Referate und Klassenarbeiten für Schüler

Suche:

Leistungskurs (4/5-stündig)

Grundkurs (2/3-stündig)

Abiturvorbereitung

Verschiedenes

Deutsch
Mathematik
Englisch
Erdkunde
Geschichte

Religion

Physik
Chemie
Biologie
Musik
Sonstige

Deutsch
Mathematik
Englisch
Erdkunde
Geschichte

Religion

Physik
Chemie
Biologie
Musik

Sonstige

Deutsch
Mathematik
Englisch
Erdkunde
Geschichte

Religion
Physik
Chemie
Biologie
Musik

Sonstige

Klassenstufen 5 bis 11

Interaktive Online-Tests

Unterrichtsmaterial (Lehrer)

Impressum

 

  Home / Oberstufe  / Chemie LK / Waschmittel und Tenside 

 
 
Lernhilfe Waschmittel und Tenside
Inhalt: Verständliche Lernhilfe zur LPE Waschmittel und Tenside.
Lehrplan: Waschmittel und Tenside
Kursart: 5-stündig

 

Waschmittel und Tenside
 

Reaktion

Triglycerid + 3 NaOH -> Glycerin + 3Natriumsalze der Fettsäuren

 

Seifen sind Alkalisalze langkettiger Fettsäuren

Industrielle Fettverseifung : Hochdruckverfahren

                       Hitze,Druck,Kat.

Triglycerid + 3 Wasser -------------->  Glycerin + 3 Fettsäuren

Reinigung der Fettsäuren durch Destillation im Vakuum zur Qualitätssteigerung: kurzkettige Fettsäuren werden abgetrennt - auch minderwertige Fette können für die Seifengewinnung herangezogen werden, nach Fetthydrierung auch minderwertige Fette

 

Grenzflächenaktivität des Seifenanions - Waschwirkung

Bau des Seifenanions:

lipophiler (hydrophober)         hydrophiler Bereich

Alkylrest mit Affinität zu  durch Ladung und Polarität

unpolaren Gruppen           der Carboxylat-Gruppe

 

Versuche: Tyndall-Effekt einer Seifenlösung (kolloid-disperse Verteilung - Teilchengröße zwischen 10 und 100 nm

Micellenbildung und Anordnung der Seifenanionen an Grenzflächen

Versuch: halb gefüllte Glaswanne mit Kohlepulver bestreuen, anschließend einen kleinen Tropfen Seifenlösung in die Mitte geben

Skizze: Micellenbildung und Anordnung der Seifenionen an Grenzflächen:

Die Waschwirkung der Seife beruht auf

  • Netzkraft (Herabsetzung der Oberflächenspannung)

  • Emulgier- und Suspendiervermögen

  • Schmutztragevermögen

Die Schaumkraft dagegen ist kein spezifisches Merkmal der Waschkraft.

Versuch: Herabsetzung der Oberflächenspannung (Projektion)

Deutung: H-Brücken des Wassers bewirken Oberflächenspannung - Abstoßung der Seifenanionen und nur schwache Van-der-Waals-Kräfte zwischen den Kohlenwasserstoff-Resten.

Netzkraft: Herabsetzung der Oberflächenspannung erleichtert Benetzung und Eindringen der Waschlauge als Voraussetzung für den Waschvorgang.

Emulgier- und Suspendiervermögen: Die waschaktive Substanz umgibt in monomolekularer Schicht etwa ein Öltröpfchen oder ein Pigmentkorn.

 

Schmutztragevermögen

Das Wiederaufziehen des bereits abgelösten Schmutzes wird verhindert.

 

Nachteile der Seife: Alkalische Wirkung, Säure- und Härteempfindlichkeit

Vorteile der Seife: leichte biologische Abbaubarkeit

Nachteile:

Alkalische Reaktion:

Versuch: Prüfung einer wässrigen Seifenlauge mit pH-Indikator und Phenolphthalein

Ergebnis: Carboxylationen wirken in wässriger Lösung stark basisch:

R-COO-  +  H2O  <=>  R-COOH  +  OH-

Folge: Brennen in den Augen, Quellung der Haut, Schädigung empfindlicher Textilien

Säureempfindlichkeit

Versuch: Seifenlauge mit verd. Salzsäure versetzen.

Beobachtung: weißer Niederschlag

Erklärung: Abscheidung der freien Fettsäuren:

R-COO +  H3O+  ->  R-COOH  +  H2O

Folge: Verlust der Waschwirkung, Verschmutzung der Wäsche durch die unlöslichen Fettsäureniederschläge.

Härteempfindlichkeit

Versuch: Seifenlauge mit hartem Wasser (ersatzweise: Calciumchloridlösung)

Beobachtung: Niederschlag

Erklärung: unlösliche Kalkseife fällt aus:

2 R-COO-  +  Ca2+  ->  (R-COO-)2 Ca2+ 

Folge: Die Seife verliert in hartem Wasser einen Teil ihrer Waschwirkung, die ausfallende Kalkseife lagert sich störend auf der Wäsche ab.

Möglichkeiten, die störenden Calciumionen zu beseitigen?

Soda (Versuch)

 

Alkylbenzolsulfonate

 

Ableiten der Tensidwirkung aus der Molekülstruktur; Hinweis auf kationaktive und nicht-ionogene Tenside

Wiederholung: Nachteile der Seife (Unbeständigkeit in hartem Wasser, Säure- und Alkaliempfindlichkeit)

Detergentien, die nicht die Nachteile der Seife aufweisen? Veränderung der Seifen-Carboxylgruppe:

Tensidklassen:

Anionische Tenside

(Aniontenside)

Kationische Tenside

(Kationtenside)

nichtionische Tenside

amphotere Tenside 

= zwitterionische Tenside

(Amphotenside)

Synthetische Tenside - Beispiel: Alkylbenzolsulfonate  

 

lineares Alkylbenzolsulfonat

stark verzweigtes Alkylbenzolsulfonat (=> biologisch schwer abbaubar)

Aniontensid: Aufbau analog zur Seife

Überlegung: Welche nachteiligen Eigenschaften der Seife treten bei Alkylbenzolsulfonaten nicht auf? (Begründung!)

Synthese eines Alkylbenzolsulfonats:

 

 

Weitere Tenside (Beispiele):

Versuch: Fettalkoholsulfat

1 ml Dodecanol + 1 ml konz. Schwefelsäure ca. 5 min erwärmen, mit ca. 250 ml Wasser verdünnen, nach Zugabe von wenig Indikator Neutralisation mit verd. NaOH.

- Schüttelschaum

- Emulgiervermögen prüfen durch Schütteln mit Öl (angefärbt mit Sudanrot), Vergleichslösung Öl-Wasser

------C12-C14-------OH  +  HO-SO3H    ->    -----C12-C14--------O-SO3-Na+  + H2O

 

Nichtionische Tenside

Polyglycolether

Die Öl- und Wasserlöslichkeit hängt vom Größenverhältnis des hydrophoben Teils zum hydrophilen Teil ab - technische Tenside uneinheitlich - ausgezeichnete Eigenschaften, wenig Schaum - aus Ethylenoxid

Fettsäure-monoglyceride und Ester von Fettsäuren mit Zucker als Emulgatoren in der Lebensmittel- und Kosmetikindustrie

 

Kationtenside

„Invertseifen“ Tetraalkylammoniumsalze (quartäre Ammoniumverbindungen):

Vorteile:

  • härteunempfindlich

  • auch in saurer Lösung wirksam

  • zieht auf der Faser auf (Verwendung in Weichspülern)

 

Ampholyte

enthalten anionische und kationische Gruppe (vergl. Zwitterionenstruktur der Aminosäuren)

Vorteil: härteunempfindlich

für Haarshampoos und Schaumbäder

 

 /* Waschmittel und Umweltschutz 6h


Zusammensetzung eines modernen Waschmittels

Tenside

- auch Seife! (wirkt schaumregulierend)

- biologische Abbaubarkeit der verzweigtkettigen Alkylbenzolsulfonate zu langsam - Detergentiengesetz 1961

Komplexbildner

- früher: Soda und Pottasche

- Polyphosphate:

Wegen Eutrophierung Substitution durch

- Nitriloacetat NTA

- Natriumaluminiumsilicat (Zeolit) "SASIL

 

Bleichmittel

z.B. gegen Obst- und Rotweinflecken

früher: Rasenbleiche, oxidative Zerstörung von Farbstoffen

- Perborat

spaltet Wasserstoffperoxid ab:

NaBO2.H2O2.3H2O  ---------->  NaBO2  +  H2O2  +  3 H2O

Versuch: Sauerstoffabspaltung durch Wasserstoffperoxid, Bleichwirkung

 

Stabilisatoren

Verhindern die unkontrollierte Zersetzung des Perborats durch Komplexierung der Schwermetallionen "Prinzip der stabilisierten Sauerstoffentbindung"

- Ethylendiamintetraacetat

 

Vergrauungsinhibitoren

verhindern das erneute Festsetzen des abgelösten und dispergierten Schmutzes auf der Faser

- Carboxymethylcellulose CMC, wirksam bei Naturfasern

Für Synthetikfasern mußten eigene Vergrauungsinhibitoren entwickelt werden "Kampf gegen den Grauschleier"

 

Korrosionsinhibitoren

zum Schutz der Waschmaschinenteile gegen die Waschlauge (z.B. Wasserglas

 

Schaumregulatoren

früher: "gut geschäumt ist halb gewaschen" aber: Nachteil in der Waschmaschine

- Behensäure

 

Optische Aufheller

Versuch!

früher: Wäscheblauung - Nachteil?

- "Blaustrahler": Umwandlung von UV in sichtbares Licht "weißer als weiß"

 

Enzyme

- Proteasen bis 65°C wirksam (Eiweiß!)

 

Fragen:

 1.1 Entscheide, welche von den angegebenen Verbindungen Waschwirkung zeigen

(in Spalte a eintragen; Waschwirkung: „+“; keine Waschwirkung: „-“).

1.2 Entscheide nur für die Fälle, in denen Waschwirkung  vorhanden ist, ob die Verbindung

b) Säureempfindlichkeit

c) alkalische Reaktion in wässriger Lösung

d) Härteempfindlichkeit

aufweist 

1.3 Für die Verbindungen, die keine Waschwirkung zeigen, sind die Gründe dafür anzugeben .

1.4 Wäre es sinnvoll, die in der Tabelle enthaltenen waschaktiven Substanzen zu einem Waschpulver zusammen zu mischen? (mit Begründung!) 

          

1
2
3
4
5
6
7
8
9

 

  34

     
 

Home | Impressum | Links

Copyright © 2016 klassenarbeiten.de