Rund ums Waschen.

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1 Rund ums Waschen

2 Geschichte des Waschens Moderne Waschmittel 2.1 Tenside
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 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 1. Geschichte des Waschens
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)

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 Moderne Waschmittel Waschaktive Substanzen Gerüststoffe Optische
Tenside Bleichmittel Enzyme Gerüststoffe Ionenaustauscher Cobuilder Alkalien Optische Aufheller Weitere Hilfsstoffe Schaum-, Vergrauungs-, Farbübertragungs-, Korossionsinhibitoren, Duftstoffe

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

15 Demonstration 1: Tenside in wässriger Lösung

16 Demonstration 2: Erniedrigung der Grenzflächenspannung
2.1 Tenside Demonstration 2: Erniedrigung der Grenzflächenspannung

17 2.1 Tenside Tensidklassen

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

19 2.1 Tenside Mechanismus Schritt: Bildung des Schwefelsäureesters

20 2. Schritt: Versetzen mit Natronlauge
2.1 Tenside 2. Schritt: Versetzen mit Natronlauge

21 Versuch 3: Nachweis von anionischen und kationischen Tensiden

22  Ablagerung auf Gewebefaser
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 Bleichmittel Funktion: Einsatz von Natriumperborat
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 Versuch 4: Nachweis der Bleichwirkung
2.2 Bleichmittel Versuch 4: Nachweis der Bleichwirkung 1) Bei Temperaturen > 60°C

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

26 2.2 Bleichmittel

27 Enzyme 2.3 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 Funktion in Waschmitteln
2.3 Enzyme Funktion in Waschmitteln Enzymatisch katalysierte Zersetzung des Faserschmutzes

29 Versuch 5: Nachweis der Proteasewirkung mittels Gelatine
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 Mechanismus der enzymatischen Katalyse
2.3 Enzyme Mechanismus der enzymatischen Katalyse

31 2.3 Enzyme

32 2.3 Enzyme

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

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

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

36 Demonstration 4: Optische Aufheller

37 3. Der Waschvorgang

38 Versuch 6: Schmutzablösende Wirkung von Tensiden
3. Der Waschvorgang Versuch 6: Schmutzablösende Wirkung von Tensiden Schmutzart Beispiel Pigmente Staub, Asche, Ruß Fette/Öle/Mineralöle Hautfett, Kosmetika Wasserlösliche Stoffe Salze, Urin, Schweiß Eiweißhaltige Stoffe Blut, Kakao, Milch Farbstoffhaltige Stoffe Obst, Rotwein, Tee, Kaffee

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

40  Chemie hat etwas mit dem eigenen Leben zu tun
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 Versuch 4: Warum man Seife nicht zum Wäsche waschen nutzt
2.1 Tenside Zusatzmaterial Versuch 4: Warum man Seife nicht zum Wäsche waschen nutzt 1) Der pH-Wert

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

47 Warum man Seife nicht zum Wäsche waschen nutzt
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 Versuch 7: Wirkungsweise von Zeolith A
2.4 Ionenaustauscher Versuch 7: Wirkungsweise von Zeolith A

51 2.3 Enzyme Proteasen Funktion: Spaltung von Eiweißmolekülen in lösliche Bruchstücke  Bessere Loslösung von Textilfaser mit Tensiden

52 2.3 Enzyme Amylasen Funktion: Spaltung von Stärkemolekülen in Zweifachzucker Maltose Verbesserte Waschergebnisse gegenüber kohlenhydrathaltigen Anschmutzungen Nudeln, Reis, Bratensauce, Pudding Synergien zwischen Amylasen und Proteasen Amylase baut Stärke an Oberfläche des Flecks ab, Protease kommt besser an Eiweiß heran

53 Cellulasen Funktion: Spaltung von Cellulose in Cellobiose
2.3 Enzyme Cellulasen Funktion: Spaltung von Cellulose in Cellobiose Abbau von Mikrofibrillen Glatte Oberfläche, frische Farbe, weiches Gewebe Freisetzung feiner Schmutzpartikel Tenside können Anschmutzungen entfernen Einsatz in Colorwaschmitteln

54 Demonstration 3: Wirkungsweise von Cellulase in Waschmitteln
2.3 Enzyme Demonstration 3: Wirkungsweise von Cellulase in Waschmitteln

55 2.3 Enzyme Lipasen Funktion: Entfernung von Fetten und Ölen bei Temperaturen um 20°C Oberhalb dieser Temperaturen Tenside ausreichend Kombination von Tensiden mit Lipasen erhöht Waschwirkung Spaltung der Fettmoleküle zwischen Glycerinmolekülrest und Fettsäure- molekülresten

56 2) Verminderung der Schmutzanhaftung
3. Der Waschvorgang Benetzung - Erniedrigung der Grenzflächenspannung 2) Verminderung der Schmutzanhaftung - Elektrostatische Abstoßung zwischen Schmutz und Faser - Umnetzung

57 3) Ablösen des Schmutzes von der Faser
3. Der Waschvorgang 3) Ablösen des Schmutzes von der Faser - vollst. Umnetzung durch mechanische Bewegung 4) Halten des Schmutzes in der Lösung

58 3. Der Waschvorgang Waschkreis