POLIFOSFATOS EM DETERGENTES EM PÓ COMERCIAIS

Ana Cristina Aparecida Naves Manzela dos Santos (PQ), Wanda de Oliveira (PQ)

e Viktoria Klara Lakatos Osorio (PQ)

Departamento de Química Fundamental, Instituto de Química, USP

palavras-chave: fosfatos inorgânicos, cromatografia em papel, detergentes em pó

Fosfatos condensados vem sendo adicionados a detergentes em pó há décadas, com o objetivo de complexar os íons metálicos responsáveis pela dureza das águas. Detergentes comerciais típicos da década de 50, por exemplo, continham ca. 40% de tripolifosfato de sódio ou uma mistura deste com pirofosfato de sódio.¹

Com o passar do tempo, a utilização crescente desses produtos de limpeza aliada à aplicação não criteriosa de fertilizantes fosfatados nas lavouras acabaram originando problemas ambientais, por servirem como nutrientes de algas, cuja superpopulação provoca a eutrofização das águas naturais estagnadas.²

Para contornar este problema, surgiram legislações restringindo a adição de fosfatos em detergentes.² Um substituto conveniente e bastante recomendado são as zeólitas, aluminossilicatos trocadores iônicos que abrandam águas duras.³

Uma consulta às embalagens de detergentes em pó, nos supermercados, esclarece que poucas marcas contem zeólitas, mas todas utilizam fosfato.

Ortofosfato e fosfatos condensados podem ser separados e identificados por cromatografia em papel. Um experimento didático sobre este assunto, já tradicional nos cursos de Química Inorgânica do Instituto de Química da USP, foi proposto para caracterizar o produto de uma preparação de tripolifosfafo ou para identificar amostras artificiais constituídas de mistura de fosfatos.⁴

Desde 1995, este experimento foi adaptado com os objetivos de identificar fosfatos inorgânicos presentes em detergentes em pó comerciais e ilustrar alguns princípios relacionados com dureza de águas.

Nessa aula prática, cada equipe de alunos recebe um pedaço de papel para cromatografia Whatman n^o 1 (dimensões 6,5 x 20,0 cm), onde são aplicadas, com o auxílio de capilares, soluções de 4 amostras. São três padrões (ortofosfato, pirofosfato e tripolifosfato de sódio) e um detergente em pó comercial. Os alunos são incentivados a trazer de casa a amostra de detergente. A utilização de diferentes marcas aumenta a motivação e o interesse ao final do experimento, quando são coletados os resultados.

As soluções dos padrões contém 0,1 g do sal em 5 mL de água destilada, enquanto a do detergente em pó é obtida dispersando 0,3 g em 5 mL de água destilada. A suspensão pode ou não ser filtrada, não interferindo no resultado.

Como o experimento é demorado, o eluente deve ser preparado previamente e colocado (50 mL) em cubas cilíndricas (de 20 cm de altura e 10 cm de diâmetro) com uma hora de antecedência. O eluente utilizado (acetona, ácido tricloroacético, água e uma pequena quantidade de hidróxido de amônio)^{4, 5} é uma modificação do eluente ácido de Ebel.⁶ Substituindo o álcool iso-propílico por acetona, reduz-se a cerca de 1/3 o tempo de eluição necessário e aumentam os valores de R_f, aproveitando melhor o espaço disponível no papel cromatográfico. O eluente leva 60 a 70 min para migrar ca. 10 cm, à temperatura ambiente.

Enquanto o cromatograma se desenvolve, os alunos executam os ensaios referentes ao estudo de águas duras, identificando os íons presentes através de testes qualitativos, diferenciando águas duras temporária e permanente pelo efeito do aquecimento e comparando a formação de espuma por sabões em pedra e detergentes líquidos, em água destilada e em água dura.

Para a revelação, os cromatogramas são borrifados com solução ácida de molibdato de amônio⁴. O ortofosfato produz mancha amarela (fosfomolibdato de amônio) e os demais manchas azuis (azul de molibdênio), que aparecem após exposição do papel à luz ultravioleta de ondas longas.

Nos detergentes comerciais identifica-se o tripolifosfato. Sob a luz UV, é possível constatar também pigmentos fluorescentes, os branqueadores ópticos, cuja presença e função surpreendem muitos alunos.

A correlação entre os dois conteúdos explorados neste experimento é feita adicionando tripolifosfato de sódio à água dura e verificando a formação de espuma com sabão.

Resultados típicos de R_f são fornecidos a seguir:

Os valores um pouco mais baixos de R_f encontrados para detergentes especiais para máquinas de lavar dão oportunidade para a busca de explicações, tais como a interferência de outros aditivos.

Este experimento permite discussões pós-laboratório muito abrangentes, englobando desde técnicas cromatográficas até dureza de águas, passando por ação complexante de polifosfatos, processos de abrandamento, diferenças entre sabões e detergentes, função dos aditivos nos detergentes, problemas ambientais em cursos de água, detergentes biodegradáveis ou não, BOD, eutrofização.^{7, 8}

¹ E. Karl-Kroupa, Anal. Chem., 1956, 28, 1091.

² P. L. Layman, Chem. & Eng. News, 1984, 62 (4), 17.

³ P. L. Layman, Chem. & Eng. News, 1982, 60 (39), 10.

⁴ E. Giesbrecht et alli, Experiências de Química, Ed. Moderna, 1979, exp. 25.1.

⁵ D. N. Bernhart e W. B. Chess, Anal. Chem., 1959, 31, 1026.

⁶ J. P. Ebel, Bull. Soc. Chim. France, 1953, 20, 998.

⁷ H. S. Stoker, Chemistry, a Science for Today, MacMillan, 1989.

⁸ J. W. Hill e D. K. Kolb, Chemistry for Changing Times, 7^a ed., Prentice Hall, 1995.

(CNPq)