Elaborado por Nikko Médici el 12 de octubre de 2021.

Es un producto muy conocido y utilizado en diferentes actividades. Hay muchos tipos de jabones, pero la base es la misma. En lo adelante se presentan conceptos fundamentales sobre este producto tan demandado. La primera parte trata de definir algunos conceptos relacionados, luego se pasa a definir y explicar qué es el jabón y como actúa.

Álcali

Los álcalis (del árabe: Al-Qaly  القلي , القالي , ceniza).

Son óxidos, hidróxidos y carbonatos de los metales alcalinos. Actúan como bases (grupo de compuestos químicos que aportan OH) fuertes y son muy hidrosolubles (sustancias que se disuelven en agua). De tacto jabonoso, pueden ser lo bastante corrosivos como para quemar la piel, al igual que los ácidos fuertes. [1]

Metales Alcalinos 

Los  metales alcalinos *  son aquellos que están situados en el grupo 1 de la tabla periódica. Todos tienen un solo electrón en su nivel energético más externo, con tendencia a perderlo, con lo que forman un ion (especie química cargada eléctricamente) monopositivo, M ⁺ . Los alcalinos son los del grupo IA y la configuración electrónica del grupo es ns¹. Por ello se dice que se encuentra en la zona "s" de la tabla. [1]

Hidrófilo (a)

Hidrófilo (a) de la palabra griega  hydros  (agua) y  philia  (amistad); es el comportamiento de toda molécula que tiene afinidad por el agua (que se mezcla); molécula o parte de una molécula que es soluble en agua. En una disolución o coloide, las partículas hidrófilas ofrecen un acercamiento y mantenimiento con el agua. Las moléculas hidrófilas son a su vez  lipófobas , es decir, no tienen afinidad por los lípido o grasas y no se mezclan con ellas. [1][6]

Lipófilo (a)

Lipófilo es el comportamiento de toda molécula que tiene afinidad por los lípidos o grasas. En una solución o coloide, las partículas lipófilas ofrecen a acercarse y mantener contacto con los lípidos o grasas (se mezclan). [1]

Hidrófobo

El término hidrofobia proviene del griego, donde se combinan las palabras  hydrós  (agua), y  fobos  (horror). Por lo tanto algo hidrófobo es aquello que tiene horror al agua. [1]

En el contexto fisicoquímico, el término se aplica a aquellas sustancias que son repelidas por el agua o que no se pueden mezclar con ella. Un ejemplo de sustancias hidrófobas son los aceites [1]. Que no tiene afinidad por el agua; molécula o parte de una molécula que es insoluble en agua. [6]

¿Qué es un jabón?

El jabón es el resultado de la reacción química entre un álcali (generalmente hidróxido de sodio o de potasio) y algún ácido graso; esta reacción se denomina saponificación. El ácido graso puede ser, por ejemplo, la manteca de cerdo o el aceite de coco (es decir, una grasa o un aceite vegetal). El jabón es soluble en agua y, por sus propiedades detersivas (ver detergente), sirve para lavar. [1] [5] [6]

Tradicionalmente es un material sólido, lo que hace un contraste entre ellos aunque también es habitual verlo en forma líquida o en polvo. En realidad la forma sólida es el compuesto "seco" o sin el agua que está involucrada durante la reacción mediante el cual se obtiene el jabón, y la forma líquida es el jabón "disuelto" en agua, en este caso su consistencia puede ser muy viscosa o muy fluida. El jabón esta hecho por las grasas de distintos animales. [1]

En la vida diaria se entiende por detergentes únicamente a las sustancias que disuelven las grasas o la materia orgánica gracias a su tensoactividad ** (leer más abajo). Este término pasó del lenguaje industrial al lenguaje doméstico para referirse a ellos en contraposición con el jabón. Pero en realidad, el jabón es un detergente más. [1]

Aunque los jabones comparten estas propiedades, los jabones no son considerados en la práctica como detergentes. Los jabones deben su tensoactividad ** (leer más abajo) a la propiedad de sus moléculas de tener una parte hidrófila (a su vez lipófoba) y otra lipófila (a su vez hidrófoba) y poder emulsionar *** (leer más abajo) la suciedad insoluble en agua. En el jabón, esta propiedad se obtiene al oxidar un ácido graso de cadena larga con una sal alcalina, frecuentemente de sodio o de calcio. Este proceso se denomina saponificación. El extremo de la molécula que contiene al ácido graso es lipófilo, y el que contiene al átomo alcalino es hidrófilo. Este fue básicamente la única sustancia tensoactiva utilizada a nivel doméstico hasta mediados del siglo XX. Cuando aparecieron las lavadoras automáticas se creó una demanda progresiva de sustancias más activas y que se comportasen mejor en aguas duras, (más ricas en calcio). Esto se sumó a la escasez de jabón que se había producido durante la Segunda Guerra Mundial. Aparecieron en el mercado doméstico productos detergentes de origen industrial que fueron incluyendo mezclas de tensoactivos con otras sustancias, (coadyuvantes o simplemente adyuvantes [sustancias que mejoran la efectividad o eficiencia], como los polifosfatos, silicatos, carbonatos y perboratos, y agentes auxiliares que incluyen entre otras enzimas, sustancias fluorescentes, estabilizadores de espuma, colorantes y perfumes). [1]

La dureza del agua se debe a la presencia de sales minerales, principalmente de calcio y magnesio, pero también de hierro y manganeso. Estas ventas minerales reaccionan con los jabones para dar precipitados insolubles; por eso la eficacia limpiadora de los jabones se reduce con la dureza del agua. Otro problema que tienen los jabones es que la baja acidez de los ácidos grasos hace que sus sales con metales alcalinos sean ligeramente básicas (pH = 8-9) y cuando el pH de una disolución jabonosa baja debido a la presencia de contaminantes acídicos, los ácidos grasos precipitan. Los jabones son surfactantes aniónicos. [6]

Como si se trata de una batería con polos positivo y negativo, una molécula de jabón también tiene dos extremos de diferente afinidad.

La figura siguiente representa una molécula de jabón. En rojo, la cabeza, con carga, es afín al agua porque son de polaridad similar. La cadena azul, denominada lipofílica, es afín a las grasas y repele al agua. A causa de esta estructura, el jabón posee una doble afinidad hacia la polaridad de otras moléculas y puede orientarse según el medio donde se encuentre. [5]

Figura. Una molécula de jabón, la cabeza roja con carga interactúa con el agua, mientras que la cadena azul sin carga se mezcla con las grasas o aceites.

Fuente: https://www.revista.unam.mx/vol.15/num5/art38/

Métodos de obtención del jabón

Aunque en esencia el proceso, sea industrial o artesanal, consta de tres fases [1]: a) saponificación, b) sangrado y c) moldeado.

a) Se hierve la grasa en recipientes, se agrega lentamente soda cáustica (NaOH) y se agita continuamente la mezcla hasta que comienza a ponerse pastosa.

El hidróxido de sodio (NaOH), hidróxido sódico o hidrato de sodio, también conocido como sosa cáustica (en España y México) o soda cáustica (en casi toda Hispanoamérica), también en algunos lugares los conocidos como lejía ⁺  .

⁺  La lejía, también conocida como lavandina y mal llamada cloro, es el nombre dado a diferentes sustancias que, en disolución acuosa, son un fuerte oxidante y que utilizan como desinfectante (eficaz contra hongos y bacterias). [9]

La reacción que ha tenido lugar recibe el nombre de saponificación y los productos son el jabón y la lejía residual que contiene glicerina: 

Grasa + soda →  jabón + glicerina + lejía (agua y soda)

b) El jabón obtenido se deposita en la superficie en forma de gránulos. Para que cuaje de una manera completa se le agrega sal común (NaCl). Esta operación recibe el nombre de sangrado o salado y con ella se consigue la separación total del jabón que flotará sobre la disolución de glicerina, de soda que no ha reaccionado y de agua.

c) Ya habiendo realizado el sangrado, el jabón se pasa a otro recipiente o vasija donde se le pueden añadir perfumes, colorantes, productos medicinales, etc. Entonces todavía caliente, se vierte en moldes, se deja enfriar y se corta en pedazos.

El jabón líquido está constituido principalmente por oleato de potasio, preparado por la saponificación del ácido oleico con hidróxido de potasio (KOH). También es muy usado (por ser más económico), el estearato de sodio o palmitato de sodio, análogo al anterior, usando ácido estearílico o palmítico e hidróxido sódico, respectivamente.

En la actualidad hay dos métodos de obtención del jabón, ambos basados ​​en la saponificación.

Primer método

En el primer método se produce la saponificación directamente sobre la grasa, se hace reaccionar el álcali con la grasa, y se obtiene el jabón y glicerina. Este método tiene como desventaja que es más difícil la separación de la glicerina y el jabón.

Segundo método

En este método primero se produce la ruptura química de la grasa, y se obtiene la glicerina y los ácidos grasos; bandejas se separan fácilmente. Luego se produce la sal del ácido graso y el álcali. [1][6]

Variantes

También se les suele agregar colorantes y perfume (a pesar de las quejas de algunos usuarios), cargas (para abaratar el costo), glicerina, aceite coco, neutro, etc.

Farmacéutica

En farmacéutica se puede utilizar amoniaco u otro álcali, o un óxido metálico, sobre aceites, grasas o resinas, y se mezcla a veces con otras sustancias que no producen saponificación.

Acción detergente del jabón

Los jabones ejercen su acción limpiadora sobre las grasas en presencia del agua debido a la estructura de sus moléculas. Éstas tienen una parte liposoluble (se disuelve en lípido o grasa) y otra hidrosoluble (se disuelve en agua). [1]

El componente liposoluble hace que el jabón moje la grasa disolviéndola y el componente hidrosoluble hace que el jabón se disuelva a su vez en el agua.

Las manchas de grasa no se pueden eliminar sólo con agua por ser insolubles en ella. El jabón en cambio, que es soluble en ambas, permite que la grasa pase a la disolución desapareciendo la mancha de grasa. [1]

Los jabones limpian debido a las afinidades diferentes de los extremos de sus moléculas. La suciedad grasa no se elimina fácilmente sólo con agua, que la repele por ser insoluble en ella. Sin embargo, el jabón posee una cadena larga alifática o hidrocarbonada sin carga que interactúa con la grasa, disolviéndola, mientras que la región con carga se orienta hacia el exterior, formando gotas. Una vez que la superficie de la gota de grasa está cubierta por muchas moléculas de jabón, se forma una micela con una pequeña gota de grasa en el interior. Esta gota de grasa se dispersa fácilmente en el agua, ya que está cubierta por las cabezas con carga o aniones carboxilato del jabón, como se observa en la figura siguiente. La mezcla que resulta de dos fases insolubles (agua y grasa), con una fase dispersada en la otra en forma de pequeñas gotas, se denomina emulsión. Por lo tanto, se dice que la grasa ha sido emulsionada por la solución jabonosa. De esta manera, en el proceso de lavado con un jabón, la grasa se elimina con el agua del lavado. [5]

Figura. Formación micelar en un entorno acuoso, donde A es una micela y B es una molécula de jabón.

Fuente: https://www.revista.unam.mx/vol.15/num5/art38/

Detergente

Detergentes son las sustancias que tienen la propiedad química de disolver la suciedad o las impurezas de un objeto sin corroerlo [1]. Son productos limpiadores más eficaces que los jabones porque contienen mezclas de surfactantes que les permiten trabajar en distintas condiciones; por eso son menos sensibles a la dureza del agua que los jabones. [6]

La palabra inglesa equivalente es  detergente . El término alemán empleado es  tensid , que parece más preciso, ya que hace referencia directa a sus propiedades físico-química. En medicina se entiende por deterger, limpiar una úlcera o herida, y se denominan detersorios las sustancias que se emplean para ello. Esto implica que pueden calificarse como detergentes sustancias tan dispares como la saliva, el jabón o la gasolina dependiendo de sobre qué superficies sean empleadas, ya que cuando limpian tienen un efecto detergente. También podríamos definir que detergente es cualquier sustancia que tiene propiedades de disolver a otra sustancia incorporando la sustancia disuelta en la sustancia detergente inicial. [1]

La mayoría de los detergentes son compuestos de sodio del sulfonato de benceno sustituido, denominados sulfatos lineales de alquilos (LAS). Otros son compuestos de alquilbencen sulfatos de cadena ramificada (ABS), que se degradan más lentamente que los LAS. Hasta 1970 un detergente típico de lavandería de gran potencia contenía 50 % de tripolifosfato de sodio (fosfato) y sólo un 18 % de LAS. Como se mencionó anteriormente es el LAS el que tiene la acción detergente, y desde entonces algunos fabricantes han reducido el porcentaje de fosfatos. [1]

¿Jabón antibacteriano? No lo necesita; use agua y un jabón normal

Los jabones antibacterianos (a veces llamados jabones antimicrobianos o antisépticos) contienen sustancias químicas que están ausentes en los jabones normales. Estos ingredientes se añaden a muchos productos de consumo con la intención de reducir o prevenir las infecciones por bacterias. [11]

Según la Administración de Alimentos y Medicamentos de los Estados Unidos (FDA, por sus siglas en inglés), no hay suficiente información científica como para demostrar que los jabones antibacterianos de venta sin receta (u OTC, como se les conoce en inglés) sean mejores para prevenir enfermedades que sólo lavarse con agua y un jabón normal. A la fecha, las ventajas de usar una jabón antibacteriano para las manos no se han comprobado. Además, el uso difundido de estos productos por un período largo de tiempo ha planteado la duda en cuanto a posibles efectos negativos para su salud. [11]

La regla definitiva de la FDA comprende únicamente los jabones antibacterianos y los geles de baño para el consumidor que se utiliza con agua; no corresponde para los desinfectantes ni las toallitas húmedas desechables. Y tampoco correspondencia para los jabones antibacterianos que se utilizan en entornos de atención médica, tales como los hospitales y los sanatorios. [11]

“No hay datos que demuestren que estos fármacos proporcionen una protección adicional contra enfermedades e infecciones. El uso de estos productos podría darle a la gente una falsa sensación de seguridad ”, explica la Dra. Michele. “Si uno usa estos productos porque piensa que lo protegen más que el agua y el jabón, está equivocado. Si uno los usa por cómo se sienten, hay muchos otros productos que tienen formulaciones similares, pero que no exponen a su familia innecesarias. Y algunos han comenzado a modificar estos productos para eliminar estos ingredientes ”. [11]

Cómo el jabón mata al COVID en las manos (y en otras partes)

El agua sola puede enjuagar la suciedad, pero los virus y las bacterias son tan pequeños que a menudo necesitan una intervención química y mecánica para sacar sus pegajosas nanopartículas de las grietas que forman nuestras singulares huellas dactilares. Por eso el jabón es tan importante. Está hecho para eso. Lávate a fondo las manos con jabón, durante al menos 20 segundos, y las moléculas en forma de alfiler del jabón penetrarán en los tipos de bacterias y virus, incluido el COVID, que se protegen con una membrana lipídica aceitosa. Como un clavo que revienta un neumático, el extremo de la molécula de jabón que repele el agua, una cola hidrofóbica que puede unirse con el aceite y las grasas, apuñala al COVID convirtiéndola en una bolsa rota y desinflada de células de ARN. [7]

El coronavirus SARS-CoV-2 tiene una membrana de grasa en su exterior y picos que sobresalen que se llaman glicoproteínas. Dentro de la membrana se encuentra el ácido ribonucleico (ARN) del virus. Al lavarnos las manos, la parte del jabón que se pega a las grasas se adhiere a la membrana del virus y la rompe a la fuerza, “matando” así al virus. [8]

Y aunque el alcohol también puede romper una membrana aceitosa, el lavado con jabón tiene el beneficio añadido de eliminar físicamente los virus y bacterias de la piel aún más difíciles de eliminar. Esto se debe a la doble naturaleza de las moléculas de jabón. Mientras las cabezas hidrófilas se extienden para unirse al agua, las colas se giran hacia dentro para protegerse del agua. Al hacer este movimiento, recogen todo lo que atrapan en pequeñas jaulas de burbujas de jabón llamadas micelas. Y si el agua está fría o caliente no importa, siempre y cuando uno se enjabone bien previamente. [7]

El problema con los jabones y geles antibacterianos, con respecto al COVID, es que no son más útiles que el jabón normal y son inútiles como geles si al menos no incluyen un 60 % de alcohol, porque los productos antibacterianos no leen en absoluto a los virus. [7]

 * Hidrógeno . El hidrógeno, con  un único electrón, se encuentra normalmente dentro de la tabla periódica en el mismo grupo de los metales (aunque otras veces aparece separado de entonces o en otra posición). Sin embargo, para arrancar este electrón es necesario mucha más energía que en el caso de los alcalinos. Como en l os halógenos, el hidrógeno sólo necesita un electrónico para completar su nivel d e energía más externo, por lo que en algunos aspectos el hidrógeno es similar a los halógenos; en su forma elemental se encuentra como una molécula diatómica, H₂, e incluso puede formar sales, llamadas hidruros (MH), con los alcalinos, de forma que el metal le da un electrón al hidrógeno, como si el hidrógeno fuera de un halógeno . [1]

Por este motivo, además de que no comparte sus propiedades en los enlaces y otras, no se considera al hidrógeno un alcalino, sino un gas, no metal, cuya configuración electrónica en estado fundamental es  1s ¹ . [1]

** Los  tensoactivos  o  tensioactivos  (también llamados surfactantes) son sustancias que influyen por medio de la tensión superficial en la superficie de contacto entre dos fases (p.ej., dos líquidos insolubles uno en otro). El término surfactante es un anglicismo, tomado de la palabra  surfactant , que a su vez es un término que proviene de "Surface active agent" (agente activo de superficie). [2] [6]

*** Una  emulsión  es una mezcla heterogénea, de dos líquidos inmiscibles. Un líquido (la fase dispersa) es dispersado en otro (la fase continua o fase dispersante). Muchas emulsiones son de aceite / agua. Ejemplos de emulsiones incluyen la mantequilla y la margarina, la leche y crema, el expreso, la mayonesa, el lado fotosensitivo de la película fotográfica, el magma, etc. agua (en una emulsión de agua en aceite); en la leche y la crema el agua rodea las gotitas de grasa (en una emulsión de aceite en agua, aceite / agua). En ciertos tipos de magma, glóbulos de ferroníquel líquido pueden estar dispersos dentro de una fase continua de silicato líquido.El proceso en el que se prepara las emulsiones se llama emulsificación. [3] [6]

Un emulsionante (también llamado emulgente) es una sustancia que estabiliza una emulsión, frecuentemente un surfactante. [6]

A. Emulsión de dos líquidos inmiscibles fase I y fase II, no emulsificados;
B. Emulsión de fase II disperso en la fase I;
C. La emulsión inestable se separa progresivamente;
D. Las posiciones surfactantes (borde púrpura) en las interfaces entre la fase I y la fase II; estabilizan la emulsión.

Imagen, fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Emulsi%C3%B3n#/media/Archivo:Emulsions.svg

Miscibilidad es un término usado en química que se refiere a la propiedad de algunos líquidos para mezclarse en cualquier proporción, formando una disolución. En principio, el término es también aplicado a otras fases (sólidos, gas), pero se emplea más a menudo para referirse a la solubilidad de un líquido en otro. El agua y el etanol (alcohol etílico), por ejemplo, son miscibles en cualquier proporción. [10]

Por el contrario, se dice que las sustancias son inmiscibles si en alguna proporción no son capaces de formar una fase homogénea. Por ejemplo, el éter etílico es en cierta medida soluble en agua, pero a estos dos solventes no se les considera miscibles dado que no son solubles en todas las proporciones.

Referencias bibliográficas:

1. Jabón . https://www.quimica.es/enciclopedia/Jab%C3%B3n.html (Última vez visitado 8/10/2021).  

2. Rosen MJ y Kunjappu JT (2012) . Tensioactivos y fenómenos interfaciales (4ª edición). Hoboken, Nueva Jersey: John Wiley & Sons. pag. 1. ISBN: 1-118-22902-9.  

3. Campos, Desirée Saénz (1993) . Principios de Farmacología General y Administración de Fármacos. Editorial Universidad de Costa Rica. ISBN: 9789977672052.  

4. Hidróxido de sodio o lejía .  

https://medlineplus.gov/spanish/ency/article/002487.htm (Última vez visitado el 8/10/2021).

5. Ignacio Regla, Edna Vázquez Vélez, Diego Humberto Cuervo Amaya y Adrian Cristobal Neri . La química del jabón y algunas aplicaciones.  

https://www.revista.unam.mx/vol.15/num5/art38/ (Última vez visitado el 8/10/2021).

6. Jabones y detergentes .  

http://biomodel.uah.es/model2/lip/jabondet.htm (Última vez visitado 10/8/2021).

7. Cómo el jabón mata al COVID en las manos . https://es.unesco.org/news/como-jabon-mata-covid-19-manos (Última vez visitado el 8/10/2021).  

8. El jabón no solo limpia tus manos; literalmente mata al coronavirus . https://tec.mx/es/noticias/nacional/salud/el-jabon-no-solo-limpia-tus-manos-literalmente-mata-al-coronavirus (Última vez visitado el 8/10/2021).  

9.    Peck B, Workeneh B, Kadikoy H, Patel SJ y Abdellatif A . Espectro de toxicidad por hipoclorito de sodio en el hombre: también es motivo de preocupación para los nefrólogos. NDT Plus. Agosto de 2011; 4 (4): 231-5. doi: 10.1093 / ndtplus / sfr053. Publicación electrónica 7 de abril de 2011 PMID: 25949487; PMCID: PMC4421444.

11. ¿Jabón antibacteriano? No lo necesita; use agua y un jabón normal . https://www.fda.gov/consumers/articulos-en-espanol/jabon-antibacteriano-no-lo-necesita-use-agua-y-un-jabon-normal (Última vez visitado el 10/11/2021).  

Nikko Médici

Ingeniero químico.

Especialidad en tecnología de alimentos.

Especialidad en calidad y tratamiento de agua.

Maestría en gestión y auditorías ambientales. Orientación en ingeniería y tecnología ambiental.

Maestría en ingeniería térmica.

Doctor (Ph. D.) en eficiencia energética y sostenibilidad en ingeniería y arquitectura.

Gerente general e investigador científico jefe en CIENCIA EQUIS.