Denís Paredes Roibás / José M.ª Gavira Vallejo
La saponificación es un proceso químico conocido desde muy antiguo. La arqueología ha descubierto que los babilonios fabricaban algo parecido al jabón hace casi 5000 años, y en una tablilla del 2200 a. C. figura la receta. Hoy día el procedimiento se ha refinado extraordinariamente y se fabrican jabones de muchísimos tipos.
El experimento
Aunque hay muchas recetas específicas para hacer jabones, explicaremos una de ellas. Se derriten 20 g de manteca vegetal en un vaso de precipitados de vidrio de 100 mL y se reservan en un recipiente adecuado. Se miden 10 mL de NaOH 6 M con una probeta y se vierten en un vaso de precipitados de 100 mL. Se calienta la disolución suavemente hasta que su temperatura sea casi la misma que la de la manteca (unos 45 oC). Las temperaturas de la grasa y el NaOH deberían tener una diferencia menor de 5 oC cuando se mezclen.
La mezcla se hace vertiendo lentamente la disolución de NaOH sobre la manteca mientras se revuelve constante y lentamente durante 10-15 minutos. Para entonces, la mezcla debería haberse espesado. Si no, se deja reposar de 3 a 5 minutos y luego se agita de nuevo unos minutos más. Se deja durante dos o tres días en un recipiente que actuará como un molde.
Es conveniente medir el pH del jabón cada cierto tiempo. Para ello, se puede frotar con un trozo de papel indicador universal de pH sobre la parte superior de la mezcla espesa (usar guantes). Después de dos o tres días, se puede medir el pH humedeciendo el jabón con unas gotas de agua y pasando un trozo de papel indicador sobre el área mojada. Si el jabón tiene pH 8,5 o más, manipularlo con guantes. Es interesante permitir que el jabón se asiente en un recipiente abierto durante 2-4 semanas, controlando el pH y la dureza cada pocos días.
Fundamento
Químicamente hablando, la saponificación es la hidrólisis de un éster (normalmente un éster de ácido carboxílico: R-COOR’) en medio básico (habitualmente, un hidróxido alcalino como NaOH o KOH) para producir la sal alcalina del ácido, que es lo que llamamos jabón, y un alcohol. Se puede considerar el proceso inverso al de la formación del éster a partir del ácido carboxílico y el alcohol aplicando calor y con catálisis ácida (esterificación).
Lógicamente, en la antigüedad no se sabía qué era un éster o un ácido carboxílico. Pero los aceites y las grasas de los que se valían los antiguos para hacer jabón contenían ésteres de ácidos carboxílicos. En cuanto al álcali necesario, usaban cenizas de plantas, que tienen carácter básico.
Toda sustancia en cuya estructura molecular existan ácidos carboxílicos de cadena larga (también llamados ácidos grasos) en principio se puede saponificar. Hablando más técnicamente, los jabones se pueden obtener de lípidos saponificables. Tan interesante es la propiedad de la saponificación que los lípidos se dividen en saponificables y no saponificables. Los segundos son los terpenoides, los esteroides y las prostaglandinas. Entre los saponificables destacan los acilglicéridos, que son ésteres de ácidos carboxílicos en los que el alcohol es el glicerol. Como el glicerol es un alcohol con tres grupos alcohólicos (OH), se puede esterificar con uno (monoacilglicéridos), dos (diacilglicéridos) o tres (triacilglicéridos o simplemente triglicérido) ácidos grasos. En la siguiente imagen se pueden comparar las estructuras del glicerol y de su derivado esterificado con tres moléculas de ácidos grados.
Un ejemplo de reacción de saponificación con obtención de glicerol es el siguiente (reacción sin ajustar):
R1, R2 y R3 son cadenas largas de hidrocarburos y el Ri del producto indica que el jabón producido será una mezcla de carboxilatos sódicos unidos a cadenas R1, R2 y R3.
Por lo demás, y paradójicamente, a pesar de su origen graso, el jabón es capaz de limpiar la suciedad grasa. Esto se debe a su habilidad para suspender las grasas en agua, creando emulsiones. Tal capacidad se debe a la estructura híbrida (polar y apolar) de las moléculas de jabón. Estas poseen una cadena hidrocarbonada (parte hidrofóbica) que interacciona con la grasa, y grupos carboxilato (parte hidrofílica), que tienen afinidad por el agua.
Aunque no se ha especificado en la receta dada, un ingrediente adicional puede ser el cloruro de sodio, que aumentará la precipitación del jabón por efecto de ion común (el proceso se llama sangrado o salado).
El pH de una masa espesa de jabón debería ser de 10 o algo menos, por lo que el papel indicador se volverá azul. Con el tiempo, el pH debería bajar a aproximadamente 8 (color verde en el indicador). El jabón debe seguir siendo básico incluso después de 4 semanas.
Dependiendo de la grasa empleada, la concentración de NaOH y los aditivos se obtendrán jabones con diferentes colores, texturas y olores. Los jabones especiales contienen aditivos como aceites esenciales, vitamina E, avena, corteza de cítricos, hojas secas, especias molidas, etc. Estos ingredientes se agregan al jabón después de espesar y antes de moldear. El jabón de glicerina, que es translúcido, es especialmente adecuado para ser coloreado. Para ello se pueden usar incluso colorantes alimentarios
Precauciones
Las precauciones que hay que tomar para hacer este experimento son obvias si se tiene en cuenta lo que se constata al realizarlo: que los álcalis calientes atacan a los lípidos (saponificables) de los organismos vivos. Por lo tanto, debe realizarse el experimento con las protecciones adecuadas (guantes, gafas…).
El jabón obtenido no debe usarse si tiene impurezas cuya naturaleza se desconoce o es excesivamente alcalino (su pH debe ser 8,5 o menos).
Bibliografía
- A. Guy. Soap from bacon – the dangers of alkaline solutions. Education in Chemistry, 2009. https://eic.rsc.org/exhibition-chemistry/soap-from-bacon-the-dangers-of-alkaline-solutions/2020068.article.
- JCE staff. Soapmaking. J. Chem. Educ. 1999, 76, 192A. DOI: 10.1021/ed076p192.
Imagen de cabecera: Michelangelo-36 / Wikipedia.
Este experimento pertenece al libro:
Denís Paredes Roibás, José M.ª Gavira Vallejo: 125 experimentos de química insólita para la Enseñanza de Física y Química. Triplenlace.com, 2025. https://triplenlace.com/aula-libros/125eqi/ .
