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Rund ums Waschen

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  1. Rund ums Waschen

  2. Übersicht • Geschichte des Waschens • Moderne Waschmittel 2.1 Tenside 2.2 Bleichmittel 2.3 Enzyme 2.4 Ionenaustauscher 2.5 Optische Aufheller 3. Der Waschvorgang 4. Schulrelevanz

  3. 1. Geschichte des Waschens

  4. 1. Geschichte des Waschens • Erstes Waschmittel: Wasser • Seifen: Alkalisalze der Fettsäuren • Entdeckung der Seife: Sumerer ca. 2500 v. Chr. • Nutzung: Medizin, Kosmetik und Reinigung Seifenrezept: 1 Liter Öl und die fünfeinhalbfache Portion Pottasche (K2CO3)

  5. 1. Geschichte des Waschens • Ägypter: ca. 600 v. Chr. • Nutzung: Haarpomade, Medizin • Wäschereinigung: Kochen mit Pottasche & Soda (Na2CO3)

  6. 1. Geschichte des Waschens • Römer: ca. 50 v. Chr. • Nutzung: Kosmetik, Haarpomade • Wäschereinigung: Urin & Kochen mit Aschelauge • 2. Jhd.: Wiederentdeckung der reinigenden Wirkung der Seife durch Arzt Galen

  7. Hochblüte der Seifensie- derrei: durch Araber, Spanier, Italiener & Franzosen 14. Jhd.: Seifensieder-Zünfte in Deutschland 19. Jhd.: großtechnische Herstellung von Soda (Leblanc-Verfahren & Solvay-Verfahren) 1. Geschichte des Waschens

  8. 1. Geschichte des Waschens • 1907: erstes Vollwaschmittel • Persil (Seifenpulver, Natrium-perborat & Natriumsilicat) • 1928: Synthese anderer Tenside (lat.: tensio = Spannung; ober-flächenaktive Verbindungen) • z.B. Alkylsulfate (FEWA)

  9. 1. Geschichte des Waschens Versuch 1: Herstellung von Seife Öl + Natriumhydroxid → Glycerin + Seife

  10. 1. Geschichte des Waschens Mechanismus der Verseifung

  11. 1. Geschichte des Waschens

  12. 2. Moderne Waschmittel

  13. 2. Moderne Waschmittel Moderne Waschmittel

  14. 2.1 Tenside Tenside • Aufbau von Tensiden: • Hydrophoben Teil: meist langkettig verzweigter bzw. unverzweigter Kohlenwasserstoff • Hydrophiler Teil: polare Gruppierung

  15. 2.1 Tenside Demonstration 1: Tenside in wässriger Lösung

  16. 2.1 Tenside Demonstration 2: Erniedrigung der Grenzflächenspannung

  17. 2.1 Tenside Tensidklassen

  18. 2.1 Tenside Versuch 2: Herstellung von Dodecylsulfat Dodecanol → Dodecylsulfat + Wasser

  19. 2.1 Tenside Mechanismus • Schritt: Bildung des Schwefelsäureesters

  20. 2.1 Tenside 2. Schritt: Versetzen mit Natronlauge

  21. 2.1 Tenside Versuch 3: Nachweis von anionischen und kationischen Tensiden

  22. 2.1 Tenside Warum man Seife nicht zum Wäsche waschen nutzt • Seifenlösungen haben hohen pH-Wert  Verfilzen von Naturfasern • In hartem Wasser Bildung von Kalkseifen  Ablagerung auf Gewebefaser • Mit Säuren Reaktion zu schwer- löslichen Fettsäuren Ablagerung auf Gewebefaser

  23. 2.2 Bleichmittel Bleichmittel • Funktion: • Oxidative Zerstörung des Schmutzes • Keimtötende Wirkung • Ersatz für Rasenbleiche • Einsatz von Natriumperborat • Bei 60°C optimal aktiv  bei geringeren Temperaturen Zusatz von Tetraethylendiamin (Bleichaktivator)

  24. 2.2 Bleichmittel Versuch 4: Nachweis der Bleichwirkung 1) Bei Temperaturen > 60°C

  25. 2.2 Bleichmittel 2) Bei Temperaturen < 60°C

  26. 2.2 Bleichmittel

  27. 2.3 Enzyme Enzyme • Enzyme: hochmolekulare Eiweißverbindungen • Proteasen: Spaltung von Eiweißmolekülen in lösliche Bruchstücke • Amylasen: Spaltung von Stärkemolekülen in Zweifachzucker Maltose • Cellulasen: Spaltung von Cellulose in Cellobiose • Lipasen: Entfernung von Fetten und Ölen bei Temperaturen um 20°C

  28. 2.3 Enzyme Funktion in Waschmitteln • Enzymatisch katalysierte Zersetzung des Faserschmutzes

  29. 2.3 Enzyme Versuch 5: Nachweis der Proteasewirkung mittels Gelatine • Subtilisin • Stabilitätsoptimum bei 60°C • pH-Optimum zwischen pH 10-11 • Stabilisierung durch Ca2+ Ionen • Geringe Selektivität • Aktives Zentrum

  30. 2.3 Enzyme Mechanismus der enzymatischen Katalyse

  31. 2.3 Enzyme

  32. 2.3 Enzyme

  33. 2.3 Enzyme Demonstration 3: Wirkungsweise von Cellulase in Waschmitteln

  34. 2.4 Ionenaustauscher Ionenaustauscher • Funktion: Entfernung der Härte • Früher: Natriumcarbonat, Penta- natriumtriphosphat • Nachteil: Kalkablagerungen, Eutrophierung • Heute: Zeolithe und Cobuilder (halten härtebildende Ionen in Lösung)

  35. 2.5 Optische Aufheller Optische Aufheller • Fasern absorbieren bevorzugt blaues Licht Gelbstich in weißen Textilfasern • Früher: Zugabe von blauen Farbstoffen • Heute: Zugabe von Fluoreszenzfarb- stoffen

  36. 2.5 Optische Aufheller Demonstration 4: Optische Aufheller

  37. 3. Der Waschvorgang

  38. 3. Der Waschvorgang Versuch 6: Schmutzablösende Wirkung von Tensiden

  39. 1) Benetzung 2) Verminderung der Schmutz- anhaftung 3. Der Waschvorgang 3) Ablösen des Schmutzes von der Faser 4) Halten des Schmutzes in der Lösung

  40. 4. Schulrelevanz • Anwendungsbezug  Chemie hat etwas mit dem eigenen Leben zu tun • Waschmittel im Lehrplan • Wahlthema angewandte Chemie • Grenzflächenaktive Substanzen • Wahlthema Komplexchemie • Bedeutung & Verwendung von Komplexverbindungen

  41. Ende

  42. ZUSATZMATERIAL

  43. Asparaginsäure Serin Histidin

  44. 2.1 Tenside Schaumbildung Zusatzmaterial

  45. 2.1 Tenside Zusatzmaterial Versuch 4: Warum man Seife nicht zum Wäsche waschen nutzt 1) Der pH-Wert

  46. 2.1 Tenside Zusatzmaterial 2) Bildung schwerlöslicher Fettsäuren 3) Bildung von Kalkseifen

  47. 2.1 Tenside Warum man Seife nicht zum Wäsche waschen nutzt 1) Der pH-Wert 2) Bildung schwerlöslicher Fettsäuren 3) Bildung von Kalkseifen

  48. 3. Der Waschvorgang

  49. 1. Geschichte des Waschens Industrielle Her-stellung von Seife

  50. 2.4 Ionenaustauscher Versuch 7: Wirkungsweise von Zeolith A