EJERCICIO SURFACTANTES

Para ilustrar uso de clculos que conducen a la ejecucin de un diseo de formulacin con actividad detergente

A. Se requiere elaborar un detergente con 20% de materia activa como acido

sulfnico del dodecil benceno (DDBS). Este detergente tendr un alto desempeo como humectante. Se plantea formularlo neutralizando el DDBS con 20% de hidrxido de sodio y 80 % con trietanolamina.

Se tiene la siguiente informacin: Pureza del DDBS: 95% Valor Acido: 180 Acidez libre como acido sulfrico: 1.5%

Calcular la cantidad de lcali necesaria para este proceso en trminos de soda del 50% y TEA del 100% (Idealizada).Base de clculo: 100 gramos de detergente.

1. DDBS necesario para lograr la materia activa en esta formulacin: 20/0,95 = 21,05263158 equivale a la cantidad de DDBS para que genere la materia activa del 20% en la formulacin. 2. Cantidad de lcali necesario para neutralizar el DDBS: 21,05*180 = 3789,36 mgs = 3,789 gramos de KOH del 100% 3. Equivalentes de lcali: 1/56*3,789= 0,067660714 equivalentes gramo de lcali. 4. Cantidad (recordar 20%)de hidrxido de sdio (soda custica): 1 equivalente gramo = 40 gramos 0,06766071*0,20 = 0,013532142 equivalente de soda 5. En trminos de masa: 40/1*0,01353214 = 0,5412856 gramos de soda 6. Soda del 50% 0,5412856*2 =1,0825712 gramos soda del 50% 7. Cantidad de trietanolamina, suponer del 100%.

8. Equivalentes de lcali 0,067660714. Usar el 80% como TEA 9. TEA 0,06766071*0,80= 0,054128568 Equivalentes de TEA 10. En trminos de masa: 149/1*0,05412857= 8,06515693 gramos de TEA del 100% 11. Clculo del consumo de lcali para neutralizar la acidez libre (H2SO4) 1,5 gramos de H2SO4 se encuentran en 100 gramos de materia prima. Vamos a utilizar 21,0526316 gramos de DDBS. Por la tanto hallamos aqu la cantidad de H2SO4 que genera la acidez libre. 1,5/100*21,0526316= 0,315789474 gramos de H2SO4 12. Equivalentes. Para conocer la cantidad de lcali necesario para neutralizar esta acidez libre. 13. Un equivalente de H2SO4= 98/2 = 49 0,006444683 Equivalentes de acido=equivalentes de lcali. 14. Cantidad de soda necesaria conservando la proporcin del 20% dicha al comienzo. 15. Soda 0,00644468 * 0,20= 0,001288936 equivalente gramo 16. Soda en trminos de masa 0,0515576 gramos de soda del 100% Soda del 50% 0,1031152 17. Equivalentes de TEA 0,00644468*0,80= 0,005155744 Equivalentes 18. TEA en trminos de masa. 149/1*0,00515574= 0,76820526 gramos de TEA del 100% 19. Soda total del 50% requerida en el proceso: Paso 6 + Paso 16 = 1,1856864 gramos 20. TEA total del 100% requerida en el proceso: Paso 10+Paso 18 = 8,83336219 gramos

Finalmente podemos decir que para hacer el detergente dicho se requieren: 21,05263158 gramos de DDBS DEL 95% + 1,1856864 gramos de soda del 50% + 8,83336219 gramos de TEA del 100% y Agua Cantidad suficiente para el 100%p/p En la actividad sectorial, se tiene en cuenta la participacin de agentes auxiliares como perfume, colorantes, conservantes entre otros.

B. Considerando que la agregacin micelar para esta mezcla de surfactantes puede estar alrededor de (1/1000 a 1/100000) mol/litro. Estimar la cantidad de deteregente de esta formulacin necesario para evidenciar propiedades funcionales.

1. Necesitamos conocer los pesos moleculares de las dos especies

surfactantes PM DEL DDBS: 1g DDBD/0.180 g KOH*56g KOH= 311.11g PM de DDBSNa: 311.11-1+23=333.11 g PM de DDBSTEA: 311.11+149= 460.11g PM promedio ponderado: 333.11*020 +460.11*0.80 = 434.71g

2. Concentracin Crtica micelar:(434.71/100000 _ 434.71/10000)g/L

4.34mg/L _ 43.71mg/L

3. Materia activa en trminos de las especies surfactantes: En trminos de DDBS: 20.% En trminos de DDBSNa + DDBSTEA: Se puede calcular con los radios de los pesos moleculares entre especie final y DDBS(factor gravimtrico) Factor gravimtrico: 434.71/311.11=1.3972 Por lo tanto la materia activa surfactante se puede expresar ahora: 20*1,3972=27.94% De ah que la cantidad de detergente de este problema necesario para iniciar la evidencia funcional podra estar entre ( no tenemos en cuenta el ambiente qumico como PH que afecta la CMC) 4.34/0.2794= 15.53MG/L _ 156.44mg/L