tensid

Tenside - Waschmittel
	©stu2011/03/07 (last update)

Tenside sind Stoffe, die die Oberflächenspannung des Wassers herabsetzen. Wassermoleküle sind polar (siehe "Chemische Bindung"), Fett ist unpolar. Fette lassen sich nicht mit Wasser lösen. Um trotzdem mit Wasser waschen zu können braucht man Stoffe, die ein polares und ein unpolares Ende haben, sodass es möglich ist, auch unpolare (unbenetzbare) Stoffe mit Wasser in Lösung zu bringen - die Tenside.

Tenside lagern sich mit dem unpolaren Teil an das Fett, heben es von der Unterlage ab, umgeben es und dispergieren (verteilen) es. Der polare (wasserfreundliche) Teil ist dem Wasser zugewandt und so kann das Fett vom Wasser abtransportiert werden.

Seifen:

Seifen sind Salze von Fettsäuren, sie werden durch Spaltung der Fette mit Laugen gewonnen (es gibt auch andere Verfahren).
Mit NaOH bildet sich Kernseife (fest), mit KOH bildet sich Schmierseife (flüssig).
Durch Mischen verschiedener Fette und Öle lassen sich die Eigenschaften der Seife beeinflussen (grober oder feiner Schaum, der mehr oder weniger lange hält).

Fett

Lauge

Glycerin

Seife

Nachteile der Seife:

Seife hat zwar den Vorteil, dass sie leichter biologisch abbaubar ist als synthetische Tenside, aber sie hat auch Nachteile:

Seifen sind Salze schwacher Säuren und somit alkalisch, denn sie vermindern die Konzentration der H₃O⁺-Ionen in Wasser:	Seife löst sich in H₂O: C₁₇H₃₅COONa => C₁₇H₃₅COO^- + Na⁺ C₁₇H₃₅COO^- + Na⁺ + H₃O⁺ + OH^- => C₁₇H₃₅COOH + Na⁺ + H₂O + OH^-
	Seife stört den pH-Wert der Haut (ca. 5,3). Wolle und Seide werden durch Laugen geschädigt.
Seife bildet mit der Wasserhärte unlösliche Salze ("Kalkseife"):	2 C₁₇H₃₅COO^- + Ca²⁺ => Ca(C₁₇H₃₅COO)₂ (unlöslich) "Kalkseife"
	Die Kalkseife mindert die Waschwirkung und macht die Wäsche grau und hart.

Synthetische Tenside:

Seifen sind Anionen-Tenside (negativ geladen), unter den synthetischen Tensiden gibt es neben Anionen-Tensiden noch Kationen-Tenside, amphotere Tenside und Niotenside:

Anionen-Tenside

polarer Teil ist negativ geladen

Alkylsulfate ("Fettalkoholsulfate")	z.B.: "Natriumlaurylsulfat", Natriumdodecylsulfat Alkylsulfate sind die ältesten Tenside
Alkylbenzensulfonate "Alkyl-" = Kohlenwasserstoffgruppe	sind derzeit weit verbreitet, werden auch in Geschirrspülmitteln eingesetzt. Sulfonate sind Salze der "Sulfonsäuren" R-SO₃H

Kationen-Tenside

polarer Teil ist positiv geladen

Tetraalkylammoniumsalze

quartäre Amine (4 Substituenten am N)
werden in Weichspülern, Haarpflegemitteln und Desinfektionsmitteln eingesetzt

Amphotere Tenside

haben anionischen und kationischen Teil

Sie sind gut hautverträglich, werden in Kosmetika und Geschirrspülmitteln eingesetzt.

Sie haben sowohl quartäre Ammoniumgruppen (positiv) im Molekül, als auch -COOH Gruppen (negativ geladen).

Niotenside

sind nicht ionisch

"Fettalkoholpoly-
glycolether"

sind vor allem zum Waschen bei niedrigen Temperaturen geeignet, können auch "schaumgebremst" hergestellt werden.

Alkylpolyglycoside
"Zuckertenside"

werden aus Glucose hergestellt, also aus nachwachsenden Rohstoffen

sind gut hautverträglich, leicht abbaubar, aber leider sehr teuer.

Tenside werden nicht nur in Waschmitteln, Haushaltsreinigern, Haarshampoos und Zahnpasta eingesetzt, sondern auch in Kosmetika und zu technischen Zwecken wie der Erzaufbereitung (Trennung des Erzes von anderem Gestein). Auch bei der Herstellung von Farben und Lacken und in der Nahrungsmittelindustrie werden emulgierende Stoffe verwendet ("Emulgatoren").

Waschmittel:

Waschmittel enthalten nicht nur Tenside, sondern auch Wasserenthärter, Bleichmittel, Enzyme zum Abbau von Eiweiß, alkalische Stoffe, optische Aufheller, Füllmittel, Schaumregulatoren, Korrosionsinhibitoren (verhindern Korrosion der Waschmaschine) und Duftstoffe.

10-20%	Tenside	anionische, amphotere und Niotenside
20-30%	Enthärter	früher: Polyphosphate, heute: Zeolith (Silikat), binden Ca-Ionen der Wasserhärte
10-20%	Bleichmittel	Perborate: geben atomaren Sauerstoff ab (wie H₂O₂), der Obstflecken, etc. bleicht sind nicht in Color-Waschmitteln enthalten (aus Rücksicht auf die Farben)
5-20%	Alkalien	hauptsächlich Na₂CO₃, nicht in Feinwaschmitteln (Wolle schrumpft in Laugen)
0,1-0,3%	Enzyme	Proteasen (Enzyme, die Proteine = Eiweiß spalten)
0,1-0,2%	Aufheller	wandeln UV-Licht in sichtbares Licht um (deshalb wird UV-Licht in Discos eingesetzt)
0,5-1%	div. Stoffe	Korrosionsinhibitoren, Vergrauungsinhibitoren, Schaumregulatoren, Duftstoffe, etc.
	Füllstoffe	erhalten das Gemisch rieselfähig

Als Enthärter werden heute Zeolithe verwendet. Zeolith A besteht aus käfigartigen Silikatmolekülen in denen z.B. Ca²⁺ Ionen gebunden werden.
Zeolithe kommen auch in der Natur vor, Zeolith A wird synthetisch hergestellt. Es verhält sich im Gegensatz zu den früher verwendeten Polyphosphaten umweltneutral.

Zeolithe (Uni Freiburg)

Als Bleichmittel wird Na-Perborat verwendet, da es über 60°C unter Abgabe von O-Radikalen zerfällt. Die Sauestoff-Radikale zerstören Farbstoffe (Obstflecken, etc.) bzw. wandeln sie in farblose (= unsichtbare) Stoffe um. Damit Perborate auch bei Temperaturen unter 60°C wirken bedarf es sogenannter Bleichmittelaktivatoren wie TAED.
Nachweis von Bleichmittel in Waschmitteln: Gibt man zu einer durchsichtigen Lösung von KMnO₄ ein Vollwaschmittel, so entfärbt sich die Lösung => Bleichmittel vorhanden. Mit einem "Color-Waschmittel" sollte diese Reaktion ausbleiben.

Enzyme, die Eiweiß abbauen können auch zu Hautreizungen führen. Früher waren davon vor allem Beschäftigte in Waschmittelfabriken betroffen, mittlerweile werden die Enzyme in Wachskügelchen "verpackt", die im warmen Wasser schmelzen und ihren Inhalt erst in der Lauge freigeben.

Optische Aufheller sind Stoffe, die UV-Licht in sichtbares Licht umwandeln (das liegt am ausgedehnten System von

-Elektronen). Dadurch erscheinen solcherart imprägnierte Materialien weißer als die Umgebung. Sie sind ähnlich wie Farbstoffe aufgebaut und werden auch in der Papierindustrie eingesetzt.

Versuch:

Sowohl weiße Wäsche, als auch Papier sind im Licht einer UV-Lampe "weißer als weiß". Das funktioniert auch mit UV-Bestrahlungslampen zur Hautbräunung. (Vorsicht: nicht direkt ins Licht blicken, Augenschäden möglich!)

Schaumregulatoren sind Stoffe, die verhindern, dass beim Waschen zuviel Schaum entsteht (die Waschmaschine würde überschäumen!). Es handelt sich dabei um unterschiedliche Tenside.

Versuch:

Wenn man in der Badewanne einen Schaumbad-Zusatz verwendet ( enthält Tenside), kann man zumeist beobachten, dass der Schaum bei der Verwendung von Haar-Shampoo zusammenbricht. Es handelt sich um dasselbe Phänomen, wie bei Schaumregulatoren in Waschmitteln: Unterschiedliche Tenside vermindern den Schaum des jeweils anderen.

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