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Rund ums Waschen. 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. 1. Geschichte des Waschens. 1. Geschichte des Waschens. Erstes Waschmittel: Wasser
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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
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)
1. Geschichte des Waschens • Ägypter: ca. 600 v. Chr. • Nutzung: Haarpomade, Medizin • Wäschereinigung: Kochen mit Pottasche & Soda (Na2CO3)
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
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
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)
1. Geschichte des Waschens Versuch 1: Herstellung von Seife Öl + Natriumhydroxid → Glycerin + Seife
1. Geschichte des Waschens Mechanismus der Verseifung
2. Moderne Waschmittel Moderne Waschmittel
2.1 Tenside Tenside • Aufbau von Tensiden: • Hydrophoben Teil: meist langkettig verzweigter bzw. unverzweigter Kohlenwasserstoff • Hydrophiler Teil: polare Gruppierung
2.1 Tenside Demonstration 1: Tenside in wässriger Lösung
2.1 Tenside Demonstration 2: Erniedrigung der Grenzflächenspannung
2.1 Tenside Tensidklassen
2.1 Tenside Versuch 2: Herstellung von Dodecylsulfat Dodecanol → Dodecylsulfat + Wasser
2.1 Tenside Mechanismus • Schritt: Bildung des Schwefelsäureesters
2.1 Tenside 2. Schritt: Versetzen mit Natronlauge
2.1 Tenside Versuch 3: Nachweis von anionischen und kationischen Tensiden
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
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)
2.2 Bleichmittel Versuch 4: Nachweis der Bleichwirkung 1) Bei Temperaturen > 60°C
2.2 Bleichmittel 2) Bei Temperaturen < 60°C
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
2.3 Enzyme Funktion in Waschmitteln • Enzymatisch katalysierte Zersetzung des Faserschmutzes
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
2.3 Enzyme Mechanismus der enzymatischen Katalyse
2.3 Enzyme Demonstration 3: Wirkungsweise von Cellulase in Waschmitteln
2.4 Ionenaustauscher Ionenaustauscher • Funktion: Entfernung der Härte • Früher: Natriumcarbonat, Penta- natriumtriphosphat • Nachteil: Kalkablagerungen, Eutrophierung • Heute: Zeolithe und Cobuilder (halten härtebildende Ionen in Lösung)
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
2.5 Optische Aufheller Demonstration 4: Optische Aufheller
3. Der Waschvorgang Versuch 6: Schmutzablösende Wirkung von Tensiden
1) Benetzung 2) Verminderung der Schmutz- anhaftung 3. Der Waschvorgang 3) Ablösen des Schmutzes von der Faser 4) Halten des Schmutzes in der Lösung
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
Asparaginsäure Serin Histidin
2.1 Tenside Schaumbildung Zusatzmaterial
2.1 Tenside Zusatzmaterial Versuch 4: Warum man Seife nicht zum Wäsche waschen nutzt 1) Der pH-Wert
2.1 Tenside Zusatzmaterial 2) Bildung schwerlöslicher Fettsäuren 3) Bildung von Kalkseifen
2.1 Tenside Warum man Seife nicht zum Wäsche waschen nutzt 1) Der pH-Wert 2) Bildung schwerlöslicher Fettsäuren 3) Bildung von Kalkseifen
1. Geschichte des Waschens Industrielle Her-stellung von Seife
2.4 Ionenaustauscher Versuch 7: Wirkungsweise von Zeolith A