Tensoativos (ou surfactantes) são compostos orgânicos que apresentam, ao mesmo tempo, um grupo de caráter polar (ou iônico) e um grupo de caráter apolar bem desenvolvidos em sua molécula. Dessa forma, são moléculas anfifílicas. Os tensoativos, além disso, têm a propriedade de agruparem-se na superfície dos líquidos, reduzindo a sua tensão superficial.
Quando em alta concentração na solução, podem agregar-se, formando estruturas como as micelas. Eles são muito empregados na fabricação de produtos de limpeza, de detergentes líquidos, de produtos de higiene e de cosméticos, mas também podem ser utilizados para purificação de substâncias e como agentes emulsificantes.
Leia também: Afinal, o que são compostos orgânicos?
Tópicos deste artigo
- 1 - Resumo sobre os tensoativos (ou surfactantes)
- 2 - O que são tensoativos?
- 3 - Propriedades dos tensoativos
- 4 - Para que servem os tensoativos?
- 5 - Tipos dos tensoativos
- 6 - Exemplos de tensoativos
Resumo sobre os tensoativos (ou surfactantes)
- Os tensoativos (ou surfactantes) são compostos orgânicos que apresentam moléculas com um grupo polar e com um grupo apolar bem desenvolvidos.
- Eles conseguem reduzir a tensão superficial dos líquidos.
- Quando em grande concentração na solução, os tensoativos podem agregar-se e formar as chamadas micelas.
- Os tensoativos podem ser classificados em catiônicos, em aniônicos, em não iônicos e em anfóteros.
- Eles são muito empregados na fabricação de cosméticos, de produtos de limpeza e de higiene pessoal, além de atuarem como emulsificantes.
O que são tensoativos?
Tensoativos (ou surfactantes) são compostos orgânicos que possuem, concomitantemente, um grupo de caráter polar (ou iônico) e um grupo de caráter apolar bem desenvolvidos em sua molécula. Quando isso acontece, também é possível dizer que a molécula é anfifílica (ou anfipática).
Propriedades dos tensoativos
O que mais chama a atenção nos tensoativos (ou surfactantes) é a sua molécula, composta por duas estruturas: uma parte polar (comumente chamada de cabeça) e uma parte apolar (comumente chamada de cauda). A parte polar torna a molécula do tensoativo solúvel em solventes polares, como a água, por isso também é tratada como hidrofílica. Já a parte apolar permite que o tensoativo seja solubilizado em solventes apolares, como óleos, assim como gorduras. Moléculas que apresentam tal estrutura são chamadas de anfifílicas ou anfipáticas.
A parte hidrofílica é, geralmente, composta por íons (como grupo sulfonato, sulfato, carboxilato, fosfato e amônio quaternário, por exemplo) ou por grupos polares (como aminas primárias e sulfóxidos, por exemplo). Essa parte pode realizar interações interessantes com a água, por exemplo, ligações de hidrogênio ou até mesmo interações do tipo íon-dipolo.
Por sua vez, a parte apolar acaba sendo a maior de todas, sendo composta por cadeias de hidrocarboneto, as quais podem ser aproveitadas de gordura animal e vegetal, além de petroquímicos. É desejável que a parte apolar tenha cadeia linear, pois essa configuração permite biodegradabilidade.
Outro ponto importante dos surfactantes é que eles precisam apresentar a chamada atividade superficial, uma propriedade que, quando em baixa concentração, as moléculas do tensoativo devem ser capazes de posicionarem-se na superfície do líquido (adsorção). Podemos entender a superfície como a fronteira entre o meio líquido e o ar. Quando essa superfície é, na verdade, uma fronteira entre duas fases imiscíveis (líquido-líquido, sólido-líquido ou sólido-sólido), ela acaba sendo chamada de interface, e, dessa forma, as moléculas do tensoativo também migram para a região interfacial. Essa propriedade é ideal quando a cadeia apolar do surfactante varia de 10 a 18 carbonos, de modo que a solubilidade em água continue alta, porém limitada.
Quando presentes na superfície (ou interface) do líquido, os tensoativos reduzem a chamada tensão superficial (ou interfacial). Vejamos o caso mais simples, que é o da água. Na ausência do tensoativo, as moléculas da superfície da água não interagem, por exemplo, com as moléculas do ar (que, em geral, são apolares). Dessa forma, as moléculas de água da superfície acabam interagindo fortemente com as moléculas de água logo abaixo e ao lado, criando uma grande força de interação e que necessita do exercício de trabalho para rompê-la. Isto é a tensão superficial (ou interfacial, de maneira semelhante).
Ao adicionar-se o tensoativo, suas moléculas alocam-se na superfície, permitindo o estabelecimento de interações entre as moléculas de água que ali estão com a cabeça polar do tensoativo. A cauda apolar, por sua vez, é orientada para o lado de fora, ou seja, é apontada para o ar. Dessa forma, a “rejeição” que antes existia entre as duas fases (água e ar) é superada com as novas interações e, dessa forma, promove a energia necessária para expandir a superfície, fazendo cair a tensão superficial.
Uma outra propriedade de interesse dos tensoativos é a sua capacidade de agregação. Em baixa concentração, as moléculas de tensoativos existem na forma de monômeros e acumulam-se na superfície (ou interface) do meio. Contudo, conforme sua concentração aumenta, as moléculas de tensoativos começam a acumular-se na solução (já que área da superfície ou da interface está cada vez menor). Porém, vale lembrar que é uma molécula de caráter anfifílico, o que quer dizer que elas irão agregar-se no seio da solução.
Por exemplo, em água, que é um solvente polar, a parte cauda apolar tem baixíssima afinidade. Dessa forma, as moléculas de surfactantes agregam-se de modo a orientarem suas caudas apolares para si, ao passo que as cabeças hidrofílicas ficam orientadas para o lado da água. Um desses agregados é conhecido como micela, estruturas esféricas formadas por moléculas de surfactantes.
Para que servem os tensoativos?
Os tensoativos (ou surfactantes) possuem usos diversos em nosso cotidiano. Por exemplo, moléculas tensoativas são utilizadas na formulação de detergentes e sabões, de modo que possam ser aplicados na limpeza e na lavagem de roupas, de louças e de tecidos. As moléculas de tensoativos fazem com que as manchas de óleo e de gordura e as demais sujidades formem-se em gotículas, desprendendo-se do meio e, então, sendo removidas com o enxágue.
Como fazem a redução da tensão superficial do líquido, os tensoativos são adicionados em fertilizantes antes de serem aplicados em folhas, pois, dessa forma, auxiliam no espalhamento das gotículas de água sobre as camadas de cera das folhas, o que facilita a absorção dos nutrientes. Além disso, ainda no campo da agricultura, os tensoativos são aplicados na forma de aerossóis para fazer a dissolução de herbicidas e de inseticidas.
No campo da mineração e da metalurgia, os tensoativos são aplicados no processo de flotação, como no caso da galena, usando xantato de sódio. Tais moléculas adsorvem-se à superfície do minério, deixando sua parte apolar orientada para reduzir a interação do minério com a água e fazendo com que se anexe às bolhas de ar, flutue e, então, consiga ser separado para enriquecimento.
Na indústria petrolífera, atuam para remoção da água do petróleo bruto extraído, pois o petróleo chega à superfície na forma de uma emulsão do tipo água em óleo. Ainda dentro do campo do petróleo, em acidentes que ocasionam vazamento desse líquido no mar, os tensoativos são utilizados para fazer a dispersão dessas moléculas no oceano, auxiliando no processo de proteção ambiental.
Na indústria alimentícia, tensoativos são utilizados para o condicionamento de cremes, suspensões, de emulsões, além de pós solúveis ou dispersíveis. A função de agente emulsionante dos tensoativos também é aplicada na indústria de cosméticos, para a preparação de cremes e de loções, de modo a estabilizar tais substâncias.
Vale também dizer que, além da função emulsionante, os tensoativos também possuem função sanitizante, penetrante e espumante no que diz respeito aos xampus, condicionadores e demais produtos voltados para a limpeza da pele e do couro cabeludo.
Outra aplicação importante dos tensoativos está na indústria têxtil, na qual são aplicados em processos de tingimento, pois, reduzindo a tensão superficial, permitem a melhor penetração da tintura sobre o tecido.
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Tipos dos tensoativos
Os tensoativos (ou surfactantes) são classificados de acordo com o seu grupo hidrofílico. Dessa forma, podem ser aniônicos, catiônicos, não iônicos (ou neutros) ou anfóteros.
- Tensoativos (ou surfactantes) aniônicos: apresentam um ânion como o grupo hidrofílico. São os mais comuns e mais baratos, sendo comuns os de sais de metais alcalinos ou de sais de amônio, sendo muito usados na formulação de detergentes e de cosméticos.
- Tensoativos (ou surfactantes) catiônicos: apresentam um cátion como o grupo hidrofílico. Por conta disso, adsorvem muito bem em superfícies de carga negativa, como cabelo, tecido e membrana celulares de bactérias. Assim sendo, são usados como amaciantes de roupas, condicionadores para cabelo e agentes antibacterianos.
- Tensoativos (ou surfactantes) não iônicos: não se dissociam na água, como os aniônicos e catiônicos, de modo que sua cabeça hidrofílica seja eletricamente neutra. São muito comuns na formulação de emulsificantes, de dispersantes e de detergentes de baixa temperatura.
- Tensoativos (ou surfactantes) anfóteros: a natureza da carga da cabeça hidrofílica é dependente do pH do meio. Em meio ácido, a parte hidrofílica é positiva (catiônica). Em meio alcalino, a parte hidrofílica é negativa (aniônica). Em meio intermediário de pH, próximo ao neutro, os tensoativos anfóteros apresentam-se como zwitteríons, ou seja, como um íon que apresenta, simultaneamente, cargas elétricas opostas, comportando-se como algo eletricamente neutro. São muito empregados em produtos de higiene, em xampus para bebês, em detergentes e em sanitizantes para o dia a dia.
Exemplos de tensoativos
→ Exemplos de tensoativos (ou surfactantes) aniônicos
- Lauril sulfato de sódio (LSS): usado em xampus e em sabonetes.
- Lauril éter sulfato de sódio (LESS): presente em detergentes líquidos e em sabonetes corporais.
→ Exemplos de tensoativos (ou surfactantes) catiônicos
- Sais de amônio quaternário: usados como desinfetantes, bactericidas, amaciantes para roupas e agentes antiestáticos em cosméticos.
- Cloreto de cetriltrimetilamônio: um sal de amônio quaternário, usado em condicionadores, em cremes de pentear e em máscaras, amaciando os cabelos.
→ Exemplos de tensoativos (ou surfactantes) não iônicos
- Cocoamidopropil betaína: usado em xampus, em sabonetes líquidos, em géis de banho e em cremes de limpeza.
- Cocoanfoacetato de sódio: usado em xampus e em sabonetes líquidos.
→ Exemplos de tensoativos (ou surfactantes) anfóteros
- Polissorbatos: misturam água e óleo, estabilizam produtos, são usados em cosméticos, em remédios e em alimentos. Os mais comuns são os polissorbatos 80 e 20.
- Glicosídeos de coco: de origem vegetal, são usados na indústria de cosméticos de beleza limpa, sendo agentes de limpeza extremamente suaves.
Fontes
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