EL-MO II Moleküle, Schulbuch

172 11.3 WASChMIttELINhALtSStOFFE Neben den Tensiden sind in modernen Waschmitteln eine Reihe weiterer Substan - zen enthalten, die zB die Waschwirkung der Tenside unterstützen, nicht entfernba - re Farbstoffe ausbleichen, unerwünschte Ablagerungen durch hartes Wasser ver- hindern oder den optischen Eindruck und den Geruch der Wäsche verbessern. Waschmittelaufbaustoffe („Builder“) Waschmittelaufbaustoffe dienen zur Unterstützung der Waschwirkung der Tenside und zur Wasserenthärtung. Moderne Waschmittel enthalten zumeist eine Kombina - tion verschiedener Substanzen. Waschalkalien Höhere pH-Werte führen in der Regel zu einer negativen Aufladung von Schmutz und Textilien. Durch die abstoßenden Kräfte wird die Schmutzablösung begünstigt. Waschmittel enthalten daher oft basisch wirkende Carbonate und/oder Silicate. Zu Beginn des 20. Jhs. enthielten Waschmittel bis zu 50 % Waschalkalien. Heute maximal 15 %. Die basischen Anionen können mit den wasserhärtebildenden Kationen schwerlös- liche Niederschläge bilden. Diese Reaktion war früher für die Wasserenthärtung erwünscht. Heute verhindert man die Niederschlagsbildung durch Wasserenthärter. Wasserenthärter Bei der Enthärtung des Wassers im Waschprozess sollen schwerlösliche Niederschlä- ge zum Schutz der Maschine und Wäsche vermieden werden. Die Enthärtung erfolgt durch Komplexbildung oder durch Ionenaustausch. Komplexbildner Mehrwertige Kationen werden durch nichtbindende Elektronenpaare des Komplex - bildners gebunden. Besitzt die Komplexbildungsreaktion eine große Gleichgewichts- konstante, so sind bei ausreichender Dosierung des Komplexbildners praktisch kei- ne freien mehrwertigen Kationen vorhanden. Da sich komplex gebunden Kationen anders verhalten als freie Kationen, spricht man auch von einer „Maskierung“ der Ionen. Die wasserlöslichen Metallkomplexe werden mit der Waschlauge entsorgt. Natriumtriphosphat war lange Zeit eine der wichtigsten Substanzen in Waschmit- teln. Dieses Polyphosphat besitzt ein gutes Calciumbindevermögen und ausgezeich- nete Wascheigenschaften in Kombination mit Tensiden. Da aber die meisten Klär - anlagen die Phosphate nicht zurückhalten konnten, gelangten diese Verbindungen in Oberflächengewässer. Dort kam es dann zu den bekannten Eutrophierungser- scheinungen. (Elemente, Kap.6.4) In den meisten Ländern wurden Phosphatbe- schränkungen bzw. -verbote erlassen. Die Alkalisalze der Nitrilotriessigsäure (NTA; Abb. 172.2) sind ebenfalls gute Kom - plexbildner. Allerdings fürchtet man auch bei dieser Verbindung ein vermehrtes Algenwachstum und ein Herauslösen von Schwermetallen aus Ablagerungen. In Österreich existieren daher für diese Verbindung Einsatzbeschränkungen. Ionenaustauscher Beim Ionenaustausch werden störende Ionen (zB Ca 2+ ) durch wirkungslose Ionen (zB Na + ) ersetzt. Anorganische Ionenaustauscher sind zumeist Gerüstsubstanzen, die in Hohlräumen Kationen binden. Ein Nachteil für den Einsatz von Ionenaustau- schern in Waschmitteln ist ihre Wasserunlöslichkeit. Auf der Suche nach Phosphat- ersatzstoffen erkannte man, dass ein spezielles Natriumalumosilicat – Zeolith 4A – in Waschmitteln eingesetzt werden kann. Diese Verbindung wurde unter der Han- delsbezeichnung Sasil® (= Sodium aluminium silicate) bekannt. Zeolith 4A besitzt eine kubische Struktur und ist von den Dimensionen her gut für den Ca 2+ -Ionen- Austausch geeignet. Allerdings benötigt man für ein optimales Waschergebnis auch Zusätze von wasser- löslichen Komplexbildnern. Diese so genannten Carrier bringen die unerwünschten Abb. 172.2: Struktur des Trinitriloessigsäure- Natriumsalzes (NTA) ■ 172.1: Modellversuch für die Wirkungs- weise von Enthärtern Da die härtebildenden Ionen farblos sind und auch Kalkfällungen schwer sichtbar sind, behilft man sich mit Ersatzstoffen. Den härtebildenden Ionen entspricht das Fe 3+ -Ion, dem Kalk das rotgefärbte Eisen(III)-thiocyanat. Fe 3+ + 3 SCN – → Fe(SCN) 3 gelblich rot Gib zu einer Eisen(III)-chlorid-Lösung eini- ge Tropfen Kaliumthiocyanat. Zu der roten Lösung füg einige Tropfen Waschmittel-Lö - sung oder eine Lösung eines Enthärters zu. Es erfolgt Entfärbung. Fügt man den Ent- härter gleich der Eisen(III)-chlorid-Lösung zu, kann die rote Verbindung nicht gebildet werden. Analog wird die Bildung von Kalk verhindert. SCHÜlerVersuCH C H 2 N H 2 C COO CH 2 COO OOC Na Na Na Waschmittel Tenside Builder Cobuilder Alkalien Bleichmittel Aufheller Enzyme Inhibitoren Anionische T. Niotenside Amphotere T. Zeolithe organische Komplex- bildner Lipasen Proteasen Amylasen Cellulasen Vergrauungs-I. Korrosions-I. Farbstoff- übertragungs-I. Schaum-I. Anteile in % 7–19 20–30 2–7 5–20 10–20 0,1–0,2 0,1–0,3 0,5–1 Abb. 172.1: Bestandteile eines Waschmittels 11 WasCHMITTel Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv