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Seife (Natriumpalmitat C16H31NaO2)
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1. Einleitung
- allgemein: Reinigungs- oder Waschmittel, welches aus tierischen und pflanzlichen Fetten besteht
- sind die wasserlöslichen Natrium- oder Kaliumsalze von Fettsäuren
- diese Salze lassen sich durch Einwirkung von Alkalien auf Fette oder freie Fettsäuren gewinnen
- man bezeichnet die Salze der Fettsäuren mit anderen Metallen als Metallseifen
- Seifen anderer Metalle sind meist schwerer als Wasser und in organischen Lösungsmitteln löslich
2. Geschichte
- körperreinigende Mittel waren keine echten Seifen, sondern reine Borkenasche
- römischer Historiker Plinius der Ältere beschrieb im 1. Jahrhundert verschiedene Formen von harten und weichen, farbstoffhaltigen Seifen
- im 9. Jahrhundert war Marseille führend in der Seifenherstellung
- Seife wurde meistens aus Ziegentalg mit Buchenasche als Alkali hergestellt
- Franzosen entwickelten Methode zur Seifenherstellung aus Olivenöl
- ca. 1500 kam Seife nach England
- Seife bekam schnellen Aufschwung und erhielt besondere Privilegien
- 1783 brachte der schwedische Chemiker Carl Wilhelm Scheele Olivenöl mit Bleioxid zum Sieden
- gewann süß schmeckenden Stoff
- nannte ihn Ölsüß (heute Glycerin)
- veranlasste französischen Chemiker Michel Eugène Chevreul chemische Eigenschaften der Fette und Öle (in der Seife)
- er entdeckte 1823 dass Fette zuerst in Fettsäuren und Glycerin zerfallen
3. Bestandteile
- verwendeten Öle, Fette sind meist Verbindungen aus Glycerin und Fettsäure (z.B. Palmitin- oder Stearinsäure)
- diese Verbindungen mit wässriger Lösung einer Alkalie (z.B. Natriumhydroxid) behandeln
- werden dann in Glycerin und das Natriumsalz der Fettsäure zerlegt
- Verfahren und chemische Reaktion bezeichnet man als Verseifung
- Fettsäuren stammen meist aus Talg, Fett, Fischölen und Pflanzenölen
- harte Seifen lassen sich aus Ölen und Fetten mit hohen Anteil an gesättigten Säuren herstellen
- Talg wird aus Stoffen gewonnen
- aus billigem Abfall werden billige Seifen gemacht
- aus besten essbaren Stoffen werden Feinseifen gemacht
- Talg wird mit Kokosöl gemischt
- durchsichtige Seifen enthalten Kastoröl, hochwertiges Kokosöl und Talg
- Feinseife aus hochwertigem Olivenöl ist die spanische Seife
- Rasierseife hat weiche Kalium-Natrium-Seife aus Stearinsäure (anhaltende Schaumbildung)
- Rasiercreme ist Paste aus Rasierseife und Kokosöl
4. Verwendungszwecke
- meisten Seifen entfernen Fett und andere Verunreinigungen
- Tenside besitzen eine Molekularstruktur (als Verbindung zwischen Wasser und Schmutzteilchen wirkt)
- dadurch werden Teilchen von den darunter liegenden Fasern oder anderen zu säubernden Flächen gelöst
- ein Ende des Tensidmoleküls ist hydrophil (wasserfreundlich)
- andere Ende ist hydrophob (wasserfeindlich)
- hydrophile Ende ähnelt in seiner Struktur einem wasserlöslichen Salz
- hydrophobe Teil besteht aus Kohlenwasserstoffkette
- ähnelt der Struktur von wasserunlöslichen Ölen
- dies erlaubt der Seife Oberflächenspannung von Wasser zu verringern
- an Substanzen die nicht in Wasser löslich sind hängen zu bleiben und diese zu lösen
- Seifenpulver ist hydrierte Mischung aus Seife und Natriumcarbonat
- Pulverseife (z.B. in Spendern) ist trockene Seife, die zu feinem Pulver zerstoßen wurde
- Flüssigseife ist wässrige Lösung aus weicher Kaliumseife
- wegen hoher Wasserbelastung hat man Verwendung von phosphathaltigen Seifen und Reinigungsmitteln verboten
- man verwendet immer mehr Stoffe die einfach biologisch abgebaut und von Bakterien beseitigt werden können
Waschmittel
- flüssige, pastenähnliche oder pulvrige Substanzmischungen
- dient zum Waschen von Textilien in Wasser
- heute fast nur in Waschmaschinen vorhanden
- entscheidende Bestandteile: waschaktiven Substanzen (Tenside, Detergentien)
- Seifen sind mit die ältesten Detergentien
- heute benutzt man sehr häufig Alkylbenzolsulfonate oder Alkylsulfate als Detergentien
- moderne Waschmittel enthalten Zusatz- oder Hilfsstoffe
- enthalten Komplexbildner (z.B. Derivate der Zitronensäure und anderer Carbonsäuren)
- bilden mit den im Wasser enthaltenen Calciumionen (Ca2+) lösliche Komplexe
- verhindert dass sich bereits abgelöster Schmutz wieder auf der Faser festsetzt
- Komplexbildner waren früher Phosphate
- Phosphate sind wegen der Eutrophierung der Gewässer verboten worden
- heute benutzt man Zeolithe oder andere Substanzen mit ähnlicher Wirkung in Ionenaustauschern ein
- Waschmittel enthalten Enzyme zum Entfernen von stark färbernder Verunreinigungen (z.B. Eiweiß, Stärke, Blut, Rotwein oder Fruchtsaft)
- wirken meist schon beim Einweichen oder Vorwaschen
- enthalten Stellmittel (z.B. Natriumsulfat) verbessern die Rieselfähigkeit der pulvrigen Waschmittel
- enthalten Bleichmittel meist Natriumperborat
- spalten aktiven Sauerstoff ab und zersetzen viele Obstreste
- Waschmittel müssen auch Schaumregulatoren oder Schaumhemmer enthalten (für die Behandlung in Waschmaschinen)
- dafür verwendet man Silicone oder Paraffine
- Waschmittel sind leicht parfümiert (damit Laugengeruch überdeckt wird)
- Hilfsstoffe sind auch optische Aufheller und Weichspüler (werden beim letzten Spülgang hinzugegeben)
Tabelle 1: Verbrauch von Wasch- und Reinigungsmitteln 1998
Waschmittel
665.000 t
Weichspülmittel
174.000 t
Handgeschirrspülmittel
115.000 t
Maschinengeschirrspülmittel
Reiniger
Regeneriersalz
58.000 t
10.000 64.000 t
Universalreiniger
78.000 t
Scheuermittel
29.000 t
Tabellen zum Verbrauch von Wasch- und Reinigungsmitteln
Tabelle 2: Verbrauchsmenge ausgewählter Inhaltsstoffe durch Wasch- und Reinigungsmittel in t
1997
1998
1999
Tenside
180.400
187.100
190.400
Zeolithe
141.000
132.500
139.000
Natriumsulfat
100.100
86.700
74.600
Natriumcarbonat (Soda)
92.600
83.000
98.800
Silikate
29.400
22.300
22.300
Polycarboxylate
19.400
14.700
15.700
Natriumperborat (Tetrahydrat)
73.400
61.400
49.500
Natriumpercarbonat
18.900
16.400
27.700
Phosphate
15.000
19.700
23.600
Natriumcitrat
21.500
15.100
15.600
Phosphonate
2.500
2.100
2.900
NTA
k. A.
k. A.
400
TAED
14.300
12.700
13.100
Polyvinylpyrrolidon (PVP)*
400
300
400
Carboxymethylcellulose
2.200
2.000
2.200
Enzyme
5.800
5.500
6.000
Duftstoffe
4.700
5.300
5.700
Optische Aufheller
800
1.100
500
Alkoholische Lösungsmittel
17.200
18.000
18.800
Wie wasche ich umweltbewusst?
Die wichtigsten Verhaltensempfehlungen dazu sind:
Waschmaschine voll beladen
Dosierung immer entsprechend den Angaben des Herstellers auf der Verpackung
Dosierung entsprechend dem Verschmutzungsgrad
Dosierung entsprechend der Wasserhärte (diese bitte bei Ihrem Wasserversorgungsunternehmen erfragen)
Nutzung des 40°C- bzw. 60°C-Waschprogramms anstelle von 90°C
Verzicht auf Vorwäsche
Angemessene Waschhäufigkeit (müssen die Wäschestücke wirklich schon in die Wäsche oder können sie noch einmal getragen werden?)
Möglichst Verzicht auf separaten Wäschetrockner.
Wie kann ich selbst die Umwelt schützen?
· Überdenken Sie Ihre Reinigungsansprüche! Nicht jedes Wäschestück muss nach einmaliger Benutzung gewaschen werden.
· Prüfen Sie die notwendige Waschtemperatur! Weiße und bunte Wäsche wird bereits bei höchstens 60°C richtig sauber. Kochwäsche sollte im Haushalt die Ausnahme sein, z. B. bei ansteckenden Krankheiten. Damit entlasten Sie die Umwelt durch Einsparung von Energie.
· Lassen Sie die Waschmaschine möglichst nur bei voller Beladung waschen, damit weder Waschmittel, noch Wasser oder Energie verschwendet werden! Die Vorwäsche ist bei den heutigen Waschmitteln fast immer entbehrlich.
· Überschreiten Sie keinesfalls die auf der Waschmittelpackung empfohlene Dosierung! Wird auf der Packung zwischen "leicht", "normal" und "stark verschmutzter" Wäsche unterschieden, genügt für Wäsche im Haushalt fast immer die Dosierung für leicht bzw. normal verschmutzt. Überdosierung bringt kein besseres Waschergebnis, sondern nur höhere Kosten und Umweltbelastung.
· Beachten Sie bei der Dosierung die Wasserhärte! Die Härte Ihres Leitungswassers erfahren Sie bei Ihrem Wasserwerk. Der Wasserhärtebereich 1 - auch "weiches Wasser" genannt - erfordert die geringste Waschmittelmenge. Liegt Ihr Wasser im Härtebereich 2 bis 4, ist etwas mehr Waschmittel erforderlich. Die Dosierung für die verschiedenen Wasserhärtebereiche und Verschmutzungsgrade muss nach Wasch- und Reinigungsmittelgesetz auf der Verpackung erkennbar sein. Zu Gunsten der Übersichtlichkeit dürfen ausschließlich bei den wenig härteabhängigen Kompaktwaschmitteln die Härtebereiche 3 und 4 zusammengefasst werden.
· Entscheiden Sie sich für Baukastensysteme oder Kompaktwaschmittel im Tandemsystem! Sie erreichen damit gute Waschergebnisse und ersparen der Umwelt überflüssige Chemikalien.
· Setzen Sie Spezialwaschmittel (z. B. Feinwaschmittel) ganz gezielt ein. Flüssigwaschmittel belasten Kläranlagen und Gewässer wegen Ihres höheren Tensidgehaltes stärker als kompakte Pulver. Tenside können in der Regel auch bei nur einmaliger oder kurzzeitiger Einwirkung für Gewässerorganismen schädlich wirken.
· Minimieren Sie den Einsatz von Weichspülern! Für den eigentlichen Waschvorgang benötigen Sie keinen Weichspüler.
Versuch: Herstellen von Kernseife
Sicherheitshinweis:
Vorsicht! Bei diesem Versuch wird Natronlauge erhitzt. Unbedingt mit Schutzbrille arbeiten (Spritzgefahr!).
Geräte:
Becherglas (100 ml), Becherglas (200 ml), Rührstab aus Glas, Löffelspatel, Dreifuß, Bunsenbrenner, Streichholzschachtel
Chemikalien:
Kokosfett, 25%ige Natronlauge, Kochsalz, destilliertes Wasser
Durchführung:
Es werden 10 g Kokosfett und 5 ml destilliertes Wasser langsam in einem Becherglas erhitzt (Schutzbrille!). Nach und nach werden unter Rühren 10 ml Natronlauge hinzu gegeben. Man lässt die Mischung 20 Minuten unter ständigem Umrühren auf kleiner Flamme kochen, wobei verdampftes Wasser durch destilliertes Wasser ersetzt wird. Anschließend wird der Inhalt des Becherglases in ein Gefäß mit konzentrierter Kochsalzlösung gegossen. Die entstehende Seife sammelt sich auf der Oberfläche der Flüssigkeit. Sie wird mit einem Löffelspatel abgeschöpft und in eine Streichholzschachtel gepresst. Nach etwa 2 Stunden ist die Seife trocken
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