidifican las soluciones.
2. Mencione al menos tres aplicaciones útiles e importantes de los agentes tensoactivos.
Algunos presentan un muy bajo nivel de toxicidad y se utilizan en la fabricación de fármacos, cosméticos y alimentos.
3. Explique por qué algunas de las soluciones jabonosas se les conoce también como soluciones electrolíticas coloidales.
Debido a las propiedades anfifílicas de los tensoactivos al utilizarlos en diferentes soluciones se forman micelas, las micelas son conformaciones de dos fases distintas es decir pueden formarse coloides de grasa en medios acuosos o coloides de agua en medios lipídicos. De hecho algunos tensoactivos forman micelas de aire. Estas micelas son las que forman las emulsiones en las diferentes mezclas.
4. Explique cómo pueden influir en sus resultados experimentales, otros compuestos (colorantes, emulsificantes, estabilizadores, excipientes, etc.) mezclados con el tensoactivo en el producto comercial.
Otros compuestos pueden afectar la correcta determinación de tensoactivos, en el caso de los colorantes, el análisis visual puede ser incorrecto, los emulsificantes pueden formar emulsiones o micelas que atrapen a los tensoactivos, además de formar interacciones intermoleculares como las fuerzas de Van der Waals.
5. Explique económicamente ¿Cuáles son los más importantes? ¿Cuáles son los más utilizados? ¿Cuáles son los más tóxicos?
Los más utilizados en la industria son los tensioactivos aniónicos y no iónicos . Los tensioactivos catiónicos se usan con mucha menos frecuencia debida a su menor biodegradabilidad. Los tensioactivos anfóteros debido al alto costo de producción generalmente se usan en aplicaciones especializadas. Los tensioactivos aniónicos más populares son LAS –alquilbencenosulfonatos lineales. Se puede fácilmente debido al bajo precio y la seguridad ambiental. Los tensioactivos utilizados a menudo son también sulfatos de alcohol y sus alcoxilatos y alfaolefinas sulfonadas. Entre los tensioactivos no iónicos, se usan etoxilatos de alcohol graso, alquilfenoles alcoxilados y alquilpoliglucósidos en las mayores cantidades.
6. Ecológicamente, son considerados como agentes contaminantes o contaminantes ambientales. Justifique su respuesta
Son contaminantes ambientales, ya que el mal desecho de estos provoca grandes impactos al medio ambiente, dañando la flora y fauna de diversos lugares.
7. ¿Qué sugerencias serían importantes para evitar lo anterior? Utilizar tensoactivos de origen natural o biodegradables.
8. ¿Qué métodos conoce para la determinación del BHL? Considerando uno de ellos, determine con un ejemplo su cálculo respectivo.
- Método de Griffin
- Método de Davies
- Método de Little (solo para tensoactivos aniónicos y no iónicos)
El más conocido es el método de Griffin el cual es representado con la siguiente ecuación:
\( HBL = \frac{fracción hidrofílico(\%)\, por\, molécula }{5} \)
CONCLUSIONES
Los agentes tensoactivos son de importancia comercial, ya que son muy utilizados para la elaboración de productos como son detergentes, shampoos, etc.
En la práctica se observa que los shampoos contienen Lauril sulfato de sodio, el cual no es dañino para nuestra salud, pero para el medio ambiente no es amigable, los tensoactivos aniónicos son los más utilizados debido a su mayor afinidad en la piel.
REFERENCIAS
D. (s. f.). ¿De qué manera afecta a la salud y al medio ambiente el uso indiscriminado del uso de los detergentes?,. Agentes tensoactivos. Recuperado 2021, de https://es.slideshare.net/Dalexandromv/qumica-49659966
B. (2021, 8 febrero). Balance Hidrofílico Lipofílico. SISTEMA HBL. http://sistemahlb.blogspot.com/2010/06/balance-hidrofilico-lipofilico.html
Determinación potenciométrica de agentes tensoactivos aniónicos y catiónicos con electrodos de tensoactivos. (s. f.). Metrohm. Terrific. Micro. Namics. Recuperado 2021, de https://www.metrohm.com/es-mx/aplicaciones/AB-233
PCC Group. (2020, 17 junio). Fabricantes de tensioactivos: dónde comprar agentes tensioactivos - Grupo PCC. Portal de productos del grupo PCC. https://www.products.pcc.eu/es/donde-comprar-surfactante/
RÚBRICA
