Seife und andere waschaktive Substanzen

Heute im Chemieunterricht: | Alkalische Reaktion von Seifenlösung. Synthetische Waschrohstoffe.

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112. Seife und andere waschaktive Substanzen

Als Textilienwaschmittel haben Seifen ihre Bedeutung nahezu verloren, da sich durch die Wasserhärte unlösliche, flockige bis klebrige Calcium- und Magnesiumsalze der Fettsäuren bilden. Außerdem sind Seifen nur im basischen Bereich waschaktiv, was Textilfasern belasten kann. In heutigen Waschmitteln werden sie nur noch eingesetzt, um durch Bildung von Kalkseifen starkes Schäumen zu verhindern. Seifen haben heute fast nur noch Bedeutung im Bereich der Körperpflege.


Alkalische Reaktion von Seifenlösung

Versuch 1 zeigt, dass Lösungen von Seife in Alkohol oder Benzin neutral reagieren. Die alkalische Reaktion der Seife tritt erst bei Anwesenheit von Wasser auf und es kommt zu einem Protonenübergang auf die Seifenanionen (Protolyse):


$\mathrm { C_{17}H_{35}COO^-_{(aq)} + {Na}^+_{(aq)} + HOH \overset {H_2O} {\large \leftrightharpoons} \ C_{17}H_{35}COOH \ \downarrow + {Na}^+_{(aq)} \ + OH^-_{(aq)} }$


 
Löse ein Stückchen Kernseife in einigen ml absol. Alkohol auf. Gib nun einige Tropfen Phenolphthalein dazu und verteile die Lösung auf 2 Reagenzgläser. Was beobachtest du, wenn du den Inhalt mit Wasser bzw. Methanol stark verdünnst?

Die entstehenden wasserunlöslichen Fettsäuren verursachen eine deutliche Trübung der Seifenlösung, und die im Überschuß vorhandenen Hydroxid-Ionen haben eine typische laugenhafte Wirkung: es wird nicht nur der Schmutz entfernt, sondern auch ein Teil des natürlichen Fettfilmes der Haut. Dies kann bei zu häufigem Waschen zu rissiger, rauer Haut führen. Auch bestimmte Textilgewebe wie Wolle können beschädigt werden.

Auch bei Zugabe von Säuren bilden sich aus einer Seifenlösung Fettsäuren:


$\mathrm { C_{17}H_{35}COO^-_{(aq)} + H^+_{(aq)} \ \overset {H_2O} {\large \leftrightharpoons} \ C_{17}H_{35}COOH \ \downarrow }$


 
Zu Seifenlösung werden verschiedene Säuren gegeben.
 
Zu gleichen Mengen von dest. Wasser und Leitungswasser werden einige Tropfen Seifenlösung gegeben Beobachtung? Erklärung? Formuliere die Fällungsreaktion. Vergleiche die Schaumbildung beim Schütteln.

Diese Säureempfindlichkeit der Seife verhindert ihre Wirksamkeit in saurer Lösung.


Seife und hartes Wasser

In hartem Wasser - mit seinen vielen Calcium- und Magnesiumionen - hat Seife noch ungünstigere Eigenschaften. Es bilden sich unlösliche Calcium- und Magnesiumsalze der Fettsäuren, die so genannten Kalkseifen:


$\mathrm { 2 \ C_{15}H_{31}COO^-_{(aq)} + {Ca}^{\, 2+}_{(aq)} \ \overset {H_2O} {\large \leftrightharpoons} \ (C_{15}H_{31}COO)_2Ca \ \downarrow }$


 
Tenside sind waschaktive Substanzen (WAS)
 
Wäßrige Seifenlösungen reagieren alkalisch

Dadurch geht der entsprechende Seifenanteil für den Waschvorgang verloren und es kommt zu einer Verkrustung und Vergrauung des Gewebes. Die in hartem Wasser gewaschenen Textilien werden durch die ausfallenden unlöslichen Kalkseifen hart, fühlen sich kratzig an und sind unansehnlich. Zur Textilreinigung sowohl im Haushalt als auch in Gewerbebetrieben verwendet man heute keine Seife mehr, sondern andere waschaktive Substanzen (WAS) oder Tenside.


wasserfeindlich wasserfreundlich  
Chemischer Aufbau verschiedener Tenside Fettalkoholsulfate (Natriumsalze der sauren Schwefelsäurefettalkoholester
Alkylsulfonate
Alkylbenzolsulfonate
Bild 1. Chemischer Aufbau verschiedener Tenside
 
Seife bildet mit hartem Wasser unlösliche Kalkseifen (Verkrustung, Vergrauung)
 
Nachteile der Seife: alkalische Reaktion, Kalkseifenbildung, geringe Wirkung in saurer Lösung
 
Zu einem modernen Tensid (z.B. Natriumdodecylbenzolsulfonat) wird Salzsäure gegeben. Beobachtung?
 
Zu einem modernen Tensid wird hartes Wasser gegeben (Leitungswasser oder Wasser + Calciumchlorid). Beobachtung nach dem Schütteln.

Synthetische Waschrohstoffe - Tenside

Schon bald nachdem man den Zusammenhang zwischen dem Aufbau der Seifenmoleküle und ihrer Waschwirkung erkannte, konnte man die Entwicklung moderner, synthetischer Waschmittel in Angriff nehmen. Diese künstlichen Tenside bestehen wie Seifen aus einem langkettigen hydrophoben Kohlenwasserstoffrest und einem hydrophilen Kopf. Dieser wird aber anders als bei den Seifen häufig von einer Sulfat- oder Sulfonatgruppe gebildet. Man ersetzte also die wasserfreundliche Carboxygruppe - auf die man die negativen Eigenschaften der Seife zurückzuführt - durch andere wasserfreundliche Gruppen (Bild 1).

Die Versuche mit solchen Tensiden (z. B. Natriumdodecylbenzolsulfonat, Versuche 4 und 5) zeigen, dass sie keine schwer löslichen Calciumsalze bilden, so dass ihre Waschwirkung auch in hartem Wasser erhalten bleibt. Außerdem sind sie kaum säureempfindlich.


Tenside - Seife und Waschmittel