Saponificación

La saponificación es un proceso de ruptura de ésteres en sales de carboxilato y alcoholes mediante la acción de un álcali acuoso . Típicamente 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 produce acetato de sodio y etanol:

C ₂ H ₅ O ₂ CCH ₃ + NaOH → C ₂ H ₅ OH + NaO ₂ CCH ₃

Los aceites vegetales y las grasas animales son los materiales tradicionales que se saponifican. Estos materiales grasos, denominados triésteres o 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 produce estearato de sodio .

C ₃ H ₅ (O ₂ C(CH ₂ ) ₁₆ CH ₃ ) ₃ + 3 NaOH → C ₃ H ₅ (OH) ₃ + 3 NaO ₂ C(CH ₂ ) ₁₆ CH ₃

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. Otros precipitan el jabón mediante la adición de cloruro de sodio .

La grasa de un cadáver se transforma en adipocira , a menudo denominada "cera de tumba". Este proceso es más común cuando la cantidad de tejido graso es elevada y los agentes de descomposición están ausentes o presentes en cantidades mínimas.

El índice 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 compensar la desviación desconocida del índice de saponificación entre su lote de aceite y los promedios de laboratorio.

El anión hidróxido se adiciona al grupo carbonilo del éster. El producto inmediato se llama 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 de laboratorio clásico, 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 produce ácido mirístico . ^{[ 4 ]}

La reacción de ácidos grasos con una base es 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, obteniendo jabones con propiedades físicas predecibles, tal 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 pueden usarse en agua que contenga sales de Mg, Cl y Ca. ^{[ 5 ]} Por el contrario, los jabones de potasio (derivados usando KOH ) son jabones "blandos" . La fuente de ácidos grasos también afecta el punto de fusión del jabón. La mayoría de los primeros jabones duros se fabricaban usando grasas animales y potasa (KOH) extraída de ceniza de madera ; estos eran generalmente sólidos. Sin embargo, la mayoría de los jabones modernos se fabrican a partir de triglicéridos poliinsaturados como los aceites vegetales . Al igual que con los triglicéridos de los que se forman, ^{[ 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 actúan como espesantes. También son comunes los "jabones complejos", que son combinaciones de más de una sal ácida, como el ácido azelaico o el ácido acético . ^{[ 7 ]}

Los incendios que involucran grasas y aceites de cocina (clasificados como clase K en EE. UU. o F en Australia, Europa y Asia ) arden a temperaturas más altas que la mayoría de los líquidos inflamables, lo que hace ineficaz un extintor estándar de clase B. Estos incendios deben extinguirse con un extintor de agente químico húmedo . Los extintores de este tipo están diseñados para extinguir grasas y aceites de cocina mediante saponificación. El agente extintor convierte rápidamente la sustancia en combustión en un jabón no combustible.

Con el tiempo, puede producirse saponificación en las pinturas al óleo , causando daños y deformaciones visibles. Las pinturas al óleo se componen de moléculas de pigmento suspendidas en un medio aglutinante de aceite . A menudo se utilizan sales de metales pesados ​​como moléculas de pigmento, como en el blanco de plomo , el minio y el blanco de zinc . ^{[ 8 ]} Si estas sales de metales pesados ​​reaccionan con los ácidos grasos libres del medio oleoso, pueden formarse jabones metálicos en la capa de pintura, que luego pueden migrar hacia la superficie del cuadro. ^{[ 9 ] : 12-19}

La saponificación en pinturas al óleo se describió ya en 1912. ^{[ 10 ] : 151} Se cree que es un fenómeno generalizado, habiéndose observado en numerosas 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 la saponificación que se produce en las capas más profundas de una pintura antes de que se observen signos en la superficie, incluso en pinturas de siglos de antigüedad. ^{[ 9 ] : 16}

Las regiones saponificadas pueden deformar la superficie de la pintura mediante la formación de grumos o protuberancias visibles que dispersan la luz. Estos grumos de jabón pueden ser prominentes solo en ciertas regiones de la pintura, en lugar de estar presentes en toda ella. En el famoso Retrato de Madame X de John Singer Sargent , por ejemplo, los grumos solo aparecen en las áreas más oscuras, lo que puede deberse a que el artista utilizó 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 calcáreos en la superficie de una pintura, una deformación que a menudo se describe como "florecimiento" o "eflorescencia", y también puede contribuir al aumento de la transparencia de ciertas capas de pintura dentro de una pintura al óleo con el tiempo. ^{[ 9 ] : 16, 19}

La saponificación no se produce en todas las pinturas al óleo y muchos detalles no se han resuelto. ^{[ 9 ] : 19} En la actualidad, el retoque es el único método de restauración conocido.

• Jabón
• Valor de saponificación
• Hidrólisis de ésteres

• Animación del mecanismo de hidrólisis básica