1. ICA
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AD
CI ED
SO
André Borges Barbosa
Roberto Ribeiro da Silva
A seção “Química e sociedade” apresenta artigos que focalizam mentos. Só eventualmente se utilizava
aspectos importantes da interface ciência/sociedade, procurando o sabão para limpeza, ao se lavar o
sempre que possível analisar o potencial e as limitações da ciência corpo de pessoas homenageadas.
na solução de problemas sociais.
Este texto aborda o efeito de agentes de limpeza sobre os cabelos. Sabões, detergentes
Ao mesmo tempo, discute a composição química desses materiais, sintéticos e xampus
a estrutura básica do cabelo e as formas como a acidez e a Formados por ésteres, as gorduras
alcalinidade de xampus afetam essa estrutura. animais e os óleos vegetais são
insolúveis em água. Reagem com
xampu, sabões, detergentes, acidez e basicidade, pH soluções alcalinas, de hidróxido de
sódio ou potássio, produzindo sabão.
Essa reação é um dos mais antigos
E
stamos tão habituados, hoje simples mistura mecânica de gordura processos orgânicos conhecidos e
em dia, com os produtos de e álcali, até que o químico francês utilizados pelo homem, permitindo a
limpeza e higiene pessoal que Michel-Eugène Chevreul (1786-1889) conversão de gorduras animais e
vêm sendo desenvolvidos com o mostrou que sua formação era na óleos vegetais em sabão. Por esta 3
correr dos anos, que sequer paramos realidade uma reação química. razão, ela é conhecida como ‘reação
para pensar no que acontece quando Gregos e romanos chegaram a co- de saponificação’ (ver quadro abaixo).
lavamos os cabelos com um xampu nhecer o sabão. Nas ruínas de Pom- Um sabão tem a fórmula geral R-
qualquer. Por que não usar um sabão péia, destruída aproximadamente em CO-ONa, onde R é usualmente uma
comum ou outro produto de limpeza 79 a.C. pela explosão do Vesúvio, ar- cadeia carbônica contendo de 12 a 18
no lugar dessa coisa que se conven- queólogos desenterraram uma fábrica átomos de carbono. A característica
cionou chamar xampu? E os condicio- de sabão. Ao que tudo indica, os estrutural mais importante de um sa-
nadores, para que servem? Para romanos não o empregavam para a bão é que sua longa cadeia carbônica
entender mais sobre xampus e outros limpeza: a maior parte era misturada apresenta uma extremidade carrega-
detergentes semelhantes é preciso com aromatizantes para cabelos ou da (que é atraída pela água) e a outra
voltar um pouco no tempo e acompa- cosméticos e adicionada aos emplas- não se solubiliza na água. Por exem-
nhar o desenvolvimento do primeiro dos tros usados em queimaduras e feri- plo, o estearato de sódio, visto abaixo.
produtos de limpeza, o sabão comum.
Um pouco de história
Como o preparo de vinho a partir
da fermentação de suco de uva, a
produção de sabão é uma das mais cadeia carbônica apolar (lipofílica) extremidade carregada
(hidrofílica)
antigas reações químicas conhecidas.
Não se conhece sua origem, mas é A reação de saponificação transforma um éster de um ácido graxo em um sal de um
provável que tenha sido descoberta ácido caboxílico e um álcool, conforme a seguinte equação química:
por acidente quando, ao ferverem gor- R-CO-OR’(s) + NaOH (aq) → R-CO-O-Na+ (aq) + R’-OH (l)
dura animal contaminada com cinzas, éster base sal (sabão) álcool
nossos ancestrais perceberam uma
espécie de ‘coalho’ branco flutuando No caso específico dos lipídeos constituintes de óleos e gorduras, a reação é
sobre a mistura. representada pela seguinte equação química:
O historiador romano Plínio, o Ve-
CH2-O-CO-R CH2-OH
lho (23-79 d.C.), já descreve a fabri-
‚ ‚
cação do sabão duro e do mole, mas CH-O-CO-R (s) + 3 NaOH (aq) → CH-OH (l) + 3 RCOO– Na+ (aq)
somente a partir do século XIII este ‚ ‚
passou a ser produzido em grande CH2-O-CO-R CH2-OH
escala. No princípio do século XIX ain- glicerídeo base glicerol sal (sabão)
da se pensava que o sabão fosse uma
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2. Quando um sabão é agitado com
água, forma-se um sistema coloidal CH3(CH2)11OSO3-Na+
contendo agregados denominados CH3(CH2)11N(CH3)3+ Cl-
micelas. Numa micela, as cadeias de CH3(CH2)11OCH2CH2OH
carbono (lipofílicas) ficam voltadas CH3(CH2)11N(CH3)2+CH2COO-
para o centro e as partes com carga Quadro 1: Representação estrutural e esquemática de detergentes sintéticos
(hidrofílicas) ficam em contato com a
água. Os íons positivos (Na+) ficam na
água (Fig. 1). presenta esquematicamente essas bém aos tecidos), formando uma ca-
possibilidades. mada uniforme. Essa camada tem
Um detergente é qualquer com- uma forte atração pela água, deixando
posto que pode ser utilizado como os fios mais úmidos, reduzindo a
agente de limpeza. Embora o sabão fricção entre os fios e, conseqüente-
seja um detergente, esse termo mente, a eletrização estática. Por
geralmente é usado para designar os conseguinte, os cabelos ficam mais
substitutos sintéticos do sabão. O macios e fáceis de pentear.
nome genérico para essa classe de Alguns detergentes sintéticos anfó-
compostos é ‘agentes tensoativos’. teros possuem a propriedade de não
Assim, agente tensoativo é qualquer irritar os olhos, além de formarem uma
composto que reduz a tensão super- quantidade moderada de espuma. Por
ficial da água1, permitindo que óleos esta razão, são usados nos xampus
e gorduras possam ser emulsionados. para bebês.
Figura 1: Representação esquemática de uma Os detergentes sintéticos aniô- Os xampus são materiais utilizados
micela contendo óleo em seu interior. nicos mais comumente empregados na limpeza dos cabelos e contêm em
em limpeza no Brasil contêm alquil- suas formulações um ou mais tipos de
4 Em geral, o sabão comum é um sal benzeno-sulfonatos de sódio, de ca- detergentes sintéticos (além de outras
de sódio. Esses sais são solúveis em deia linear: substâncias, tais como perfumes,
água (formando a micela). Ao con- conservantes, espessantes etc) que
trário, os sais de Ca2+, Mg2+ ou Fe3+ têm como função, como veremos a
são insolúveis em água. Dessa forma, seguir, remover a gordura do cabelo.
um sabão não pode ser utilizado com
eficiência num meio que contenha No mercado, são encontrados Estrutura do cabelo
esses íons (água dura); uma vez que como uma mistura de alquil-benze-
nos sulfunatos, sendo que o com- O poder limpante do xampu geral-
nesse caso os sais insolúveis precipi-
ponente principal dessa mistura é o mente refere-se a sua capacidade
tam e aderem ao tecido que está
dodecilbenzenossulfonato de sódio para remover gordura, sujeira e
sendo lavado (ou à beira da pia, do
que no Brasil é estabelecido como matéria estranha do cabelo e do couro
tanque, da banheira etc.). A equação
padrão de detergente aniônico bio- cabeludo.
química que descreve este fenômeno
degradável. A gordura aparece no cabelo na
é a seguinte:
Outros tipos de detergentes sinté- forma de sebo, um material que
2C17H35-CO-O–Na+(aq) + Ca2+(aq) → ticos aniônicos utilizam os sulfatos de contém em sua composição, basi-
camente, 50% de glicerídeos, 20%
→ (C17H35-CO-O)2Ca(s) + 2Na+(aq) alquila, como por exemplo o sulfato
sódico de laurila: de cera, 10% de esqualeno, um
Os problemas relacionados ao hidrocarboneto de fórmula C 30H50 e
uso dos sabões comuns em água CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2- 5% de ácidos graxos. O sebo exerce
dura (formação de sais insolúveis) CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-O-SO2– Na+ algumas funções importantes, como
levaram ao desenvolvimento de de- Os sulfonatos de alquilbenzeno ou revestir a cutícula (a camada mais
tergentes sintéticos. Como os sa- os sulfatos de alquila são superiores externa do cabelo), prevenindo a
bões, os detergentes contêm uma aos sabões comuns na ação de perda de água do interior do fio
parte orgânica com um grupo com limpeza, principalmente por não capilar — água que mantém o
carga na extremidade da cadeia. formar sais insolúveis com íons Ca2+, cabelo macio e brilhante. O revesti-
Quando os detergentes têm cadeias Mg2+ ou Fe3+, como acontece com os mento também faz o cabelo parecer
com carga positiva, são denomina- sabões comuns. liso, além de prevenir o desenvol-
dos catiônicos; quando a carga é Os detergentes sintéticos catiô- vimento de bactérias. O sebo é
negativa, são aniônicos; quando não nicos são usados como condicio- secretado pelas glândulas sebáceas
têm carga são não-iônicos, e quan- nadores capilares (creme rinse) e localizadas no couro cabeludo e age
do possuem uma carga negativa e também como amaciantes de roupas. nas cutículas por capilaridade no fio
outra positiva são chamados deter- Os íons carregados positivamente capilar. O excesso e o acúmulo de
gentes anfóteros. O Quadro 1 re- aderem aos fios dos cabelos (e tam- sebo podem dar ao cabelo uma
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3. aparência gordurosa e, por ser um
material pegajoso, acumula poeira
e materiais estranhos ao cabelo.
O banho, essa novidade
Cada fio de cabelo é constituído
H
oje aceitamos com natura nho com camisolas para evitar que
basicamente de proteínas formadas
lidade idéias como tomar seus corpos fossem despidos.
por cadeias longas e paralelas de
banho e lavar nossas rou- O ato de tomar banho com sa-
aminoácidos ligados entre si. Há três
pas com sabão. Historicamente, bão e água aconteceu graças ao
modos pelos quais elas podem co-
entretanto, esse é um costume Movimento Sanitário iniciado em
nectar-se umas às outras: por liga-
recente. Em toda a Idade Média, Londres como resposta à sujeira
ções de hidrogênio, por ligações
nem a aristocracia nem a classe onipresente — aos poucos reconhe-
iônicas entre grupos ácidos e bási-
pobre tinha muita inclinação para o cida como uma das causas de cóle-
cos e por ligações dissulfeto. Esses
banho. A rainha Isabella (1451- ra e de febre tifóide. Canais de es-
três tipos são chamados de ‘liga-
1504) da Espanha orgulhava- gotos foram construídos, o lixo
ções laterais de cadeia’ e são res-
se de ter tomado apenas foi transportado para longe
ponsáveis pelas interações inter e
dois banhos em toda a dos centros urbanos, be-
intracapilar (Fig. 2).
sua vida: um quando bedouros públicos fo-
nasceu e outro no ram isolados de
dia de seu casa- locais contami-
mento. Já a nados e as
rainha Eliza- pessoas fo-
beth I (1558- ram encora-
1603) da Ingla- jadas a tomar
terra era uma entu- banho e a lavar su-
siasmada banhista. as roupas. Em 1846, o
Precisasse ou não, to- governo britânico editou 5
mava um banho a cada três uma lei que permitia a insta-
meses. lação de banheiros públicos e
Figura 2: Representação esquemática das
Até meados do século XIX, o lavanderias para a classe trabalha-
ligações laterais de cadeias em proteínas em banho do corpo nu foi considerado dora de Londres. O movimento ex-
cabelos. pecado pela Igreja, tendo em vista pandiu-se pela Europa e logo seguiu
que esta era uma prática dos para os Estados Unidos, e é por essa
Ação dos xampus sobre o pagãos gregos e romanos. Além da reviravolta que o banho passou a ser
cabelo pressão religiosa, a falta de água considerado uma prática saudável
Como um sabão — ou um deter- aquecida e de sabão também por milhões de pessoas.
gente sintético — consegue remover serviam de desencorajamento para Os colonizadores portugueses
a sujeira dos cabelos? a prática do banho. Ainda neste recém-chegados ao Brasil incorpo-
A maior parte da sujeira do cabelo século, membros de certas ordens raram o hábito de tomar banho imi-
adere na camada de sebo. Se o sebo religiosas continuavam a tomar ba- tando os índios brasileiros.
puder ser removido, as partículas
sólidas de sujeira também o serão. A
água fria, por si só, não consegue dis- Em condições ideais, a pele hu- Em soluções fortemente ácidas,
solver gotículas de sebo (lipofílicas); mana tem uma camada naturalmente em que o pH está entre 1 e 2, ambas
na presença da micela do sabão ou ácida, com pH entre as ligações de hi-
do detergente sintético, contudo, a 3 e 5, enquanto o drogênio e iônica
parte central apolar captura as gotí- pH do cabelo está Até meados do século XIX, o são quebradas, de-
culas de óleo, formando uma emulsão, entre 4 e 5. A acidez banho do corpo nu foi vido à protonação
pois as mesmas são solúveis no deve-se à produção considerado pecado pela dos grupos carboxi-
centro apolar (Fig. 1). igreja, pois era uma prática
de ácidos graxos la e carbonila nas
Os detergentes sintéticos e os dos pagãos gregos e
pelas glândulas se- cadeias de proteí-
sabões envolvem em sua fabricação romanos. Ainda neste século,
báceas. Assim, o nas (ver Fig. 2). As
uma base forte (hidróxido de sódio ou membros de certas ordens
de potássio), e isso faz com que suas uso de determina- religiosas continuavam a ligações dissulfeto,
formulações apresentem um pH (me- dos tipos de xam- tomar banho vestindo entretanto, conse-
dida da acidez e basicidade de um ma- pus pode produzir camisola guem manter as ca-
terial) acima de 7 (alcalino). Além disso, no pH do cabelo deias de proteínas
os sabões podem reagir com a água, mudanças que pro- juntas no fio de ca-
fazendo com que também o meio se moverão alterações na estrutura capi- belo. Em soluções levemente alcalinas
torne alcalino (veja quadro à pag. 6). lar, como veremos a seguir. (pH 8,5), algumas ligações dissulfeto
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4. são quebradas. Conseqüentemente, a
cutícula apresenta um aspecto áspero. As regras, no Brasil
Essa aspereza deixa o cabelo sem
nivelamento, tornando-o opaco. Repe- A grande maioria dos agentes sem diluição e 11,5 para solução
tidas lavagens com xampus levemente de limpeza utiliza detergentes diluída a 1,00 cg/g; detergentes
alcalinos prejudicarão o cabelo, pois aniônicos, todos apresentando pH líquidos para lavar tecidos comuns,
quebrarão cada vez mais ligações dis- fortemente alcalino. A legislação 11,5 para solução diluída 1,00 cg/
sulfeto, resultando em fios com mais de brasileira (Lovato, 1995) estabelece, g; detergentes para lavar tecidos
uma ponta. Em pH 12, uma solução por exemplo, os seguintes limites finos, 10,0 para solução 1,00 cg/g.
fortemente alcalina, todos os três tipos para o pH: detergente em pó Já para os sabões em barra, o limite
de ligações são quebrados, ocasio- doméstico, máximo 11,5 em solu- do pH é 11,5 para soluções 1,00 cg/
nando eventuais quedas de cabelos. ção 1,00 cg/g; detergente em pó g. Por outro lado, para os amacian-
A maior parte dos xampus moder- profissional, máximo 12,5 em solu- tes de roupas e condicionadores de
ção 1,00 cg/g; detergente líquido cabelos (detergentes catiônicos), o
nos, denominados xampus ácido-
para uso em copa e cozinha, 5,5 a limite mínimo para o pH é 3,0
balanceados, contêm em suas formu-
8,5 em solução 1,00 cg/g; deter- (ácido). Os sabonetes e os sabões
lações ingredientes ácidos cuja função gente líquido para limpeza em geral, líquidos destinados à higiene pes-
é manter o pH do cabelo lavado sem amônia, máximo 12,0 sem soal têm seu pH, em geral, ajustado
próximo de seu pH natural. Este efeito diluição e 11,0 para solução diluída para valores próximos a 7,0 (6,5 a
é obtido, por exemplo, adicionando-se a 1,00 cg/g; alvejantes a base de 7,5), de modo a evitar reações
à formulação do xampu o ácido cítrico, compostos contendo cloro, 13,5 alérgicas nas mãos e no corpo.
cuja função é neutralizar os efeitos
temporários de xampus alcalinos1.
lino, mas, pelo que vimos, o ideal é bricação de produtos adequados e de
A inclusão da que ele seja levemente ácido. preço acessível.
6
nomenclatura oficial dos Os materiais não destinados à Este é um bom tema para discus-
componentes nos higiene pessoal não devem ser usados são em nossas aulas de química e de
rótulos, obrigatória por com essa finalidade. O uso constante ciências.
lei, às vezes é usada desses materiais pode causar proble-
para dar uma imagem de mas de alergia na pele e danificar os Nota
mais qualidade (ou cabelos, face sua alta alcalinidade. 1. Para aumentar a superfície de um
status) ao xampu Usuários envolvidos em serviços de líquido é necessário trazer mais moléculas
limpeza devem ser periodicamente do interior do líquido para a superfície. A
Concluindo esclarecidas sobre o uso e manuseio energia que deve ser fornecida ao líquido
desses materiais, recomendando-se para deslocar essas moléculas e, conse-
Pelo que vimos, a finalidade de um sempre que possível o uso de luvas. qüentemente, aumentar a superfície do lí-
xampu é limpar os cabelos. Eles Infelizmente, grande parte da quido, é chamada tensão superficial.
removem o sebo, os componentes do
população brasileira não tem acesso
suor e a sujeira ambiental depositada André Borges Barbosa é aluno do curso de ba-
aos produtos adequados à higiene
no fio capilar. Entretanto, a remoção charelado em química da Universidade de Brasília.
pessoal (sabonetes, xampus e condi- Roberto Ribeiro da Silva é doutor em química
de todo o sebo natural torna o cabelo
cionadores). Cabe aos químicos con- orgânica e professor adjunto do Departamento de
opaco, áspero ao tato e sujeito à ele-
tribuir para o desenvolvimento e a fa- Química da Universidade de Brasília.
tricidade estática, tornando-o difícil de
pentear. Tem se procurado compensar
os efeitos negativos dos detergentes
criando uma enorme variedade de Para saber mais
xampus que, além de limpar, também DRAELOS, Zoe Kececioglu. Cosméticos em dermatologia. Tradução por
embelezam os cabelos. Valquiria M. F. Settineri. Porto Alegre: Editora Artes Médicas, 1991. p. 76-87.
É preciso estar alerta, no entanto, SHREVE, R. Norris & BRINK JÚNIOR, Joseph A. Indústria de processos químicos.
para a quantidade enorme de propa- Tradução por Horacio Macedo. Rio de Janeiro: Ed. Guanabara, 1980. p. 431-451.
ganda envolvendo estes materiais. A SILVA, Roberto Ribeiro; BOCCHI, Nerilso & ROCHA-FILHO, Romeu Cardozo.
inclusão da nomenclatura oficial dos Introdução à química experimental. São Paulo: McGraw-Hill, 1990. p. 222-231.
componentes nos rótulos, obrigatória HART, Harold & SCHUETZ, Robert D. Química orgânica. Tradução por Regina S. V.
por lei, às vezes é usada para dar uma Nascimento, João A.G. de Matos e Heloisa M. da C. Marques. Rio de Janeiro: Editora
imagem de mais qualidade (ou status) Campus Ltda., 1983. p. 252-257.
ao xampu. Um exemplo é o anúncio BARBOSA, André Borges & SILVA, Roberto Ribeiro. Acidez e basicidade de xampus.
do xampu neutro e de suas possíveis Anais do III Seminário de Pesquisa da UnB. Brasilia: Univ. de Brasília. nov. 1993, p. 43.
vantagens. Um xampu neutro é de fato LOVATO, Ambrósio José. Domissanitários em geral. Curitiba: Centro Federal de
Educação Tecnológica do Paraná, 1995. 94p., Mimeo.
melhor para os cabelos que um alca-
QUÍMICA NOVA NA ESCOLA Xampus N° 2, NOVEMBRO 1995