Dando uma olhada mais de perto e mais feia na química da espuma de sabão

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Dois copos de água são mostrados com diferentes quantidades de espuma de sabão em sua superfície. À esquerda, contém água destilada com sabonete líquido e à direita mostra o efeito que a água dura pode ter na produção de espuma de sabão. - Foto enviada

Anteriormente, vimos como os detergentes funcionam para remover gordura e óleo ao lavar a louça. Assim como a química desempenhou um papel fundamental com os detergentes, há muita química acontecendo quando se trata de sabonetes simples.

Se você visitou uma vila pioneira ou assistiu a filmes sobre colonos na América do Norte durante o século XIX, talvez esteja familiarizado com o processo original de fabricação de sabão. Havia dois ingredientes básicos – soda cáustica e gordura animal. A soda cáustica foi extraída das cinzas dos fogos de lenha. Simplesmente colocar cinzas frias em um barril e despejar água sobre elas produzia uma solução alcalina que escorria do fundo do barril. Filtrar através de um pano removeria quaisquer pedaços de cinzas e detritos.

A gordura ou “banha” obtida no abate de animais era obtida fervendo-a em grandes chaleiras com água. Após o resfriamento, a gordura derretida subiu até o topo, onde solidificou e foi removida para a fabricação de sabão.

Ferver a gordura fundida ou “sebo” na solução de soda cáustica resultou em um sabão macio que flutuou até a superfície de onde foi removido. Muitos avanços foram feitos na fabricação de sabonetes modernos para criar barras de sabonete duro muito mais sofisticadas. Aromas e outros recursos atraentes podem ser adicionados a eles. Embora o processo de soda cáustica tenha sido substituído por métodos menos agressivos, o resultado é basicamente apenas uma forma mais refinada e suave do sabão bastante áspero que os pioneiros fizeram.

O principal em tudo isso é o fato de as moléculas de sabão terem uma extremidade de “ácido graxo” com um átomo de sódio ligado. Nas operações normais de lavagem, o sódio cai e forma um íon sódio. A extremidade iônica da molécula de sabão que resta se liga à sujeira e à oleosidade da pele e os remove.

A maioria das pessoas gosta que o sabonete forme uma espuma rica. Dependendo da natureza da água utilizada, pode haver mais espuma ou espuma de sabão do que na água de outras fontes. O culpado pela redução da formação de espuma é o cálcio.

O cálcio é encontrado em água “dura”, normalmente proveniente de poços onde há abundância de calcário. Este carbonato de cálcio é facilmente dissolvido e formam-se iões de cálcio. Os íons de cálcio têm uma carga dupla positiva e são bastante reativos no esquema geral das coisas.

Quando o sabão é adicionado à água dura, os íons de cálcio veem os átomos de sódio na extremidade de cada molécula de sabão. De uma forma um tanto otimista, um único íon de cálcio elimina o sódio das extremidades de duas moléculas de sabão. Cada íon de sódio formado tem apenas uma carga, de modo que o íon de cálcio duplamente carregado se agarra às extremidades dessas duas moléculas de sabão para preencher o desequilíbrio deixado pela saída dos íons de sódio. Isso une as caudas de duas moléculas de sabão e as torna insolúveis na água. Como resultado, forma-se um depósito que chamamos de espuma de sabão.

Na fotografia ao lado, vemos dois copos de água com diferentes quantidades de espuma na superfície. O copo à esquerda contém água destilada sem a presença de minerais – assim como a água da chuva. Cinco gotas de sabonete líquido foram adicionadas à água destilada e agitadas com uma batedeira. Há uma boa quantidade de espuma para mostrar por esse esforço.

Várias colheres de chá de cloreto de cálcio em pó foram dissolvidas na água do copo à direita. Após a adição de cinco gotas de sabonete líquido à água endurecida, houve uma redução acentuada na espuma formada com agitação vigorosa. O que aconteceu aqui foi que cada íon de cálcio agarrou as extremidades de duas moléculas de sabão, criando uma solução turva com apenas uma pequena espuma formada quando foi agitada.

Para reduzir a formação de espuma de sabão e promover a formação de espuma em sua casa, amaciantes de água podem ser usados ​​para remover íons de cálcio da água que, de outra forma, uniriam as moléculas de sabão. Como resultado, há uma redução significativa na formação de espuma de sabão.