Cómo actúan los detergentes – Un experimento casero muy gráfico

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Melania Martínez Villar >

En nuestra vida cotidiana nos enfrentamos a la suciedad diariamente. Mucha de ella es debida a los aceites que usamos al cocinar, y estas sustancias son naturalmente insolubles en agua (hidrofóbicas) lo que las convertiría en suciedad difícil de eliminar si solo usáramos agua. El agua es el vehículo universal. Tanto para cocinar como para lavar. Por lo tanto, cualquier suciedad o resto que sea soluble en agua será fácil eliminarlo. Ahora bien, cualquier sustancia que no sea soluble, será imposible eliminarla solo con agua.

¿Por qué no usar solo agua?

Para entender el comportamiento y la importancia que tienen los detergentes de uso cotidiano que encontramos en el mercado, podemos realizar un experimento sencillo que nos permitirá observar a simple vista cómo funcionan los detergentes. Así sea fácil comprender el porqué del uso de detergentes, jabones y similares. Y por qué no lavamos simplemente con agua.

Si lavamos utensilios que han estado en contacto con sustancias solubles en agua, podemos percatarnos de que estas sustancias quedarían finalmente limpias. El mero hecho de diluir con agua acabaría eliminando la suciedad impregnada en el utensilio. El uso de agua haría que la sustancia poco a poco desapareciese, por dilución, y finalmente quedaría limpia. Pero ¿por qué, entonces, usamos detergentes? Y ¿qué pasa con la grasa?

¿Qué sucede con la grasa?

 

La grasa es un término coloquial para designar a varias clases de lípidos.

Los lípidos son un grupo de compuestos químicos muy variable, pero que entre ellos comparten algunas propiedades, como la de la hidrofobicidad (insolubles en agua). Estos compuestos están formados por una pequeña parte polar y una mayoritaria parte apolar.

A intentar solubilizar los lípidos en agua, se forman dos fases bien diferenciadas. Los lípidos orientan su parte polar (minoritaria) hacia el agua y su parte apolar hacia el interior, formando micelas, liposomas, bicapas y estructuras que evitan el contacto de la parte apolar con el agua.

Una imagen vale más que mil palabras

clip_image002Para visualizar lo que ocurre cuando se mezcla el agua con los lípidos, se colocan 5 vasos del mismo tamaño con agua hasta el mismo nivel. Una gota de colorante soluble en agua, que servirá para visualizar bien las diferentes fases y qué pasa con ellas durante el experimento. A cada uno de los vasos se le introducen 5 ml de aceite (usando una jeringuilla).

Después se agita la solución enérgicamente y posteriormente se deja reposar durante 20 min.

Se obtiene lo siguiente:

clip_image004Figura 2. Formación de las dos fases diferenciadas visualmente

Después del reposo se observan dos fases perfectamente diferenciadas. La fase acuosa (teñida de rojo por el colorante) y la fase lipídica (amarilla).

 

¿Cómo actúan los detergentes?

Los comúnmente denominados detergentes se componen principalmente de tensioactivos (también llamados surfactantes).

Los tensioactivos son sustancias que influyen por medio de la tensión superficial en la superficie de contacto entre dos fases. Son sustancias anfipáticas: poseen una parte polar y una parte apolar en su estructura.

Para visualizar lo que ocurre cuando se usa un detergente, se realiza lo siguiente.

Se separan lo vasos y cada uno se numera con una letra. En cada vaso se disolverá uno de los cinco detergentes que se han seleccionado para el experimento, todos son detergentes de uso cotidiano, que se encuentran en el supermercado, al alcance de todos. Aunque cada uno de ellos son diferentes en su composición y forma de presentación del producto.

Los detergentes que forman parte del experimento son los siguientes:

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Breve definición de los diferentes tipos de tensioactivos:

  • no iónicos: no poseen ningún grupo funcional ionizable en medio acuoso.
  • aniónicos: están formados por un grupo funcional cargado negativamente que se asocia a un catión. En disolución se ionizan y su carga es negativa. Son los más efectivos, y forman la mayor parte de los tensioactivos de uso comercial.
  • Catiónicos: estos poseen un grupo funcional cargado positivamente que se asocia a un anión. Son más caros de producir industrialmente. Estos en disolución se ionizan y su carga es positiva.
  • Anfotéricos: poseen un grupo funcional cargado negativamente y uno positivamente. Su carga global depende del pH del medio en el que se encuentran, y en un determinado pH alcanzan la neutralidad.

    clip_image006Figura 2. Medida de detergente a usar en cada vaso.

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    Figura 3. Se sumerge la cuchara en cada vaso y se agita hasta que se homogeniza.

Después de disolver el detergente en cada vaso, se deja reposar la mezcla 30 minutos.

Se observa lo siguiente:

clip_image010Figura 4. La capa lipídica amarilla tiende a desaparecer

Como se observa en la figura 4, el detergente actúa emulsionado la grasa y casi solubilizándola en el caso del detergente E. El detergente E es el más concentrado (ver la composición en la tabla) y contiene más tensioactivos aniónicos, que son los tensioactivos de uso doméstico más efectivos.

Cuanto más roja es la fase que antes era amarilla, más componentes hidrosolubles estarán formando parte de ella, así que mejor emulsionado está el aceite. Tanto en el caso A como en el B, la fase lipídica adquiere un color mucho más rojizo que en el C y D. Los detergentes C y D eran mucho más espesos que el A y B, lo que les hace más difícil actuar cuando usamos la misma cantidad. Por eso los detergentes en gel se suelen usar disueltos en agua, y los pulverizadores directamente sobre las superficies.

En el caso del detergente B, contiene además ácido acético, que es un acido orgánico que actúa como desincrustante y además neutraliza las acumulaciones de cal.

Con este pequeño experimento podemos hacernos a la idea de que pasa químicamente con la grasa cuando se usa un detergente, y cómo consiguen los detergentes ayudar al agua para eliminarla.


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Notas

Los productos A,B,C,D y E, son productos de uso doméstico disponibles en supermercados. Se usa aceite de girasol para el experimento y colorante alimentario hidrosoluble.

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