Waschmittel. 1. Inhaltsstoffe der Waschmittel Tenside

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1 Universität Regensburg Institut für Anorganische Chemie Lehrstuhl Prof. Dr. A. Pfitzner Wintersemester 2009/2010 Gruppenversuche in Anorganischer Chemie mit Demonstrationen Betreuung: Dr. M. Andratschke Referenten: Sandra Wild, Elisabeth Hummel 1. Inhaltsstoffe der Waschmittel 1.1. Tenside Waschmittel Definition Unter Tensiden versteht man organische Verbindungen, welche sowohl eine lange hydrophobe (wasserabstoßende) oder lipophile (fettfreundliche) Kohlenstoff-Wasserstoff- Kette als auch einen kurze hydrophile oder lipophobe Gruppe besitzen. [1] Abb. 1 Bau eines Tensides [2] Wirkungsweise Im Waschwasser richten sich die Tenside an der Wasseroberfläche folgendermaßen aus: Der hydrophobe Alkylrest ragt zwar in die Luft, aber der hydrophile Teil bleibt mit dem Wasser in Kontakt. Dadurch wird die Oberflächenspannung des Wassers herabgesetzt. Darüber hinaus wird die Grenzflächenspannung zwischen Textilien und Wasser verringert. Dies ist ein entscheidender Prozess beim Waschvorgang. [2] Abb. 2 Phasen des Waschvorgangs [2] 1

2 Einteilung der Tenside Je nachdem, welche Ladung der hydrophile Teil des Tensides besitzt, gibt es verschiedene Tensidklassen: Abb. 3 Tensidklassen [2] Versuch 1: Demonstrieren des Emulgierungsvermögens von Waschmitteln [3] Kleines Präparateglas, großes Becherglas, Pipette, Paprikaöl (hergestellt aus Paprikapulver und Speiseöl), Waschmittellösung, Wasser Man befüllt das Präparateglas mit Paprikaöl und stellt dieses in das mit Wasser befüllte Becherglas. Anschließend wird die Waschmittellösung mit der Pipette hinzugegeben (diese sollte direkt die Ölschicht treffen) Trotz der geringeren Dichte bleibt das Öl zunächst in dem Glas, da hier die Grenzflächenspannung des Wassers wirkt. Erst nachdem die Waschmittellösung beigemengt wurde, kann das Öl aus dem Glas entweichen und an die Wasseroberfläche steigen. Eine Waschmittellösung enthält Tenside, welche die Grenzflächenspannung herabsetzen. Grenzflächenspannung bezieht sich auf Kräfte, die zwischen zwei verschiedenen Phasen auftreten, die miteinander in Kontakt stehen Enthärter Definition Unter Enthärter versteht man chemische Substanzen, welche die im Wasser gelösten Erdalkali-Kationen Ca 2+ und Mg 2+ beseitigen. [4] Mit steigender Härte des Leitungswassers sinkt die Wirkung einiger eingesetzter Tenside in Waschmitteln, dass heißt, dass man mehr Waschmittel verwenden muss. [5] 2

3 Wasserhärte in Deutschland weich mittel mittel-hart hart sehr hart Abb. 4 Wasserhärtekarte für Deutschland [5] Versuch 2: Vergleich von hartem und weichem Wasser bei Waschmittelzugabe [3] und [6] Zwei Reagenzgläser, zwei Reagenzglasstopfen, hartes Wasser (aus Regensburg), weiches Wasser (destilliertes Wasser), Waschmittel Ein Reagenzglas wird zur Hälfte mit hartem Wasser befüllt, das andere zur Hälfte mit weichem. Anschließend gibt man jeweils ein paar Tropfen des Waschmittels hinzu und verschließt beide Reagenzgläser mit den Stopfen. Dann schüttelt man beide Gläser kräftig. In dem Reagenzglas mit weichem Wasser entsteht im Vergleich zu dem Reagenzglas mit hartem Wasser mehr Schaum bzw. Schaum, der stabiler ist. Siehe Text Bleichmittel Bleichmittel sind chemische Substanzen, die hartnäckige Flecken entfernen und die Wäsche aufhellen. [7] Diese säubern vor allem Obst-, Gemüse-, Rotwein- oder Tintenflecken, die allein nur durch Waschen, nicht entfernt werden können. Häufige Bleichmittel in Waschmitteln sind Natriumperborat und in manchen Ländern auch häufig Chlor. [1] 3

4 Versuch 3: Blaue Tinte verschwindet [6] Reagenzglas, Holzklemme, Bunsenbrenner, Feuerzeug, Pipette, 30 %-iges Wasserstoffperoxid, Wasser, Tinte Man gibt einen Tropfen Tinte in ein Reagenzglas und füllt dieses zur Hälfte mit Wasser auf. Anschließend fügt man zwei Pipetten voll 30 %-iges Wasserstoffperoxid hinzu. Dann erhitzt man über dem Bunsenbrenner. Die blaue Lösung entfärbt sich. Wasserstoffperoxid ist ein Bleichmittel, welches bestimmte Farbstoffe entfärben kann Optische Aufheller Darunter versteht man organische Substanzen, sogenannte Weißtöner, die einen Teil, des im Tageslicht enthaltenen unsichtbaren, ultravioletten Lichtes (UV Licht) in langwelliges, blaues Licht umwandeln Dieses blaue Licht wird vom Auge wesentlich intensiver erfasst. Die Wäsche erscheint dadurch weißer [1] Versuch 4: Demonstrieren der Weißmacher [3] Becherglas, Glasstab, Filterpapier, UV Lampe, Wasser, Waschmittellösung Die Filterpapiere werden mit Waschmittellösung bemalt. Zum Vergleich befeuchtet man ein Filterpapier mit Leitungswasser. In Dunkelheit werden die Papiere mit einer UV-Lampe bestrahlt. Proben mit optischen Aufhellern leuchten im UV-Licht besonders stark, die anderen nicht. Siehe Text zu optische Aufheller 1.5. Enzyme Unter Enzymen versteht man Biokatalysatoren, die bestimmte Verbindungsklassen abzubauen vermögen. [1] Wie bei einem Schlüssel Schloss - Prinzip ist jedes Enzym auf eine spezielle Art von Fleck spezialisiert. [7] Enzyme wirken zum Beispiel bei Blut-, Eigelb- oder Milchflecken. [7] Allerdings sollte man beachten, dass Enzyme nur in einem Temperaturbereich von 35 C 60 C wirken. [1] 1.6. Parfüme, Duftstoffe Parfüme in Waschmitteln sind dafür zuständig, dass die Wäsche angenehm und frisch duftet. Außerdem überdecken sie den schlecht riechenden Waschlaugengeruch. [7] 4

5 2. Das Schonprogramm für die Umwelt Bei der Wahl des Waschmittels sollte man darauf achten, dass sich die Waschkraft schon bei niedrigen Temperaturen entfalten kann. Zum Beispiel Ariel Pure Reinheit & Sparen. [7] 2.1. Umweltproblematik Waschmittel gelangen nach dem Wäschewaschen Tag für Tag in unser Abwasser. Das bringt große Probleme für unsere Umwelt mit sich. Das größte Problem stellen phosphathaltige Wasserenthärtungsmittel dar, da diese zu Phosphaten abgebaut werden, und zu einer Überdüngung der Gewässer führen können. Dies führt früher oder später zum Umkippen der Gewässer. [8] 2.2. Maßnahmen Um oben genannte Probleme zu vermeiden, sollte man beim Waschen folgendes beachten: Falls möglich, sollte man auf Waschmittel verzichten, die Phosphate enthalten. [8] Des Weiteren sollte man bei der Dosierung des Waschmittels darauf achten, wie stark die Wäsche verschmutzt ist und in welchem Wasserhärtegebiet man lebt, (s. Abb. 4, S. 3). [5] (Informationen zur Wasserhärte findet jeder auf seiner eigenen Wasserrechnung) 3. Bezug auf den Lehrplan In der sechsstufigen Realschule findet man das Thema Waschmittel im Bereich Maßgeschneiderte Stoffe in Technik und Alltag. Schüler des Zweiges I behandeln dieses Thema in Ch 10.4 und Schüler des Zweiges II/III in Ch Es werden hier jedoch nicht nur waschaktive Substanzen und Waschmittel behandelt, sondern auch ein Bewusstsein für umweltfreundliches Waschen geschaffen. [9] Quellenverzeichnis: [1] A. Löhr, R. Puchta, J. Kretschmann: Tenside, Waschmittel und ihre Herstellung, Henkel Schriftenreihe des AWT Seminardienstes der Sparte Waschmittel, S. 5, 26 [2] K. Häusler: Chemie kompakt; Formeln, Regeln, Gesetze, 1. Auflage, R. Oldenbourg GmbH, München, 1994, S [3] K. Häusler, H. Rampf, R. Reichelt: Experimente für den Chemieunterricht, München, Oldenburg Verlag, 2. Auflage, 1995, S. 286, 289, 295 [4] (Stand ) [5] Verpackung Waschmittel (Ariel Pure Reinheit und Sparen) [6] V. Dietrich: Vom Waschen. Naturwissenschaften Biologie, Chemie, Physik; 1.Auflage, Volk und Wissen Verlag GmbH und Co., Berlin, 2000, S. 16, 25, 28, 34 [7] Broschüre von Ariel: Besser Waschen Tipps & Tricks vom Testsieger!, Packungsbeilage eines Kartons des Waschmittels Ariel gekauft im Jahr 2008 [8] H. Becker: Abitur-Training Chemie, Leistungskurs Chemie 2, Stark Verlag, Freising, 1998, S. 215, 216 [9] 3d8fc20597f94 (Stand ) 5

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