La saponificación es un proceso de escisión de ésteres en sales de carboxilato y alcoholes por la acción de álcalis acuosos . Normalmente se utilizan soluciones acuosas de hidróxido de sodio . [1] [2] Es un tipo importante de hidrólisis alcalina . Cuando el carboxilato es de cadena larga, su sal se denomina jabón . La saponificación del acetato de etilo da acetato de sodio y etanol:
Los aceites vegetales y las grasas animales son los materiales tradicionales que se saponifican. Estos materiales grasos, triésteres llamados triglicéridos , suelen ser mezclas derivadas de diversos ácidos grasos. En la saponificación tradicional, el triglicérido se trata con lejía , que rompe los enlaces éster, liberando sales de ácidos grasos (jabones) y glicerol . En una versión simplificada, la saponificación de la estearina da estearato de sodio .
Este proceso es el principal método industrial para producir glicerol ( C 3 H 5 (OH) 3 ).
Algunos fabricantes de jabón dejan el glicerol en el jabón, mientras que otros precipitan el jabón al agregarle sal y cloruro de sodio .
La grasa de un cadáver se convierte en adipocera , a menudo llamada "cera de sepultura". Este proceso es más común cuando la cantidad de tejido graso es alta y los agentes de descomposición están ausentes o solo están presentes en forma mínima.
El valor de saponificación es la cantidad de base necesaria para saponificar una muestra de grasa. [3] Los fabricantes de jabón formulan sus recetas con un pequeño déficit de lejía para tener en cuenta la desviación desconocida del valor de saponificación entre su lote de aceite y los promedios de laboratorio.
El anión hidróxido se añade al grupo carbonilo del éster. El producto inmediato se denomina ortoéster .
La expulsión del alcóxido genera un ácido carboxílico:
El ion alcóxido es una base fuerte , por lo que el protón se transfiere del ácido carboxílico al ion alcóxido, creando un alcohol:
En un procedimiento clásico de laboratorio, el triglicérido trimiristina se obtiene extrayéndolo de la nuez moscada con éter dietílico . La saponificación al jabón miristato de sodio se lleva a cabo utilizando NaOH en agua. El tratamiento del jabón con ácido clorhídrico da lugar al ácido mirístico . [4]
La reacción de los ácidos grasos con una base es el otro método principal de saponificación. En este caso, la reacción implica la neutralización del ácido carboxílico . El método de neutralización se utiliza para producir jabones industriales como los derivados del magnesio, los metales de transición y el aluminio. Este método es ideal para producir jabones derivados de un solo ácido graso, lo que da lugar a jabones con propiedades físicas predecibles, como lo requieren muchas aplicaciones de ingeniería.
Dependiendo de la naturaleza del álcali utilizado en su producción, los jabones tienen propiedades distintas. El hidróxido de sodio (NaOH) produce jabones "duros" ; los jabones duros también se pueden usar en agua que contenga sales de Mg, Cl y Ca. [5] Por el contrario, los jabones de potasio (derivados del KOH ) son jabones "blandos" . La fuente de ácidos grasos también afecta al punto de fusión del jabón. La mayoría de los primeros jabones duros se fabricaban utilizando grasas animales y KOH extraído de cenizas de madera ; estos eran ampliamente sólidos. Sin embargo, la mayoría de los jabones modernos se fabrican a partir de triglicéridos poliinsaturados como aceites vegetales . Al igual que en los triglicéridos, se forman a partir de [6] las sales de estos ácidos tienen fuerzas intermoleculares más débiles y, por lo tanto, puntos de fusión más bajos.
El 12-hidroxiestearato de litio y otros ácidos grasos a base de litio son componentes importantes de las grasas lubricantes. En las grasas a base de litio , los carboxilatos de litio son espesantes. También son comunes los "jabones complejos", que son combinaciones de más de una sal ácida, como el ácido azelaico o acético . [7]
Los incendios que involucran grasas y aceites para cocinar (clasificados como clase K (EE. UU.) o F (Australia/Europa/Asia) ) arden a temperaturas más altas que la mayoría de los líquidos inflamables, lo que hace que un extintor estándar de clase B sea ineficaz. Estos incendios deben extinguirse con un extintor químico húmedo . Los extintores de este tipo están diseñados para extinguir grasas y aceites para cocinar mediante saponificación. El agente extintor convierte rápidamente la sustancia en llamas en un jabón no combustible.
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La saponificación puede ocurrir en las pinturas al óleo con el tiempo, causando daños visibles y deformación. Las pinturas al óleo están compuestas de moléculas de pigmento suspendidas en un medio aglutinante de aceite . Las sales de metales pesados se utilizan a menudo como moléculas de pigmento, como en el blanco de plomo , el minio y el blanco de cinc . [8] Si esas sales de metales pesados reaccionan con los ácidos grasos libres en el medio de aceite, se pueden formar jabones metálicos en una capa de pintura que luego pueden migrar hacia afuera a la superficie de la pintura. [9] : 12–19
La saponificación en pinturas al óleo fue descrita ya en 1912. [10] : 151 Se cree que está muy extendida, habiéndose observado en muchas obras que datan de los siglos XV al XX; obras de diferente origen geográfico; y obras pintadas sobre diversos soportes, como lienzo, papel, madera y cobre. El análisis químico puede revelar que la saponificación ocurre en las capas más profundas de una pintura antes de que haya signos visibles en la superficie, incluso en pinturas con siglos de antigüedad. [9] : 16
Las regiones saponificadas pueden deformar la superficie de la pintura mediante la formación de grumos o protuberancias visibles que pueden dispersar la luz. Estos grumos de jabón pueden ser prominentes solo en ciertas regiones de la pintura en lugar de en toda ella. En el famoso Retrato de Madame X de John Singer Sargent , por ejemplo, los grumos solo aparecen en las áreas más negras, lo que puede deberse al uso por parte del artista de más medio en esas áreas para compensar la tendencia de los pigmentos negros a absorberlo. [9] : 12–13, 15 El proceso también puede formar depósitos blancos tiza en la superficie de una pintura, una deformación a menudo descrita como "floración" o "eflorescencia", y también puede contribuir a la mayor transparencia de ciertas capas de pintura dentro de una pintura al óleo con el tiempo. [9] : 16, 19
La saponificación no ocurre en todas las pinturas al óleo y muchos detalles quedan sin resolver. [9] : 19 En la actualidad, el retoque es el único método de restauración conocido.
... y aunque Petit declara falsa esta teoría, no deja de basarse en ella y en sus datos en su sistema de fabricación de zinc blanco hidratado, del que es inventor, es decir, en la saponificación del aceite o en la formación de sales metálicas disueltas en él.