35. Fortbildungstagung der FGCU in Karlsruhe Experimentalvortrag 15:30 – 16:15 Raum A20 (Gebäude 2) Spülmaschinentabs im Chemieunterricht – ein hochkompliziertes chemisches Alltagsprodukt verständlich machen! Klaus Ruppersberg, Kiel Wolfgang Proske, Zahna-Elster Ich begrüße Sie zum Vortrag „Spülmaschinentabs im Chemieunterricht – ein hochkompliziertes chemisches Alltagsprodukt verständlich machen!“

Spülmaschinentabs

Spülmaschinentabs Hintergründe: • Spülmaschinentabs sind allen Schülerinnen und Schülern bekannt • In 70% der Haushalte steht eine Spülmaschine, bei 75% werden Tabs verwendet. • Seit 1.1.2017 nahezu phosphatfrei gemäß EU-Verordnung 648/2004. • Ein ideales und motivierendes Thema für kontextorientierten Experimentalunterricht!

Experimente mit Spülmaschinentabs Ziele: Verständnis schaffen für ein alltägliches hochkompliziertes Chemieprodukt. Bis zu 40 verschiedene deklarationspflichtige Bestandteile mit schulüblichen Mitteln und Methoden untersuchen. Eigenschaften und Fähigkeiten sollen sichtbar werden. Motivation durch ein positiv besetztes Alltagsprodukt. Kontextorientierten experimentellen Chemieunterricht fördern. Engen Bezug zum Bildungsplan herstellen, z. B.: Waschmittel und Haushaltsreiniger, Säuren und Basen, Umweltchemie Zahlreiche Gesprächsanlässe im schulischen und häuslichen Umfeld schaffen.

Spülmaschinentabs Woher weiß man eigentlich, welche Chemikalien in Tabs enthalten sind? Es besteht eine Deklarationspflicht des Herstellers/ Vertreibers gemäß Detergentienverordnung, EU-Verordnung 648/2004. Der Begriff „Detergentienverordnung“ ist eher bekannt von Waschmitteln, die längst phosphatfrei sind, bei Maschinengeschirrspülmittel (MGM) schwierige Umstellung, daher längere Übergangszeit bis 1.1.2017. Warum musste diese längere Umstellungsfrist erfolgen? Phosphat diente bei Maschinengeschirrspülmitteln nicht nur als Enthärter, sondern verhinderte auch Wiederbeschmutzung des Geschirrs und half beim Ablösen des Schmutzes.

Deklarationspflicht

Rezeptur-information nach INCI-Code: International Nomenclature of Cosmetic Ingredients

Experimente mit Spülmaschinentabs Tabs zur Bearbeitung mörsern ? Lieber nicht: Proteasen könnten als feiner Staub eingeatmet werden und allergische Reaktionen auslösen. Wozu dienen Enzyme in Tabs? Proteasen zum Aufspalten von eiweißhaltigen Speiseresten Amylasen zum Aufspalten von stärkehaltigen Speisereste (in Waschmitteln gibt es sogar noch mehr Enzyme)

Wozu dienen diese ganzen Bestandteile? Parfum: Überdeckung des Eigengeruchs und gegen Gerüche der gelösten Speisereste. Bleichmittel: zersetzen farbige Verschmutzungen (Kakao, Kaffee, Tee, Rotwein, Fruchtsäfte,…) durch Oxidation. Alkalien: zersetzen Speisereste durch Hydrolyse. Farbstoffe: damit die Tabs besser aussehen, keine Waschwirkung. Citrat/ Citronensäure: Komplexbildner, Enthärter, Ersatz für Phosphate. Sulfat: Stellmittel (= dient zu nichts außer Pressbarkeit). Zinkacetat: Verhindert Glaskorrosion. Benzotriazol: verhindert blaues Anlaufen des Bestecks.

Was ist Benzotriazol? 1H-Benzotriazol, Grundform verschiedener Benzotriazole, sammelt sich durch Elbe und Rhein in der Nordsee an. Verwendung: Korrosionsinhibitor in der Spülmaschine Komplexbildner bei chemischen Reaktionen Flammverzögerungsmittel in Flugzeugenteisern Umweltrelevanz: endokriner Disruptor (stört Hormonhaushalt von Kleinstlebewesen)

„Chemiefrei selbst machen“? In Internetblogs werden „Chemiefreie Rezepturen“ vorgeschlagen, unter anderem von der holistischen Zahnärztin Dr. Karin Bender-Gonser, die einen eigenen youtube-Kanal für „Chemiefreies Leben“ betreibt. „Chemiefrei“ : Zitronen aus dem Bioladen Kaisernatron aus dem Drogeriemarkt Meersalz aus dem Reformhaus Apfelessig (Schwer nachvollziehbar, aber gängige naiv-idealisierende Sprechweise)

Youtube-Video: „Selbst machen“ Zitronen pürieren, Essig, (Wasser), Salz, (Soda),…“ „… eine Spülmaschine ging leider kaputt…“ Problematisch: pürierte Zitrone Sinnfrei: Essig und Zitronensäure mit Soda neutralieren

Inhaltsstoffe von Spülmaschinen-Tabs 40 Inhaltsstoffe überprüfen: mit schulischen Mitteln unmöglich! Exemplarische Vorgehensweise; beim einfachsten beginnen: Sauerstoff aus Percarbonat nachweisen Kohlenstoffdioxid aus Carbonat nachweisen

Einfachste Nachweisreaktionen

Nachweis von Anionen mit Silbernitrat Zu Lösungen von Natriumchlorid, Dinatrium-hydrogenphosphat und Kaliumhydrogencarbonat wird Silbernitrat-Lösung gegeben. In allen Fällen entstehen Niederschläge. Nach Zusatz von Salpetersäure löst sich der Phosphat- und Carbonat-Niederschlag, letzterer unter Gasentwicklung

Nachweis von Wasserstoffperoxid Zu Wasserstoffperoxid wird Titanylsulfat-Lösung gegeben: Es entsteht ein gelber Farbkomplex Zu Wasserstoffperoxid wird Schwefelsäure gegeben und Kaliumiodid-Stärke-Papier eingetaucht: Das Papier färbt sich violett; anschließend wird Zinkiodid-Stärke-Lösung dazugegeben, der Ansatz färbt sich blau-violett

Nachweis von Natrium Die Probelösung wird in einen Zerstäuber gefüllt und danach in die Flamme des Brenners gesprüht Die Flamme färbt sich gelb

Nachweis von Phosphat (bzw. dessen gesetzlich verordnete Abwesenheit) Zur Probelösung werden Phosphat Reagenz I und II gegeben: Es kommt nicht zur Blaufärbung

Nachweis von Nio-Tensiden Die Probe wird mit Calciumchlorid, Salzsäure und Wolframatophosphor- säure versetzt. Im positiven Fall kommt es zur Bildung eines weißen Niederschlages

Bestimmung der Soda-Konzentration Die Probe wird mit einem Indikator versetzt und mit Salzsäure titriert: Farbumschlag von blau nach rot

Bestimmung der Wasserstoffperoxid-Konzentration Geschirrspüler-Tabs werden in verdünnter Schwefelsäure gelöst und mit Kaliumpermanganat-Lösung titriert Farbumschlag von farblos nach rosa

Farbstoffe fürs „Produkt-Design“ Ausschütteln eines roten Farbstoffes in die Octanolphase

Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Artikel online auf chiuz.de : DOI 10.1002/ciuz.201800816 Freier Zugang für Schulen nach Antrag 48seitige Anleitung mit Herstellung der Reagenzien: tabs.ruppersberg.de