Moderne Waschmittel

Heute im Chemieunterricht: | Waschmittel als Mehrkomponentenprodukte. Waschmittel und Umwelt. Das Waschmittelgesetz.

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113. Moderne Waschmittel

Jüngere Geschichte

Mit dem Beginn des 20. Jahrhunderts kamen immer mehr seifenhaltige, „selbsttätige“ Waschmittel in Kombination mit anderen Wirkstoffen auf den Markt. Neben der Seife enthielten diese vor allem Soda (Natriumcarbonat), Wasserglas (Natriumsilicat) und Natriumperborat. 1907 wurde in Deutschland das erste moderne Waschmittel mit Namen Persil von Henkel produziert. Der Name setzte sich aus NatriumPERborat und SILikat zusammen.

 
Bestimme den pH-Wert verschiedener Waschmittellösungen (Voll- und Feinwaschmittel) und untersuche ihr Verhalten in hartem Wasser.
Alter Persil Werbespot
 

Durch den technischen Fortschritt wurde ab etwa 1960 die übliche Handwäsche von der Maschinenwäsche verdrängt. Dadurch wurde auch eine Umstellung der Waschmittelzusammensetzung notwendig. Unter anderem musste die Wasserhärte-Empfindlichkeit verbessert werden. Denn die Bildung von Kalkseifen, Verbindungen von Seife mit Erdalkalimetallen, mindert die Waschkraft, macht die Wäsche hart und lässt sie schneller verschleißen. Außerdem ruinierte zu hartes Wasser die Heizstäbe der Waschmaschinen.


Waschmittel sind Mehrkomponentensysteme

 
Moderne Waschmittel enthalten Tenside ohne nachteilige Eigenschaften der Seife
 
Zusammensetzung eines modernen Vollwaschmittels: WAS, Gerüststoffe, Enthärter, Bleichmittel, optische Aufheller, Enzyme

In modernen Waschmitteln wurde die Seife weitgehend durch andere waschaktive Substanzen (Tenside) ersetzt, die keine schwer löslichen Calciumsalze bilden und somit auch in hartem Wasser eine sehr gute Waschwirkung zeigen. Tenside sind zwar in der Herstellung teurer als Seife, jedoch lassen sie sich großtechnisch ähnlich einfach herstellen. Moderne Vollwaschmittel enthalten heute neben Tensiden noch eine Vielzahl von Hilfs- und Zusatzstoffen, darunter Enthärter, Bleichmittel, Enzyme und Weißtöner. Im allgemeinen unterscheidet man zwischen Voll-, Fein-, Bunt- und Spezialwaschmitteln, die - je nach Verwendung - weitere Hilfsstoffe enthalten, wie etwa Parfümöle, Schaumregulatoren, Stellmittel und Vergrauungsinhibitoren. Beispielsweise enthalten Feinwaschmittel keine Bleichmittel oder optische Aufheller. Sie werden bei besonders empfindlichen Geweben verwendet und reagieren meist annähernd neutral.


Waschmittel und Umwelt

 
Polyphosphate dienen zur Enthärtung des Wassers, wirken aber bei der Eutrophierung mit
 
Verzweigte Kohlenwasserstoffreste sind biologisch kaum abbaubar; unverzweigte Kohlenwasserstoffreste können biologisch abgebaut werden

Alle Reinigungsmittel gelangen nach der Verwendung in die Kanäle bzw. Kläranlagen und Fließgewässer und verursachen dort Kosten oder Umweltschäden. Gegen die unangenehmen Begleiterscheinungen harten Wassers (Ausfällung von Calciumcarbonat CaCO3, Zerstörung der Heizstäbe in der Waschmaschine) setzte man Vollwaschmitteln früher Polyphosphate wie das Pentanatriumtriphosphat (Na5P3O10) zu, was aber zu erheblichen Umweltproblemen führte. So kam es in den 1970er und 1980er Jahren zu einer zunehmenden Überdüngung von stehenden oder langsam fließenden Gewässern. Aus Polyphosphaten entstehen nämlich Phosphate, die von Mikroorganismen nicht mehr genügend abgebaut werden können. Seit man erkannte, dass Kettenverzweigungen den mikrobiellen Abbau stören, verwendet man nur noch unverzweigtkettige Alkylreste.


$ \mathrm { H_3C \ – \ {\overset {\Large CH_3} {\overset {\mid} {\underset {\Large CH_3} {\underset {\mid} C }}}} \ – \ CH_2 \ – \ {\overset {\Large CH_3} {\overset {\ \ \ \mid} CH }} \ – \ {\overset {\Large CH_3} {\overset {\mid} {\underset {\Large CH_3} {\underset {\mid} {\underset {\Large CH_2} {\underset {\mid} C }}}}}} \ – \ CH_2 \ – \ SO_3Na }$

nur teilweise durch Mikroorganismen abbaubar (tertiäre und quartäre C-Atome stören den Abbau)


$ \mathrm { H_3C \ – \ CH_2 \ – \ CH_2 \ – \ CH_2 \ – \ CH_2 \ – \ CH_2 \ – \ CH_2 \ – \ CH_2 \ – \ CH_2 \ – \ CH_2 \ – \ CH_2 \ – \ CH_2 \ – \ SO_3Na }$

biologisch weitgehend abbaubar


 
Zu Indigolösung wird tropfenweise Natriumdithionit gegeben bis gerade Entfärbung eintritt (Reduktion zu Indigoweiß). Dazu gibt man, ohne Umrühren, eine Spatelspitze Waschmittel. Wo läßt sich die an der Blaufärbung eine erkennbare Oxidation beobachten.
Nachweis von Oxidationsmitteln
 
Tränke ein Papiertaschentuch mit Waschmittellösung, ein anderes mit Leitungswasser. Bestrahle beide nach der Trocknung mit UV-Licht.

Polyphosphate unterstützten zwar die Waschkraft der Tenside wesentlich, doch durch ihre Düngewirkung förderten sie das Wachstum vieler Wasserfplanzen, insbesondere von Algen. Durch übersteigertes Pflanzenwachstum kommt es zu erhöhter Bildung von Faulschlamm, der Sauerstoffverbrauch in den Gewässern steigt, und das biologische Gleichgewicht wird gestört (»Eutrophierung der Gewässer«). Auf der Suche nach einem unbedenklichen Ersatzstoff für die Polyphosphate stieß man auf die Zeolithe. Sie sind gesundheitlich unbedenklich, denn sie beeinträchtigen das Trinkwasser nicht und haben keine Düngewirkung. Allerdings verhindern sie nicht - wie die bedenklichen Polyphosphate - die Wiederablagerung von bereits gelöstem Schmutz auf der Wäsche. Deshalb werden in Vollwaschmitteln immer noch Polyphosphate eingesetzt, wenn auch in viel geringerem Umfang.


Das Wasch- und Reinigungsmittelgesetz (WRMG)

Das Gesetz über die Umweltverträglichkeit von Wasch- und Reinigungsmitteln legt nicht nur die Anforderungen an die Abbaubarkeit der waschaktiven Substanzen fest, sondern bestimmt auch die Höchstmengen für Phosphate in Wasch- und Reinigungsmitteln. Neben dem Verbot von bestimmten Inhaltsstoffen sind die Hersteller zudem verpflichtet, eine Kennzeichnung bzw. Veröffentlichung der verwendeten Inhaltsstoffe, sowie Angaben zum Wasserhärtebereich vorzunehmen. Ferner schafft das WRMG die rechtliche Grundlage für die Beschränkung oder das Verbot aller Inhaltsstoffe, soweit von ihnen nachteilige Wirkungen auf die Beschaffenheit der Gewässer zu erwarten sind.

Bild 2. Waschmittelhersteller machen wichtige Angaben zum Inhalt und geben Dosierempfehlungen.

Mit dem neuen Wasch- und Reinigungsmittelgesetz vom 29. April 2007 werden die bislang in Deutschland geltenden Vorschriften des Wasch- und Reinigungsmittelgesetzes vom 5. März 1987 an die Vorgaben der seit 8. Oktober 2005 unmittelbar geltenden Verordnung (EG) Nr. 648/2004 über Detergenzien angepasst. Das neue Gesetz gilt ergänzend zu der EG-Verordnung und löst mit seinem Inkrafttreten das alte WRMG ab.

Bereits seit 1976 müssen folgende Angaben auf den Packungen enthalten sein:


  1. Name und Ort des Herstellers
  2. Bezeichnung der Erzeugnisse (z. B. Feinwaschmittel, Vollwaschmittel usw. )
  3. Die wichtigsten Bestandteile
  4. Eine nach 4 Wasserhärtebereichen (1 = weich, 2 = mittelhart, 3 = hart, 4 = sehr hart) abgestufte Dosierempfehlung für phosphathaltige Wasch- und Reinigungsmittel.

Kritik an den Herstellern

Bei der Dosierungsempfehlung der Waschmittel wird zu wenig auf die Menge und den Verschmutzungsgrad der zu waschenden Textilien eingegangen. Die Dosierung wird dem Verbraucher überlassen, obwohl es technisch möglich wäre, dies von den Waschmaschinen erledigen zu lassen. Unklare Anweisungen, unterschiedliche Wirkstoff-Konzentrationen bei verschiedenen Produkten, fehlende Standardisierung und Unkenntnis der Wasserhärte führen oft zu nicht sinnvollen Überdosierungen. Vielfach wird den „Empfehlungen“ der Waschmittelhersteller blind vertraut. Deren Interessen (Mehrverkauf durch vorgegebene „quasi vorgeschriebene“ Mengen) stehen hier im Gegensatz zu den Notwendigkeiten der Umweltschutzvorsorge.

Nach dem neuen Gesetz haben die Hersteller von Wasch- und Reinigungsmitteln zukünftig dem Bundesinstitut für Risikobewertung ein Datenblatt mit Angaben über sämtliche Inhaltsstoffe zur Verfügung zu stellen. Die Giftinformationszentren der Länder wiederum erhalten flächendeckend entsprechend aufbereitete Informationen. Damit können sie behandelnde Ärzte in Vergiftungsnotfällen beraten und so wichtige, unter Umständen lebensrettende Hilfestellung leisten.