Cálculos para la formulación de un jabón partiendo de cualquier aceite.

Hoy les mostrare como realizar los cálculos teóricos para formular un jabón partiendo de cualquier aceite o mezclas de aceites. Una de las cosas que más nos preocupa al momento de elaborar un jabón, es el pH que este tendrá, ya que si este se aleja de la neutralidad es posible que cause irritación o daños en la piel de la persona que lo use.

El pH del jabón estará definido por la cantidad de álcali que se le agregue en su fase de elaboración, por tal motivo es necesario conocer la relación adecuada que se debe agregar, y esto es posible mediante cálculos asociados a la naturaleza del o de los aceites que se usen en la reacción.

Los aceites están constituidos por cadenas de ácidos grasos y glicerina formando trigliceridos. La reacción que involucra a los aceites con un álcali en la formación de un jabón se denomina saponificación y es la que se muestra a continuación:

En el siguiente ejemplo se muestra la reacción de saponificación del aceite de oliva con soda cáustica

El jabón es la sal esteárica producto de esta reacción. Por tal motivo debe garantizarse que se neutralice la totalidad o gran mayoría de los ácidos grasos presentes en el aceite, sin embargo si se añade un exceso de soda cáustica o álcali el pH del jabón sera elevado pudiendo causar daños en la piel.

Cada aceite dependiendo del tipo de ácidos grasos presentes en su composición requerirá una cantidad distinta de álcali para su neutralización, la relación entre el aceite y la cantidad soda cáustica necesaria para neutralizarlo se denomina Índice de saponificación.

El índice de saponificación se expresa en la cantidad de miligramos de álcali necesarios para neutralizar un gramo de aceite o grasa, en la tabla anterior se muestran los índices de saponificación de distintos aceites y grasas expresados en miligramos de hidróxido de sodio (Soda cáustica) y en miligramos de hidróxido de potasio.

A continuación en una serie de ejemplos mostrare como se realizan los cálculos teóricos para la formulación de un jabón.

Suponiendo que se quiera elaborar un jabón de 100gr partiendo de aceite de palma.

En la formulación de un jabón siempre el aceite representa aproximadamente el 75% de la su composición, partiendo de esto tendremos 75g de aceite de llama.

Si nos vamos a la tabla de índices de saponificación, tenemos que para el aceite de palma el índice de saponificación es de: 141,96 mg NaOH

Esto significa que por cada gramo de aceite de palma se necesitan 141,96 mg de soda cáustica para neutralizar los ácidos grasos presentes en él.

Por tanto la cantidad de Soda cáustica necesaria para neutralizar los 75g de aceite de palma sera igual a:

Es decir que para garantizar que reaccionen la totalidad de los ácidos grasos del aceite, sin que se produzca un exceso de soda cáustica, el cual posteriormente afecte el pH del jabón, la cantidad que debe utilizarse en la formulación son 10,647g de NaOH.

Debido a q la soda cáustica puede encontrarse en dos presentaciones, soda cáustica en escamas y soda cáustica liquida, les mostraré como proceder en ambos casos a realizar el cálculo de la cantidad a usar:

Este es el caso mas simple pues solo debemos pesar los 10, 647 gramos de Soda y diluirlos sobre 15, 4 gramos de agua, al agregar la soda cáustica se debe tapar el recipiente y esperar a que se disuelva y disminuya la temperatura, porque esta disolución libera calor.

Debido a que la soda cáustica líquida se encuentra en una concentración del 50% y se requiere diluir a un 40% aproximadamente como en el caso anterior, se procederán a pesar 21 gramos de soda cáustica líquida y se le adicionaran 5 gramos de agua.

Suponiendo que se quiera elaborar un jabón de 100g con una composición de aceite de palma de un 85% y aceite de cocó de un 15%. Al igual que en el caso anterior, al formular el jabón debemos tener presente que los aceites representan en total el 75% de la formulación, es por ello la suma de las cantidades ambos aceites sera igual a 75g.

Conociendo las cantidades de cada cada aceite en la pre-mezcla, nos vamos a la tabla de índices de saponificación y ubicamos el del aceite de palma y el del aceite de cocó, los cuales son 141,96 mg NaOH y 183,90 mg NaOH respectivamente.

Para calcular la cantidad de soda cáustica necesaria para neutralizar los ácidos grasos procedentes de ambos aceites, debemos realizar la sumatoria de las cantidades requeridas para cada uno, como se muestra a continuación.

Para garantizar un jabón con un pH neutro, deben utilizarse 11, 12 gramos de NaOH en la formulación.

Y de esta manera podemos calcular de forma teórica las relaciones entre la cantidad de soda cáustica y aceites a añadir en la formulación de cualquier jabón.