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Rund ums Waschen. ÜbersichtÜbersicht 1.Geschichte des Waschens 2.Moderne Waschmittel 2.1 Tenside 2.2 Bleichmittel 2.3 Enzyme 2.4 Ionenaustauscher 2.5.

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1 Rund ums Waschen

2 ÜbersichtÜbersicht 1.Geschichte des Waschens 2.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 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 (K 2 CO 3 )

5 1. Geschichte des Waschens Ägypter: ca. 600 v. Chr. Nutzung: Haarpomade, Medizin Wäschereinigung: Kochen mit Pottasche & Soda (Na 2 CO 3 )

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 Öl + Natriumhydroxid → Glycerin + Seife Versuch 1: Herstellung von Seife

10 1. Geschichte des Waschens Mechanismus der Verseifung

11 1. Geschichte des Waschens

12 2. Moderne Waschmittel

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

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

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 Dodecanol → Dodecylsulfat + Wasser Versuch 2: Herstellung von Dodecylsulfat

19 2.1 Tenside 1. 1.Schritt: Bildung des Schwefelsäureesters Mechanismus

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 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 Warum man Seife nicht zum Wäsche waschen nutzt

23 2.2 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) Bleichmittel

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: 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 Enzyme

28 2.3 Enzyme Enzymatisch katalysierte Zersetzung des Faserschmutzes Funktion in Waschmitteln

29 2.3 Enzyme Subtilisin –Stabilitätsoptimum bei 60°C –pH-Optimum zwischen pH –Stabilisierung durch Ca 2+ Ionen –Geringe Selektivität –Aktives Zentrum Versuch 5: Nachweis der Proteasewirkung mittels Gelatine

30 2.3 Enzyme Mechanismus der enzymatischen Katalyse

31 2.3 Enzyme

32

33 Demonstration 3: Wirkungsweise von Cellulase in Waschmitteln

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

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

36 2.5 Optische Aufheller Demonstration 4: Optische Aufheller

37 3. Der Waschvorgang

38 Versuch 6: Schmutzablösende Wirkung von Tensiden SchmutzartBeispiel PigmenteStaub, Asche, Ruß Fette/Öle/MineralöleHautfett, Kosmetika Wasserlösliche StoffeSalze, Urin, Schweiß Eiweißhaltige StoffeBlut, Kakao, Milch Farbstoffhaltige StoffeObst, 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 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 Histidin Serin

44 2.1 Tenside Schaumbildung Zusatzmaterial

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

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

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

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

52 2.3 Enzyme 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 Amylasen

53 2.3 Enzyme 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 Cellulasen

54 2.3 Enzyme Demonstration 3: Wirkungsweise von Cellulase in Waschmitteln

55 2.3 Enzyme 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 Lipasen

56 3. Der Waschvorgang 1)Benetzung - Erniedrigung der Grenzflächenspannung 2) Verminderung der Schmutzanhaftung - Elektrostatische Abstoßung zwischen Schmutz und Faser - Umnetzung

57 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


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