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„Tenside – nicht nur zum Waschen“ Birgit Schubert.

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Präsentation zum Thema: "„Tenside – nicht nur zum Waschen“ Birgit Schubert."—  Präsentation transkript:

1 „Tenside – nicht nur zum Waschen“ Birgit Schubert

2 Gliederung 1. Definition 2. Verwendung 3. Struktur und Einteilung 4. Eigenschaften 5. Geschichte 6. Tensidverbrauch 7. Lehrplansituation 8. Didaktische Aspekte

3 1. Definition Tenside (lat. tensio = Spannung): Substanzen, die die Grenzflächenspannung zwischen zwei Phasen herabzusetzen vermögen besitzen ein hydrophiles und ein hydrophobes Ende 1. Definition

4 Demonstration 1: Lava-Lampe 1. Definition

5 2. Verwendung Waschen & Reinigen Textilien & Fasern Pflanzenschutz & Schädlingsbekämpfung Nahrungsmittel Verschiedene Industriezweige Baugewerbe Bergbau, Flotation & Ölförderung Metallverarbeitung Kosmetik & Pharmazie Leder & Pelze Farben, Lacke & Kunststoffe Cellulose & Papier 2. Verwendung

6 3. Struktur und Einteilung Streichholzmodell: hydrophob hydrophil Nichtionische Tenside Anionische Tenside Kationische Tenside Amphotere Tenside 3. Struktur und Einteilung

7 A) Kationische Tenside: Cl - Dimethyldioctadecylammoniumchlorid Beispiele aus den verschiedenen Tensidklassen 3. Struktur und Einteilung +

8 Versuch 1: Nachweis der Anlagerung kationischer Tenside an Textilien 3. Struktur und Einteilung

9 Auswertung 3. Struktur und Einteilung 2+ Bromphenolblau -

10 - 2 NaBr 3. Struktur und Einteilung intensiv blau

11 R-CH 2 -OSO 3 Na (R = C 10 -C 14 ) R-CH 2 -COO Na(R = C 10 -C 20 ) B) Anionische Tenside: R = CH 2 -COO  Glykolcholsäureanion R = CH 2 -CH 2 -SO 3  Taurocholsäureanion Fettalkoholsulfate Seife Gallensäureanionen 3. Struktur und Einteilung -

12 C) Nichtionische Tenside: R = C Alkylpolyglucosid Fettsäuremonoglycerid 3. Struktur und Einteilung

13 R = C H D) Amphotere Tenside: Dipalmitoyllecithin Alkylbetain 3. Struktur und Einteilung

14 4. Eigenschaften Herabsetzen der Grenzflächenspannung zweier Phasen Herabsetzen der Oberflächenspannung Dispergiermittel Netzmittel Schaumbildner 4. Eigenschaften

15 Demonstration 2: Herabsetzen der Oberflächenspannung 4. Eigenschaften

16 Erklärung der Oberflächenaktivität Oberflächenspannung des Wassers: Bei Zugabe eines Tensids: - Bildung einer monomolekularen Tensidschicht - Herabsetzen der Oberflächenspannung H2OH2O 4. Eigenschaften

17 Demonstration 3: Wirkung als Netzmittel 4. Eigenschaften

18 hydrophile Gruppen der Faser statistisch häufiger ins Innere der Faser  langsame Benetzung Tensid mit hydrophoben Enden an hydrophobe Faser Erklärung der Wirkung als Netzmittel 4. Eigenschaften mit Tensid

19 Erklärung der Herabsetzung der Grenzflächenspannung (Lava-Lampe) Trotz des spezifisch geringeren Gewichts des Öls kein Herausfließen erst bei Herabsetzen der Grenzflächenspannung durch Tensidzugabe Öl H2OH2O 4. Eigenschaften

20 Demonstration 4: Dispergierwirkung 4. Eigenschaften

21 Erklärung der Dispergierwirkung Öl 4. Eigenschaften Luft Schmutz Emulgator Suspergiermittel Schaum

22 Versuch 2: Schaumlöschgerät 4. Eigenschaften

23 Auswertung 6 NaHCO 3(aq) + Al 2 (SO 4 ) 3(aq) 3 Na 2 SO 4(aq) + 2 Al(OH) 3(aq) + 6 CO 2(g) + Saponin + anionisches Tensid 4. Eigenschaften Struktur des Saponins (Digitonin): Xyl-Glc-Gal Glc-Gal

24 Erklärung der Schaumbildung Einschließen von Luftteilchen durch Tenside Schaumblasen durch Tensiddoppelschichten vom Wasser getrennt 4. Eigenschaften

25 2500 v. Chr.: Sumerer  Herstellung von Seife aus Holzasche und Öl Ägypter, Gallier, Germanen  Herstellung von Seife 14. Jh.: Deutschland  Seifensiederzunft 5. Geschichte

26 1791: Leblanc  technische Herstellung von Soda (Solvay-Verfahren)  Seifenfabrikation 1823: Chevreul  Verseifungsprozess aufgeklärt 1834: Runge  1. Synthetische Tensid: Türkischrotöl 5. Geschichte

27 Versuch 3: Nachteile von Seife 5. Geschichte

28 Reaktion bei Zugabe von Säure: H 3 O + (aq) + CH 3 -(CH 2 ) 16 -COO - (aq) CH 3 -(CH 2 ) 16 -COOH + H 2 O H 3 O + (aq) + CH 3 -(CH 2 ) 16 -OSO 3 - (aq) CH 3 -(CH 2 ) 16 -OSO 3 H + H 2 O Auswertung Reaktion bei Zugabe von Calciumchlorid: Ca 2+ (aq) + 2 CH 3 -(CH 2 ) 16 -COO - (aq) Ca 2+ (CH 3 -(CH 2 ) 16 -COO - ) 2(s) Ca 2+ (aq) + 2 CH 3 -(CH 2 ) 16 -OSO 3 - (aq) Seifenanion Kalkseife Fettalkoholsulfation SeifenanionFettsäure FettalkoholsulfationSchwefelsäurehalbester 5. Geschichte

29 1928: Bertsch, Böhme Fettchemie/Chemnitz  1. synthetische Tensid für Waschmittel 1931: Schöller, Witwer IG Farben  1. Nichtionische Tenside 1932: Böhme Fettchemie/Chemnitz  1. Feinwaschmittel  FAS 5. Geschichte

30 Versuch 4: Synthese eines anionischen Tensids 5. Geschichte

31 Auswertung 1.) H 3 C-(CH 2 ) 14 -CH 2 -OH (s) + H 2 SO 4(aq) H 3 C-(CH 2 ) 14 -CH 2 -OSO 3 H (s) + H 2 O 2.) H 3 C-(CH 2 ) 14 -CH 2 -OSO 3 H (s) H 3 C-(CH 2 ) 14 -CH 2 -OSO 3 - Na + (s) + NaOH - H 2 O 5. Geschichte Übersicht:

32 1.) Veresterung 5. Geschichte Schwefelsäurehexadecylester

33 2.) Säure-Base-Reaktion 5. Geschichte Natriumhexadecylsulfat ≡ FAS

34 Versuch 5: Nachweis des anionischen Tensids 5. Geschichte

35 Auswertung 5. Geschichte Methylenblau

36 5. Geschichte

37 1928: Bertsch, Böhme Fettchemie/Chemnitz  1. synthetische Tensid für Waschmittel 1931: Schöller, Witwer IG Farben  1. Nichtionische Tenside 1932: Böhme Fettchemie/Chemnitz  1. Feinwaschmittel  FAS 1955: Tetrapropylenbenzolsulfonat  65% Gesamtbedarf 1964: Detergentien-Gesetz  80% biologisch abbaubar 5. Geschichte

38 6. Tensidverbrauch in der BRD 1985 Anionische Tenside Nichtionische Tenside Kationische Tenside Amphotere Tenside 59% 33% 7% 1% 6. Tensidverbrauch

39 6. Tensidverbauch in der BRD 1989 Nichtionische TensideAnionische Tenside Kationische Tenside Amphotere Tenside 44,2% 46,8% 1,5% 7,5% 6. Tensidverbrauch

40 Versuch 6: Nachweis der Komponenten eines APG`s 6. Tensidverbrauch

41 Auswertung 6. Tensidverbrauch

42

43 - H + 6. Tensidverbrauch

44 Fehlingsche Probe: 6. Tensidverbrauch rostrot

45 7. Lehrplansituation GK/LK 13.2: Wahlthema Angewandte Chemie Grenzflächenaktive Substanzen: -Waschmittel: Herstellung, Struktur und Eigenschaften von Seifen/synthetischen Tensiden; Erklärung der Waschwirkung; Belastung der Gewässer durch waschaktive Stoffe und ihre Hilfsmittel -Grenzflächenaktive Substanzen in Technik, Kosmetik, Textilindustrie etc. 7. Lehrplansituation

46 8. Didaktische Aspekte Alltagsbezug Anwendungsbezogen Fächerübergreifend Komplexes Denken Umwelterziehung/-bezug 8. Didaktische Aspekte

47 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !

48 Ditartratotetraaquadikupfer(II)-Komplex


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