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Waschmittel. Wie man eine weiße Weste bekommt. Gliederung. Geschichte der Wäschepflege Versuch 1 Inhaltsstoffe moderner Waschmitteln 2.1 Tenside Demonstration 1, Versuch 2 2.2 Gerüststoffe Versuche 3, 4, 5 2.3 Bleichmittel Versuch 6 2.4 Optische Aufheller Demonstration 2

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Presentation Transcript
Waschmittel

Waschmittel

Wie man eine weiße Weste bekommt


Gliederung
Gliederung

  • Geschichte der Wäschepflege

    Versuch 1

  • Inhaltsstoffe moderner Waschmitteln

    2.1 Tenside

    Demonstration 1, Versuch 2

    2.2 Gerüststoffe

    Versuche 3, 4, 5

    2.3 Bleichmittel

    Versuch 6

    2.4 Optische Aufheller

    Demonstration 2

    3. Waschmittel in der Schule


1 geschichte der w schepflege
1. Geschichte der Wäschepflege

  • Tontafel der Sumerer, um etwa 2500 v. Chr., Telo (Mesopotamien):

  • „Um mit Wasser rein zu waschen, um mit Pottasche zu säubern... vermischt er das reine Öl mit Pottasche“



Plinius der Ältere (23 -79 n. Chr.) „Historia naturalis“:

„Gallier und Germanen benutzen Seife aus Ziegentalg und weiß gebrannter Asche als Haarpomade.“


8 Jhd.: naturalis“:

Blütezeit der Seifen-herstellung in Italien, Spanien und Frankreich

18. Jhd.:

Seifensiederhandwerk weicht einer gezielt industriellen Seifener-zeugung


1878: „Henkels Bleichsoda“ mit Natriumcarbonat und Natriumsilicat als Einweich- und Enthärtungsmittel

1907: PERSIL, ein Gemisch aus Perborat, Seifenflocken, Soda und Natriumsilicat, als erstes Vollwaschmittel


1834: Entdeckung des ersten „synthetischen“ Tensids, des „sulfooleinsauren Kalis“

1932: Feinwaschmittel „Fewa“ als erste synthetische wasch-aktive Substanz


Versuch 1: Vergleich von Seife und synthetischen Tensiden

1. pH-Wert

R-CH2-COO –(aq) + H2O R-CH2-COOH(aq) + OH-(aq)

„Seifenanion“

R-CH2-OSO3-(aq) + H2O R-CH2-OSO3H(aq) + OH-(aq)

Fettalkoholsulfation


2. Reaktion bei Zugabe von Säure Tensiden

R-CH2-COO-(aq) + H3O+(aq) R-CH2-COOH(s) + H2O

„Seifenanion“ Fettsäure

R-CH2-OSO3-(aq) + H3O+(aq) R-CH2-OSO3H(aq) + H2O

Fettalkoholsulfation Schwefelsäurehalbester


3. Reaktion mit „hartem“ Wasser Tensiden

2 R-CH2-COO-(aq) + Ca2+(aq) Ca(R-CH2-COO)2(s)

„Seifenanion“ Kalkseife

2 R-CH2-OSO3-(aq) + Ca2+(aq) Ca(R-CH2-OSO3)2(aq)

Fettalkoholsulfation



2 1 tenside
2.1 Tenside Tensiden

Tenside (lat. tensio = Spannung) sind Substanzen mit amphiphilem Molekülaufbau, die die Grenzflächenspannung an Phasengrenzen herabzusetzen vermögen.

Wassertropfen

Waschmitteltropfen


Das Tensidmolekül Tensiden

COO-

hydrophob hydrophil


Tensidklassen 1
Tensidklassen (1) Tensiden

  • kationische Tenside

  • anionische Tenside

  • R-CH2-OSO3- Na+

CH3

z. B. Dodecyltrimethyl-ammoniumchlorid (R = C12H25)

+

R

N

CH3

Cl-

CH3

z.B. Fettalkoholsulfat (FAS) (R = C11 – C15)


Tensidklassen (2) Tensiden

  • amphotere Tenside

  • nichtionische Tenside

    R-O-(CH2-CH2-O-)nH

CH3

z.B. Alkylbetain

+

N

R

CH2

COO-

CH3

z.B. Fettalkoholpolyglykol-ether(R = C9 – C19; n = 3 – 15)


Versuch 2 identifizierung der tensidart mittels dc
Versuch 2: Identifizierung der Tensidart mittels DC Tensiden

  • Anionisches Tensid: Vollwaschmittel

  • Kationisches Tensid: Weichspüler

  • Nichtionisches Tensid: Zuckertensid

  • Indikatoren:

MethylorangeMethylenblau

+


  • Auswertung: Tensiden

  • kationisches Tensid/ Methylorange gelber Fleck

  • anionisches Tensid/ Methylenblau blauer Fleck

  • nichtionisches Tensid grünlicher Fleck

WS VW ZT


2 2 ger ststoffe
2.2 Gerüststoffe Tensiden

Versuch 3: Wirkungsweise von Gerüststoffen

[Fe(H2O)6]3+(aq) + 4 SCN-(aq)[Fe(H2O)2(SCN)4]-(aq) + 2 H2O

[Fe (SCN)4 (H2O)2]-(aq)

Waschmittellösung

Entfärbung


Versuch 4 phosphatnachweis

Pentanatriumtriphosphat Tensiden

- der älteste Gerüststoff

Versuch 4: Phosphatnachweis

-

-

-

-

-

Fe3+ 2 Na+

5 Na+

12 (NH4)6Mo7O24(aq) + 7 H3PO4(aq) + 51 HNO3(aq)

7(NH4)3[P(Mo12O40)](s) + 51 NH4NO3 + 36 H2O


Das phosphat problem
Das Phosphat-Problem Tensiden

  • von 1960 – 1984 war PNT wichtigster Gerüststoff

  • Vorteile: - komplexe Bindung mehrwertiger Metallionen - Wirkungssteigerung der Tenside - alkalische Abpufferung der Waschlauge - toxikologisch unbedenklich

  • aber: Eutrophierung der Gewässer!


Das phosphat substitut sasil s odium a luminium sil icate
Das Phosphat-Substitut: SASIL Tensiden(sodium-aluminium-silicate)

-

-

Formale Zusammensetzung:

x Na2O . y Al2O3. 2 SiO2

α - Käfig


Wirkungsweise von SASIL Tensiden

-

-

+

Ca2+

Na+

Ca2+

Na+

-

Na+

Na+

-

-


Versuch 5 titrimetrische gehalts bestimmung von sasil
Versuch 5: Titrimetrische Gehalts- bestimmung von SASIL Tensiden

1. Säureaufschluss

Na12[Al12Si12O48] + 48 H3O+

12 Na+ + 12 Al3+ + 12 SiO2 + 72 H2O

2. Komplexierung von Al3+

Al3+ + [H2X]2- + 2 H2O [Al- - -X]- + 2 H3O+


3. Rücktitration mit Zn Tensiden2+

Zn2+ + [H2X]2- + 2 H2O [Zn- - -X]2- + 2 H3O+

4. Endpunktbestimmung

Zn2+ + 2 H2Dz + 2 H2O [Zn(HDz)2] + 2 H3O+

braunrotviolett

5. Abfangen der Protonen

H3O+ + CH3COO- H2O + CH3COOH


Dithizon (H Tensiden2Dz)

Zink-EDTA-Komplex ([Zn- - -X]2-)

Zn2+

Zink-Dithizon-Komplex ([Zn(HDz)2])

-

-


2 3 bleichmittel w scht selbst buntw sche bl tenwei
2.3 Bleichmittel – Tensiden„wäscht selbst Buntwäsche blütenweiß“

Versuch 6: Nachweis der Bleichwirkung

2-

Δ

+ 2 H2O 2 H2BO3- + 2 H2O2

H2O2+ OH- HOO- + H2O

HOO-O + OH-



2 4 optische aufheller
2.4 Optische Aufheller Tensiden

UV-Strahlung des Tageslichts

weiß

Faser mit optischem Aufheller


3 waschmittel in der schule
3. Waschmittel in der Schule Tensiden

„Ein übergeordnetes Erziehungsziel des Unterrichts ist es, die Schülerinnen und Schüler zur Bewältigung zukünftiger Lebenssituationen und zur Teilnahme an demokratischen Entscheidungsprozessen zu befähigen und damit zu mündigen Staatsbürgern zu erziehen. ..................................

.....Dem Chemieunterricht fällt dabei die besondere Aufgabe zu, die materiale Umwelt zu erschließen sowie Verständnis und Kompetenz im Umgang mit alltäglichen Stoffen zu vermitteln.“


Justus von Liebig (1803 – 1873): Tensiden

„Die Seife ist ein Maßstab für den Wohlstand und die Kultur der Staaten. Es ist gewiss, dass man bei der Vergleichung zweier Staaten bei gleicher Einwohnerzahl denjenigen für den reicheren, wohlhabenderen und kultivierteren erklären kann, welcher am meisten Seife verbraucht.“


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