Elemente und Moleküle, Schulbuch

253 15.2 TenSiDe 15.1 Der WaSchPrOzeSS Wasser Luft Faser Ölige Anschmutzung Ausgangszustand Tensidadsorption Tröpfchenbildung Schmutzabstoßung Schmutzentfernung a) b) c) d) e) Abb. 253.1: Schmutzentfernung durch ein Tensid 60 % Textilreinigung 12 % kosmetische Produkte 12 % Flotation 8 % Nahrungsmittel 8 % Lacke und Farben Abb. 253.2: Verwendung von Tensiden Abb. 253.3: Struktur eines Alkylsulfates – Fettalkylsulfates (FAS) O S O 3 Na H 3 C C H 2 O n Kurzschreibweise S O 3 Na ■ 253.1: Herabsetzung der Oberflächenspannung durch Tenside Füll in ein Gefäß mit einer möglichst großen Oberfläche (zB Salatschüs- sel) Wasser! Streu auf die Wasseroberfläche Pfeffer! Infolge der Oberflächen- spannung „schwimmt“ der Pfeffer. Benetz deine Finger mit einer Tensidlösung (zB Handgeschirrspülmittel) und tauch sie in die Schüssel! ■ 253.3: Herstellung einer Seife Gib in eine Proberöhre 2 Tropfen Ölsäure und ca. 2 mL Natronlauge (0,1 mol/Liter) und schüttel gut durch! Füg einige mL Deionat zu und schüttel erneut! SCHÜLeRVeRSUCHe 15.2 tENSIDE Da der hydrophobe Teil praktisch immer ein langkettiger Kohlenwasserstoffrest ist, erfolgt die Einteilung der Tenside nach dem Aufbau der hydrophilen Gruppe. Trägt die hydrophile Gruppe eine negative Ladung, spricht man von anionenaktiven Ten - siden. Kationenaktive Tenside tragen eine positive Ladung. Wird die Wasserlöslich - keit durch ungeladene polare Gruppen bewirkt, sind es nichtionogene Tenside. Es existieren auch amphotere Tenside, die einen kationen- und anionenaktiven Teil besitzen. Die größte Bedeutung kommt aber den anionenaktiven Tensiden zu. Sie werden aber in zunehmendem Maß von nichtionogenen Verbindungen ersetzt. Anionenaktive tenside Seife Seifen sind Natrium- bzw. Kaliumsalze von Fettsäuren. Ihre Herstellung aus Fett wurde in Kap. 12.1 besprochen. Für den Einsatz als Tenside in Waschmitteln haben sie eine Reihe ungünstiger Eigenschaften. Wässrige Seifenlösungen reagieren basisch. Konzentrationen, die zum Waschen be- nötigt werden, haben pH-Werte über 9. Empfindliche Gewebe, wie zB Wolle oder Seide, werden bereits bei solchen pH-Werten geschädigt, besonders bei höherer Temperatur. Feinwaschmittel enthalten daher grundsätzlich keine Seife. Auch der Säureschutzmantel der Haut wird durch Seife zerstört. Shampoos und „Neutralsei - fen“ sind daher säurefrei und enthalten andere Tenside, die neutral reagieren. Die Bezeichnung „Seife“ gilt hier dem Verwendungszweck. Seifen sind säureempfindlich. Bei niedrigen pH-Werten reagieren sie zu wasser- unlöslichen, freien, waschwirkungslosen Fettsäuren. Sie sind daher für Industrierei- niger, die über einen weiten pH-Wert-Bereich einsatzfähig sein sollen, ungeeignet. Seifen sind wasserhärteempfindlich. Mit den Ca 2+ - und den Mg 2+ -Ionen des harten Wassers bilden sie die wasserunlöslichen „Kalkseifen“. Aus dem Alltag sind diese als „Schmutzränder“ in Badewannen und Duschkabinen bekannt, die nur entstehen, wenn wirklich Seife zur Körperreinigung verwendet wird. Auf der Wäsche erzeugen diese Kalkseifen Rückstände mit unangenehm ranzigem Geruch. Wegen ihrer schaumregulierenden Wirkung werden Seifen in Vollwaschmitteln trotz- dem eingesetzt, aber immer in Verbindung mit Wasserenthärtern. Alkylsulfate (Fettalkylsulfate FAS) Alkylsulfate sind „Halbester“ zwischen Schwefelsäure und Fettalkoholen (Abb. 253.3). Sie stellen den Beginn der „Tensidchemie“ dar. Alkylbenzensulfonate (ABS) Dieser Tensidtyp ist der derzeit verbreitetste. Das erste Tensid dieser Art – Tetrapropylen- benzensulfonat (TPS) – besaß gute Wascheigenschaften und war sehr günstig in der Herstellung. Allerdings war die Verbindung nur bedingt abbaubar. Man erkannte, dass die fehlende Abbaubarkeit auf die verzweigte Kohlenstoffkette zurückzuführen ist, und entwickelte Tenside mit unverzweigten – linearen – Seitenketten. Das lineare Alkylben - zensulfonat (LAS) (Abb. 254.1) ist eine Verbindung, deren Abbau sehr gut untersucht wurde. Der Abbau erfolgt unter anderem auch durch die b -Oxidation, die bei der Fett- verwertung (Kap. 13.2) besprochen wurde. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv