analisis quimico de detergentes y sus efectos en e

8/13/2019 Analisis Quimico de Detergentes y Sus Efectos en e

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Ciencias ambientalesrea

LocalCategora

Investigacin ExperimentalModalidad

Anlisis Qumico de Detergentes y sus efectos en el Phaseolusvulgaris

Ttulo del trabajo

6762301Folio de Inscripcin

Rusina

Pseudnimo de integrantes


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ResumenUno de los contaminantes que ms afectan al medio ambiente en la actualidad sonlos productos qumicos que contienen los detergentes, por lo tanto es fundamentaltratar de disminuir el dao que causan. Para esto se necesita conocer lasconcentraciones de las sustancias ms dainas, como: los tensoactivos inicos y

annicos, por mencionar algunas; una de las que ms daan son los sulfatos y elpresente trabajo se enfoca en ellos porque son los que producen la espuma deldetergente y debido a la creencia errnea de que mientras ms espuma haga undetergente, mejor es este, se le agregan ms a la frmula. Los daos msevidentes causados a partir del uso de estos qumicos son en la flora y fauna localpor modificar la tensin superficial del medio ambiente en donde se encuentran. Otroproblema que enfrentamos es la contaminacin de suelos agrcolas debido a la faltade rotacin de cultivos que, junto con los problemas que causan los detergentes yaantes mencionados, vuelven a los suelos ridos e infrtiles. El frijol (PhaseolusVulgaris) nos puede servir como bioindicador o fitorremedador y para esto serealizarn pruebas cualitativas determinando las propiedades de absorcin, entreotras, que es lo que se quiere lograr en este experimento.

1. Planteamiento del problema:La contaminacin de suelos en las zonas agrcolas de todo el mundo es un problemaque se deriva del abuso de herbicidas, plaguicidas, insecticidas y fertilizantes. Losdesechos de jabones y detergentes son descargados a los mantos acuferos y estosa su vez al contacto con los suelos los contaminan, al igual que la falta de rotacin decultivos, haciendo as los suelos ridos e infrtiles.La fitorremedacin podra ayudarnos a mejorar la calidad de los suelos retirando losnitratos, fosfatos y sulfatos que son la principal aportacin de los productos delimpieza que se utilizan en el hogar.

2. Hiptesis Si el frijol absorbe componentes nos puede servir en la eliminacin de la

contaminacin, producido por los productos de limpieza, entonces podra serutilizado como fitorremedador de suelos.

Si los detergentes de uso comn tienen componentes como sulfatos y nitratos,entonces podran afectar la flora y fauna.

3. Marco terico3.1. Tensoactivos

Los tensoactivos son compuestos qumicos que adicionados en pequeascantidades a un disolvente, modifican las propiedades superficiales del mismo,promoviendo actividades como la humectacin, detergencia, emulsificacin,lubricacin y otros fenmenos de superficie.


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3.2. Tensoactivos anionicosJabones: Sales metlicas de cidos grasos. Propiedades: Alto poder detergente Deficiencias: La presencia de aguas duras bajan su solubilidad.

Alcoholes grasos sulfatados:Obtenidos a partir de grasas animales y vegetales con hidrogenacin cataltica ysulfatacin. Entre sus propiedades destacan el elevado poder detergente, estabilidada la dureza del agua y tacto ms suave en el material textil.

Alquil Aril Sulfonatos:Obtenidos de compuestos aromticos con una cadena aliftica unida al ncleoaromtico. Algunas de las propiedades es que poseen elevadas propiedadesdetergentes, buen poder humectante, buen poder espumante, resistente a los cidosy a los lcalis.

Olefinas Sulfonadas:Son obtenidas por sulfonacin de parafinas, tienen un elevado poder dispersante yemulsionante y son biodegradables

Esteres del cido Fosfrico:Son obtenidos por la reaccin de un alcohol y el cido polifosfrico y sus propiedadesprincipales son que tienen buenas propiedades detergentes, baja formacin deespuma, estables a los cidos y a los lcalis y son biodegradables.

Tensoactivos no ionicos

Generalmente son derivados de los xidos de Etileno y de propileno, suspropiedades: Tienen gran poder humectante y antiespumante, son ms estables alos agentes qumicos que los aninicos y los catinicos, alto poder detergente,estables en medios cidos o alcalinos y tambin se pueden utilizar comoemulsionantes y humectantes dependiendo del nmero de moles de xido de etilenopresentes.

3.3. Efectos de los tensoactivos en el ambienteLa degradacin de los tensoactivos se puede dividir en tres etapas.

1. Degradacin primaria: Se consigue cuando la sustancia qumica pierde suspropiedades tensoactivas o capacidad de formar espuma.

2. Degradacin avanzada: Cuando la molcula del tensoactivo es transformadasucesivamente en fragmentos cada vez menores.3. Degradacin completa: Cuando la molcula es transformada totalmente en

CO2Y H2O. Este proceso tambin se conoce como desmineralizacin.

Los tensoactivos aninicos son menos txicos que los inicos que los no inicos,debido a su menor hidrofobicidad.


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Pequeas cantidades de surfactantes en sistemas acuticos daan principalmente aindividuosLa utilizacin excesiva de fosfatos en formulaciones detergentes ha producido unnuevo tipo de contaminacin de aguas llamada eutroficacin. Este fenmenoproviene del enriquecimiento excesivo de las aguas en fitonutrientes, el cual produce

un crecimiento abundante de las algas y otras plantas, lo que agota el oxgenodisuelto y acaba con la fauna acutica, aumentando posteriormente la concentracinde metano y aminas en el agua, afectando tambin, a la larga, a la flora ydesapareciendo la vida en los mantos acuferos. Este fenmeno, se ha vueltoincontrolable por el uso de fertilizante adicional, de los fosfatos que provienen del usoexcesivo de detergentes.En los ltimos 20 aos se ha tratado de hallar un sustituto econmico a los fosfatos.Sin embargo, ni los silicatos ni los carbonatos han dado resultados comparables.Por otra parte se han realizado numerosas investigaciones para desarrollar sustitutosorgnicos a los fosfatos. Secuestrantes eficientes como el etileno-diaminatetracetato(EDTA) son demasiado costosos para su uso en detergentes corrientes. Sedescubri hace unos 20 aos que el nitrilo-triacetato de sodio (NTA) poda ser unexcelente sustituto de los fosfatos; desafortunadamente hay cierta controversia deque pueda ser cancergeno y por lo tanto su produccin ha sido considerablementereducida. (Manrique, E., 2011)

3.4. Contenido de los jabonesLas sustancias que mencionaremos a continuacin reaccionan con los cationesdivalentes (Mg, Ca) por quelacin (soluble) o intercambio innico (insoluble).- sodio tri(poli)fosfato Na5P3O10(STP)- sodio pirofosfato Na4P2O7- sodio silicato x Na2O y SiO2Se han encontrado varias estructuras de tipo alfa-eter-carboxilato que mimetizan eldesempeo de los fosfatos, particularmente el carboximetil-tartronato (CMT), elcarboximetil-oxisuccinato (CMOS) y el tris-(carboximetoximetil)-etano (TMETA).(Kuo-Yann L, 1997)

Materia prima Reaccin PolicarboxilatoAcido acrlico Polimerizacin -CH2-CHXcido Malico Polimerizacin -CHX-CHX

Almidn Oxidacin -CHX-CH(CH2OH)-O-CHX-O

cido algnico Oxidacin -CHX-CHX-O-CHX-OEpoxisuccinato Polimerizacin -CHX-CH2-O-

Los agentes anti(re)deposicin ms utilizados son la carboximetil celulosa (CMC), yotros derivados noinicos de la celulosa. Se usan tambin comercialmente la polivinilpirolidona, los polivinil alcoholes, y otros copolmeros entre molculas de este tipo.La produccin de espuma no tiene nada que ver con el poder detergente. Sinembargo el consumidor tiene siempre esa impresin. En consecuencia muchos


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productos para el lavado producen una abundante espuma. Debe notarse que unaproduccin notable de espuma es un inconveniente, para estas aplicaciones se handesarrollado las formulaciones baja-espuma.Los agentes espumantes ms utilizados son el lauril sulfato (aninico), y lossurfactantes noinicos nitrogenados como xido de aminas, alcanol, amidas, aminas

y amidas etoxiladas. Tambin se usan compuestos complejos como alcanolamidas omonoglicridos sulfatados. En los detergentes de baja espuma se usanprincipalmente jabones, pero tambin sulfonatos de parafinas, copolmeros bloquesde xido de etileno y xido de propileno, polietoxi steres de cidos grasos, glicolesacetilnicos etoxilados y steres del etilen glicol o de glicerol.La diferencia con otros jabones es la necesidad de un agente espumante, ya que elconsumidor asocia el poder limpiador con la presencia de espuma. Tambin tieneque ser poco agresivo para las manos. .

Formulaciones de detergentes lquidos para lavar a mano (ropa, platos)

Polvo todo uso Lavaplatos (liq) Ropa fina (liq)

Surfactante

5% C12 LAS 23% C12 LAS 17% C12 LAS4% C9 FENOL 10

EO5% C12 eter

sulfato10% fenol ter

sulfato

5% Coco amida6% C12

DIETANOLAMIDAHidrtopo 2% xileno sulf. 5% xileno sulf.

Mejoradores20% STP 20% C12 taurina

26% carbonatoAlcali 5% silicato

Sales inrganicas 15% sulfato

Agua 8% 60% 60%Otros

15% borax 30% etanol 0-50% CMC1% latex 4% urea

TablaExisten dos tipos de presentacin: liquido transparente o lquido tipo locin conagentes de opacidad (polmeros de latex) o de apariencia cristalina (esteres pocosolubles de glicol como el etilenglicol diestearato EGDS) (Showell M, 1998)

4. Objetivos Clasificar a los diferentes detergentes del mercado en aquellos que forman o

no espuma por accin del sulfato.

Clasificar a los jabones en inicos y no inicos. Determinar una concentracin en porciento volumen de los principales

detergentes. Comprobar el efecto en el crecimiento del frijol (Phaseolus vulgaris) en

presencia de estos componentes. Determinar cualitativamente si el frijol lleg a absorber los fosfatos de los

detergentes y ser utilizado como fitorremedador o biosensor de sueloscontaminados por sulfatos.


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5. MaterialDiversos detergentes (Pinol, Poet y Flash), tubos de ensayo, matraz aforado,pipetas, vasos de precipitado, agua destilada, vasos de cristal, vasos deplstico, semillas de frijol, BaCl2, aceite y algodn.

6. Porcedimiento1. Hacer un estudio bibliogrfico sobre la contaminacin.a) Contaminacin de suelo y agua por agentes externos.b) Componentes de los detergentes.c) Propiedades del frijol.

2. Hacer un estudio de mercado de los detergentes usados de manera comn.3. Clasificarlos de acuerdo a sus componentes.4. Determinar cualitativamente la presencia de sulfatos por precipitacin de

sulfato de bario (precipitado blanco), al hacerlo reaccionar con una solucin deBaCl2 al 0.2 Molar.

(CH3-(-CH

2-)

3-CH-O-S-O + BaCl

2CH

3-(-CH2-)

n-O-S-O-Ba-O-C)

5. Hacer una serie de disoluciones de los detergentes que tengan sulfatos desde2% Vol. hasta 50% Vol.

6. Tomar una muestra de 2ml y agregarle 6 gotas de BaCl2 y calentar a baomara para favorecer la formacin del precipitado.

7. Comparar el precipitado con una muestra de 2ml del de detergenteconcentrado al que se le agrega BaCl2 a bao mara para determinar demanera cualitativa la concentracin.

8. Cuidamos un muestreo de plantas durante 5 semanas con concentracionesdiferentes de detergentes.

7. Resultados:

1. Los principales detergentes que se utilizan en el mercado son: Pinol, Flash,Poet, Ajax, Clorox, Maestro limpio, Fabuloso.

2. Loa detergentes que se utilizaron en el estudio son: Pinol, Poet y Flash ya queson los nicos que tienen tensoactivos inicos productores del agente deespuma y tener buen efecto saponificante.

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Fig 1. Principales detergentes del mercado.

Fig 2. Efecto saponificante de los jabones.


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3. Se observ que estos jabones dan positivo a la presencia de sulfatos por sureaccin con BaCl2.

4. Se observ que a diferentes concentraciones de jabones se inhiba elcrecimiento tanto de la semilla del frijol como la planta con dos semanas decrecimiento.

5.- Se observo el crecimiento de las plantas en un lapso de 5 semanas, observandoque

CRECIMIENTO DE PLANTAS: Semana 1:

Los lotes fueron sembrados en algodn y se mantuvieron dentro dellaboratorio

Semana 2:Los lotes se sacaron para que recibieran la misma cantidad de luz solar,algunos ya germinaron como el:*B3, C1, F4, F1, I1, J1, J2, J3, J4, K1, K2, K3, L2, L3, L4, M1, N2, N3 y todoslos P = X

Semana 3:Se revis el crecimiento de las plantas, algunas continuaron del mismotamao como:*C1, C3, F4, F1, K2, L2, L3, M2, M3, N3 = Y

Las plantas que ya crecieron son:F4, L3 y todas las P Semana 4

Solo se tomo registro de las plantas que seguan con vida para tener laresistencia de las mismas

Semana 5Solo se tomo registro de las plantas que seguan con vida para tener laresistencia de las mismas (Ver Tabla 1)

Fig 3. Presencia de sulfato en los jabones.

Fig 4. Plantas con dos semanas de crecimiento.


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8. Conclusiones:Se puede observar la concentracin de sulfatos aproximadamente de 50%Vol. de manera cualitativa, por lo que la contaminacin ambiental causada porestos detergentes es considerable, adems, cabe mencionar, nuevamente,

que la cantidad de espuma que produce un detergente es determinada por lacantidad de sulfatos, y debido a la falsa creencia de que la efectividad delproducto es directamente proporcional a la cantidad de espuma, hay un usodesmedido sobre estos detergentes..Se continan haciendo anlisis qumicos y fsicos de los jabones as como losefectos nocivos a diferentes leguminosas adems del frijol.La contaminacin de estos detergentes tambin puede ser comprobada conlas tablas de crecimiento, debido a que nuestros sustratos (2 de 3) sevolvieron ridos e infrtiles para el crecimiento de cultivos.


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Tabla 1 Expresin de Crecimiento

Manrique, E. (19 de Marzo de 2011). Los Tensoactivos y su Aplicacin en laIndustria Textil. Recuperado el 15 de Enero de 2012, dehttp://www.artisam.org/descargas/pdf/TENSOACTIVOS.pdf

Salager, J.-L. (3 de Abril de 1988). DETERGENTES: Componentes,fabricacin, frmulas. Recuperado el 14 de Noviembre de 2011, dehttp://www.firp.ula.ve/archivos/cuadernos/S332A_Detergentes.pdf

Kuo-Yann Lai, Ed., Liquid Detergents. Surfactant Science Series N 67.Marcel Dekker (1997)

Showell Michael S., Ed., Powered Detergents. Surfactant Science Series N71. Marcel Dekker (1998)

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