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Chemie · Klasse 11 · Kapitel

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Tenside, Seife und Waschmittel

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○ mit Starthilfe, ● für alle, ★ zum Weiterdenken. Du wählst mindestens eine ★-Aufgabe. Du rechnest ins Heft.

1Ich beschreibe den typischen Aufbau eines Tensid-Moleküls.

MerkenTensid-Molekül

Ein Tensid hat einen wasserliebenden Kopf.

Sein Schwanz ist eine fettliebende Kohlenwasserstoffkette.

BeispielAufbau eines Tensid-Moleküls

Welcher Teil von Natriumpalmitat (C₁₅H₃₁–COO⁻ Na⁺) ist der fettliebende Schwanz?
Schritt für Schritt
  1. Der Schwanz besteht nur aus Kohlenstoff und Wasserstoff.
  2. Er ist unpolar und mischt sich mit Fett.
  3. Das ist die Kette C₁₅H₃₁.
  1. Der Schwanz besteht nur aus Kohlenstoff und Wasserstoff.
  2. Er ist unpolar und mischt sich mit Fett.
  3. Das ist die Kette C₁₅H₃₁.
Ergebnis:
Die Kette C₁₅H₃₁

AchtungKopf und Schwanz des Tensids vertauscht

So nicht
Der Kopf des Tensids liebt das Fett, der Schwanz das Wasser.
So richtig
Der geladene oder polare Kopf liebt das Wasser, die unpolare Kette liebt das Fett.

Markiere die geladene Gruppe und die Kette im Molekül und beschrifte beide mit wasserliebend oder fettliebend.

ÜbenJetzt du

  1. ○1
    Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat der fettliebende Schwanz von Cetyltrimethylammoniumchlorid (C₁₆H₃₃–N⁺(CH₃)₃ Cl⁻)?
    So fängst du an:
    Die Kette ist der Teil aus C und H.
    Lösung zeigen
    1. Die Kette ist der Teil aus C und H.
    2. Der Index von C in C₁₆H₃₃ nennt die Zahl.
    3. Es sind 16 Kohlenstoffatome.
    Ergebnis:
    16 Kohlenstoffatome
  2. ●2
    Warum löst sich Natriumstearat teilweise in Wasser und teilweise in Öl?
    Lösung zeigen
    1. Der geladene Kopf ist polar und passt zu Wasser.
    2. Die unpolare Kette passt zu Öl.
    3. So vermittelt das Molekül zwischen beiden.
    Ergebnis:
    Der Kopf wechselwirkt mit Wasser, der Schwanz mit Öl
  3. ★3
    Warum eignet sich eine Kette aus nur zwei Kohlenstoffatomen schlecht als Tensidschwanz?
    Lösung zeigen
    1. Der Schwanz muss lang genug sein, damit er Fett bindet.
    2. Typisch sind zehn bis zwanzig Kohlenstoffatome.
    3. Mit zwei Atomen bleibt die Wirkung aus.
    Ergebnis:
    Sie ist zu kurz, um genug Anziehung zum Fett zu haben und Micellen zu bilden

2Ich unterscheide anionische, kationische, zwitterionische und nichtionische Tenside.

MerkenTensidtypen

Die Ladung am Kopf bestimmt den Typ.

Anionisch minus, kationisch plus, zwitterionisch beides, nichtionisch keine.

BeispielTensidtypen

Welches Merkmal des Kopfes passt zu Natriumstearat, einem anionischen Tensid?
Schritt für Schritt
  1. Prüfe die Ladung am Kopf des Tensid-Ions.
  2. Eine negative Ladung am Kopf des Tensids.
  3. Der Typ ist anionisch.
  1. Prüfe die Ladung am Kopf des Tensid-Ions.
  2. Eine negative Ladung am Kopf des Tensids.
  3. Der Typ ist anionisch.
Ergebnis:
Eine negative Ladung am Kopf des Tensids

AchtungTensidtyp aus dem Gegenion bestimmt oder vertauscht

So nicht
Natriumdodecylsulfat ist kationisch, weil Natrium positiv ist. Weichspüler sind anionisch.
So richtig
Die Ladung am Kopf des Tensid-Ions bestimmt den Typ: anionisch minus, kationisch plus, zwitterionisch beides, nichtionisch keine.

Suche den großen Teil des Salzes mit der langen Kette und bestimme seine Ladung.

ÜbenJetzt du

  1. ○4
    Ein Tensid trägt im selben Molekül eine positive und eine negative Ladung. Wie heißt der Typ?
    So fängst du an:
    Es gibt zwei Ladungen im selben Molekül.
    Lösung zeigen
    1. Es gibt zwei Ladungen im selben Molekül.
    2. Das Molekül ist nach außen meist neutral.
    3. Der Typ heißt zwitterionisch.
    Ergebnis:
    Zwitterionisch, also beide Ladungen
  2. ●5
    Welches Merkmal des Kopfes passt zu Cetyltrimethylammoniumchlorid, einem kationischen Tensid?
    Lösung zeigen
    1. Prüfe die Ladung am Kopf des Tensid-Ions.
    2. Eine positive Ladung am Kopf des Tensids.
    3. Der Typ ist kationisch.
    Ergebnis:
    Eine positive Ladung am Kopf des Tensids
  3. ★6
    Welches Merkmal des Kopfes passt zu ein Fettalkoholethoxylat, einem nichtionischen Tensid?
    Lösung zeigen
    1. Prüfe die Ladung am Kopf des Tensid-Ions.
    2. Keine Ladung, nur polare Gruppen am Kopf.
    3. Der Typ ist nichtionisch.
    Ergebnis:
    Keine Ladung, nur polare Gruppen am Kopf

3Ich erkläre Grenzflächenaktivität, Micellenbildung, Dispergiervermögen und Schaumbildung.

MerkenTensideigenschaften

Tenside senken die Grenzflächenspannung.

Oberhalb einer Mindestkonzentration bilden sie Micellen und halten Öl und Schmutz fein verteilt.

BeispielGrenzflächenaktivität, Micellen, Schaum

Welche Tensideigenschaft zeigt diese Beobachtung? Eine Büroklammer schwimmt auf Wasser und sinkt nach einem Tropfen Spülmittel.
Schritt für Schritt
  1. Beschreibe, was sich ändert: Oberfläche, Tröpfchen, Schmutz, Schaum oder Licht.
  2. Ordne die Änderung einer Eigenschaft zu.
  3. Es ist die Eigenschaft: Senkung der Grenzflächenspannung.
  1. Beschreibe, was sich ändert: Oberfläche, Tröpfchen, Schmutz, Schaum oder Licht.
  2. Ordne die Änderung einer Eigenschaft zu.
  3. Es ist die Eigenschaft: Senkung der Grenzflächenspannung.
Ergebnis:
Senkung der Grenzflächenspannung

AchtungTensideigenschaften nicht unterschieden

So nicht
Spannungsabfall, Emulgieren, Dispergieren und Schaum sind alles dasselbe.
So richtig
Jede Beobachtung zeigt eine eigene Eigenschaft: Spannung an der Oberfläche, Emulgieren von Öltröpfchen, Dispergieren von Feststoffen, Schaum aus Luftblasen, Micellen durch Lichtstreuung.

Beschreibe, was sich in der Beobachtung ändert: Oberfläche, Tröpfchen, Schmutz, Blasen oder Licht.

ÜbenJetzt du

  1. ○7
    Welche Tensideigenschaft zeigt diese Beobachtung? Oberhalb einer Mindestkonzentration streut die Lösung Licht, darunter nicht.
    So fängst du an:
    Beschreibe, was sich ändert: Oberfläche, Tröpfchen, Schmutz, Schaum oder Licht.
    Lösung zeigen
    1. Beschreibe, was sich ändert: Oberfläche, Tröpfchen, Schmutz, Schaum oder Licht.
    2. Ordne die Änderung einer Eigenschaft zu.
    3. Es ist die Eigenschaft: Micellenbildung in klarer Lösung.
    Ergebnis:
    Micellenbildung in klarer Lösung
  2. ●8
    Warum bleiben Fetttröpfchen in Spülwasser fein verteilt und fließen nicht zusammen?
    Lösung zeigen
    1. Die Schwänze tauchen ins Fett, die Köpfe zeigen nach außen.
    2. Die Köpfe tragen gleiche Ladungen.
    3. Die Tröpfchen stoßen sich ab und bleiben fein verteilt.
    Ergebnis:
    Tensidmoleküle umhüllen die Tröpfchen, gleiche Ladungen stoßen sich ab
  3. ★9
    Auf Wasser liegt Pfeffer, ein Tropfen Spülmittel in der Mitte lässt ihn zum Rand wandern. Was zeigt das?
    Lösung zeigen
    1. Tenside senken die Oberflächenspannung dort, wo sie auftreffen.
    2. Außen ist die Spannung höher und zieht die Wasseroberfläche samt Pfeffer.
    3. Der Pfeffer wird nach außen mitgezogen.
    Ergebnis:
    Die Oberflächenspannung sinkt in der Mitte, die höhere Spannung außen zieht den Pfeffer mit

4Ich erläutere den Waschvorgang auf der Teilchenebene.

MerkenWaschvorgang

Beim Waschen benetzt das Wasser, Tenside umhüllen das Fett, Bewegung löst es ab.

Gleiche Ladungen halten es in der Schwebe.

BeispielDer Waschvorgang auf der Teilchenebene

Warum setzt sich der abgelöste Schmutz nicht wieder auf dem Gewebe ab?
Schritt für Schritt
  1. Anionische Tenside umgeben den Schmutz mit einer negativen Hülle.
  2. Auch die Faser trägt eine negative Ladung.
  3. Gleiche Ladungen stoßen sich ab, der Schmutz bleibt im Wasser.
  1. Anionische Tenside umgeben den Schmutz mit einer negativen Hülle.
  2. Auch die Faser trägt eine negative Ladung.
  3. Gleiche Ladungen stoßen sich ab, der Schmutz bleibt im Wasser.
Ergebnis:
Die gleich geladenen Tensidhüllen stoßen sich ab und halten ihn in der Schwebe

AchtungSchmutz in der Schwebe über Dichte oder Anziehung erklärt

So nicht
Das Tensid macht den Schmutz schwerer, oder die Tensidhüllen ziehen sich an und verkleben ihn.
So richtig
Die gleich geladenen Tensidhüllen stoßen sich ab und halten den Schmutz in der Schwebe.

Zeichne ein Schmutzteilchen mit Tensidhülle und markiere die Ladung außen. Was geschieht, wenn sich zwei Teilchen nähern?

ÜbenJetzt du

  1. ○10
    Welche Rolle spielt die Bewegung der Trommel beim Waschen?
    So fängst du an:
    Denke an die vier Schritte: benetzen, ablösen, umhüllen, wegspülen.
    Lösung zeigen
    1. Denke an die vier Schritte: benetzen, ablösen, umhüllen, wegspülen.
    2. Dazu gehört die Bewegung der Trommel.
    3. Es hilft, den umhüllten Schmutz abzulösen.
    Ergebnis:
    Es hilft, den umhüllten Schmutz abzulösen
  2. ●11
    Welche Rolle spielt die gesenkte Grenzflächenspannung beim Waschen?
    Lösung zeigen
    1. Denke an die vier Schritte: benetzen, ablösen, umhüllen, wegspülen.
    2. Dazu gehört die gesenkte Grenzflächenspannung.
    3. Es lässt Wasser in Gewebe und Schmutz eindringen.
    Ergebnis:
    Es lässt Wasser in Gewebe und Schmutz eindringen
  3. ★12
    Warum wäscht eine Maschine bei 40 Grad Celsius meist besser als bei 20 Grad Celsius?
    Lösung zeigen
    1. Fette sind bei 40 Grad Celsius weicher.
    2. Bewegung und Diffusion der Teilchen nehmen zu.
    3. Enzyme erreichen ihr Optimum.
    Ergebnis:
    Bei höherer Temperatur lösen sich Fette leichter, Tenside wirken schneller und Enzyme arbeiten besser

5Ich beschreibe die Herstellung von Seife als Esterspaltung.

MerkenSeifenherstellung

Bei der Verseifung spaltet Lauge ein Fett in Glycerin und drei Seifenanionen.

Seife ist das Salz der Fettsäure.

BeispielSeife: Verseifung als Esterspaltung

Bestimme: Wie viel Gramm Natriumoleat entstehen, wenn 442,5 g Triolein vollständig verseift werden? M(Triolein) = 885 g/mol, M(Natriumoleat) = 304 g/mol.
Schritt für Schritt
  1. n(Triolein) = 442,5 g : 885 g/mol = 0,50 mol.
  2. Faktor 3: n = 1,50 mol.
  3. m = 1,50 mol · 304 g/mol = 456 g
  1. n(Triolein) = 442,5 g : 885 g/mol = 0,50 mol.
  2. Faktor 3: n = 1,50 mol.
  3. m = 1,50 mol · 304 g/mol = 456 g
Ergebnis:
456 g

AchtungKoeffizient der Gleichung falsch angewendet

So nicht
Aus 1 mol Glucose entsteht 1 mol Ethanol. Aus 2 mol Methan entstehen 4 mol Kohlenstoffdioxid.
So richtig
Die Zahl vor der Formel nennt das Stoffmengenverhältnis. Aus 1 mol Glucose entstehen 2 mol Ethanol, aus 2 mol Methan 2 mol Kohlenstoffdioxid.

Lies die Koeffizienten der beiden Stoffe ab und schreib das Verhältnis als Bruch auf.

ÜbenJetzt du

  1. ○13
    Welche Produkte entstehen bei der Verseifung eines Fettes mit Natronlauge?
    So fängst du an:
    Die Esterbindungen werden gespalten.
    Lösung zeigen
    1. Die Esterbindungen werden gespalten.
    2. Das Glycerin wird frei.
    3. Die Fettsäuren liegen als Natriumsalze vor.
    Ergebnis:
    Glycerin und Natriumsalze der Fettsäuren
  2. ●14
    Bestimme: Wie viel Gramm Natriumhydroxid werden gebraucht, wenn 442,5 g Triolein vollständig verseift werden? M(Triolein) = 885 g/mol, M(NaOH) = 40 g/mol.
    Lösung zeigen
    1. n(Triolein) = 442,5 g : 885 g/mol = 0,50 mol.
    2. Faktor 3: n = 1,50 mol.
    3. m = 1,50 mol · 40 g/mol = 60 g
    Ergebnis:
    60 g
  3. ★15
    Bestimme: Wie viel Natriumstearat (M = 306 g/mol) entsteht bei der Verseifung von 89 g Tristearin (M = 890 g/mol)?
    Lösung zeigen
    1. n(Fett) = 0,1 mol.
    2. Je Fett entstehen drei Seifenmoleküle: n(Seife) = 0,3 mol.
    3. m(Seife) = 0,3 mol · 306 g/mol = 91,8 g
    Ergebnis:
    91,8 g

6Ich erkläre die Säure- und Härteempfindlichkeit von Seife.

MerkenSeifennachteile

Calcium und Magnesium fällen Kalkseife aus, Säuren fällen Fettsäuren aus.

Beides nimmt der Seife die Wirkung.

BeispielSeife in hartem Wasser und in Säure

Bestimme: Wie viele einfach geladene Seifenanionen R–COO⁻ binden in der ausfallenden Seife ein Fe²⁺-Ion?
Schritt für Schritt
  1. Fe²⁺ hat die Ladung +2.
  2. Jedes R–COO⁻ trägt die Ladung −1.
  3. Zum Ausgleich braucht man 2 Seifenanionen.
  1. Fe²⁺ hat die Ladung +2.
  2. Jedes R–COO⁻ trägt die Ladung −1.
  3. Zum Ausgleich braucht man 2 Seifenanionen.
Ergebnis:
2 Seifenanionen

AchtungZahl der gebundenen Anionen falsch bestimmt

So nicht
Calcium bindet nur ein Seifenanion. Aluminium bindet zwei.
So richtig
Ca²⁺ trägt zwei Ladungen und braucht zwei einfach negative Seifenanionen. Fe³⁺ und Al³⁺ brauchen drei.

Schreib die Ladung des Metallions und die des Seifenanions auf und gleiche beide aus.

ÜbenJetzt du

  1. ○16
    Bestimme: Wie viele einfach geladene Seifenanionen R–COO⁻ binden in der ausfallenden Seife ein Zn²⁺-Ion?
    So fängst du an:
    Zn²⁺ hat die Ladung +2.
    Lösung zeigen
    1. Zn²⁺ hat die Ladung +2.
    2. Jedes R–COO⁻ trägt die Ladung −1.
    3. Zum Ausgleich braucht man 2 Seifenanionen.
    Ergebnis:
    2 Seifenanionen
  2. ●17
    Bestimme: Wie viele einfach geladene Seifenanionen R–COO⁻ binden in der ausfallenden Seife ein Cu²⁺-Ion?
    Lösung zeigen
    1. Cu²⁺ hat die Ladung +2.
    2. Jedes R–COO⁻ trägt die Ladung −1.
    3. Zum Ausgleich braucht man 2 Seifenanionen.
    Ergebnis:
    2 Seifenanionen
  3. ★18
    Bestimme: Wie viele Stearationen binden in der Kalkseife Ca(C₁₇H₃₅COO)₂ ein Calciumion?
    Lösung zeigen
    1. Ca²⁺ hat die Ladung +2.
    2. Jedes Stearation hat die Ladung −1.
    3. Zwei Stearationen gleichen die Ladung aus.
    Ergebnis:
    2 Stearationen

7Ich ordne Waschmitteltypen und Zusatzstoffe ihrer Wirkung zu und beurteile ihre Umweltwirkung.

MerkenWaschmittel

Ein Vollwaschmittel enthält Tenside, Enthärter, Bleiche, Enzyme, Aufheller und Duft.

Umweltbewusst heißt: richtig dosieren, kühl waschen.

BeispielWaschmitteltypen und Zusatzstoffe

Welche Aufgabe haben Korrosionsinhibitoren in einem Waschmittel?
Schritt für Schritt
  1. Prüfe den Namen: Korrosionsinhibitoren.
  2. Welche Wirkung folgt aus dem Namen und dem Stoff?
  3. Sie schützen die Maschine vor Angriff durch die Lauge.
  1. Prüfe den Namen: Korrosionsinhibitoren.
  2. Welche Wirkung folgt aus dem Namen und dem Stoff?
  3. Sie schützen die Maschine vor Angriff durch die Lauge.
Ergebnis:
Sie schützen die Maschine vor Angriff durch die Lauge

AchtungAufgaben der Waschmittelzusätze vertauscht

So nicht
Enthärter färben die Wäsche, Duftstoffe lösen Fett, Enzyme binden Calcium.
So richtig
Tenside lösen den Schmutz, Enthärter binden die Härte, Enzyme spalten Flecken, Duftstoffe riechen.

Ordne jedem Bestandteil auf der Packung seine Aufgabe zu.

ÜbenJetzt du

  1. ○19
    Welche Aufgabe haben optische Aufheller in einem Waschmittel?
    So fängst du an:
    Prüfe den Namen: optische Aufheller.
    Lösung zeigen
    1. Prüfe den Namen: optische Aufheller.
    2. Welche Wirkung folgt aus dem Namen und dem Stoff?
    3. Sie wandeln ultraviolettes in blaues Licht um.
    Ergebnis:
    Sie wandeln ultraviolettes in blaues Licht um
  2. ●20
    Welche Aufgabe haben Soda in einem Waschmittel?
    Lösung zeigen
    1. Prüfe den Namen: Soda.
    2. Welche Wirkung folgt aus dem Namen und dem Stoff?
    3. Sie macht die Waschlauge alkalisch und unterstützt die Fettlösung.
    Ergebnis:
    Sie macht die Waschlauge alkalisch und unterstützt die Fettlösung
  3. ★21
    Welche Umweltfolge hatten phosphathaltige Waschmittel in Seen?
    Lösung zeigen
    1. Phosphat ist ein Pflanzennährstoff.
    2. Es fördert Algenwachstum und Sauerstoffzehrung beim Abbau.
    3. Fische ersticken schließlich, der See kippt.
    Ergebnis:
    Phosphat düngt Algen, abgestorbene Algen verbrauchen den Sauerstoff im Wasser

8Ich erkläre die Herstellung synthetischer Tenside.

MerkenSynthetische Tenside

Aus Fettalkoholen entstehen mit Schwefelsäure und Neutralisation Alkylsulfate.

Rohstoffe sind Pflanzenöle oder Erdöl.

BeispielSynthetische Tenside und Rohstoffe

Bestimme: Wie viel Natriumoctylsulfat (M = 232 g/mol) entsteht höchstens aus 0,5 mol Octan-1-ol?
Schritt für Schritt
  1. Je Mol Alkohol entsteht höchstens 1 mol Tensid.
  2. n(Tensid) = 0,5 mol.
  3. m = 0,5 mol · 232 g/mol = 116 g
  1. Je Mol Alkohol entsteht höchstens 1 mol Tensid.
  2. n(Tensid) = 0,5 mol.
  3. m = 0,5 mol · 232 g/mol = 116 g
Ergebnis:
116 g

AchtungStoffmenge oder Volumen aus der Rechnung gelassen

So nicht
Für 0,2 mol Ethanol werden 1367 kJ frei. 50 mL Chloridlösung enthalten 14,4 g Silberchlorid.
So richtig
Der Tabellenwert gilt für ein Mol. Die Energie ist n · |ΔH|, die Stoffmenge folgt aus n = c · V.

Berechne zuerst die Stoffmenge, auch wenn die Aufgabe nicht danach fragt.

ÜbenJetzt du

  1. ○22
    Wie entsteht ein Alkylsulfat-Tensid aus einem Fettalkohol?
    So fängst du an:
    Die Hydroxygruppe des Alkohols reagiert mit Schwefelsäure.
    Lösung zeigen
    1. Die Hydroxygruppe des Alkohols reagiert mit Schwefelsäure.
    2. Es entsteht ein Schwefelsäureester, der Wasser abspaltet.
    3. Natronlauge macht daraus das Natriumsalz.
    Ergebnis:
    Der Fettalkohol wird mit Schwefelsäure verestert und anschließend mit Natronlauge neutralisiert
  2. ●23
    Bestimme: Wie viel Natriumdecylsulfat (M = 260 g/mol) entsteht höchstens aus 0,1 mol Decan-1-ol?
    Lösung zeigen
    1. Je Mol Alkohol entsteht höchstens 1 mol Tensid.
    2. n(Tensid) = 0,1 mol.
    3. m = 0,1 mol · 260 g/mol = 26 g
    Ergebnis:
    26 g
  3. ★24
    Bestimme: Wie viel Natriumdodecylsulfat (M = 288 g/mol) entsteht höchstens aus 0,5 mol Dodecan-1-ol?
    Lösung zeigen
    1. Je Mol Alkohol entsteht höchstens 1 mol Tensid.
    2. n(Tensid) = 0,5 mol.
    3. m = 0,5 mol · 288 g/mol = 144 g
    Ergebnis:
    144 g

Vermischte Übungen

Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?

Üben

  1. ●25
    Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat der fettliebende Schwanz von Natriumlaurat (C₁₁H₂₃–COO⁻ Na⁺)?
    Lösung zeigen
    1. Die Kette ist der Teil aus C und H.
    2. Der Index von C in C₁₁H₂₃ nennt die Zahl.
    3. Es sind 11 Kohlenstoffatome.
    Ergebnis:
    11 Kohlenstoffatome
  2. ●26
    Welches Merkmal des Kopfes passt zu Benzalkoniumchlorid, einem kationischen Tensid?
    Lösung zeigen
    1. Prüfe die Ladung am Kopf des Tensid-Ions.
    2. Eine positive Ladung am Kopf des Tensids.
    3. Der Typ ist kationisch.
    Ergebnis:
    Eine positive Ladung am Kopf des Tensids
  3. ●27
    Welche Rolle spielt die höhere Waschtemperatur beim Waschen?
    Lösung zeigen
    1. Denke an die vier Schritte: benetzen, ablösen, umhüllen, wegspülen.
    2. Dazu gehört die höhere Waschtemperatur.
    3. Es macht Fette weicher und beschleunigt das Lösen.
    Ergebnis:
    Es macht Fette weicher und beschleunigt das Lösen
  4. ●28
    Bestimme: Wie viel Gramm Natriumhydroxid werden gebraucht, wenn 178,2 g Tristearin vollständig verseift werden? M(Tristearin) = 891 g/mol, M(NaOH) = 40 g/mol.
    Lösung zeigen
    1. n(Tristearin) = 178,2 g : 891 g/mol = 0,20 mol.
    2. Faktor 3: n = 0,60 mol.
    3. m = 0,60 mol · 40 g/mol = 24 g
    Ergebnis:
    24 g
  5. ●29
    Bestimme: Wie viel Natriumtetradecylsulfat (M = 316 g/mol) entsteht höchstens aus 2 mol Tetradecan-1-ol?
    Lösung zeigen
    1. Je Mol Alkohol entsteht höchstens 1 mol Tensid.
    2. n(Tensid) = 2 mol.
    3. m = 2 mol · 316 g/mol = 632 g
    Ergebnis:
    632 g
  6. ●30
    Welcher Teil von Natriumdodecylsulfat (C₁₂H₂₅–OSO₃⁻ Na⁺) ist der fettliebende Schwanz?
    Lösung zeigen
    1. Der Schwanz besteht nur aus Kohlenstoff und Wasserstoff.
    2. Er ist unpolar und mischt sich mit Fett.
    3. Das ist die Kette C₁₂H₂₅.
    Ergebnis:
    Die Kette C₁₂H₂₅

Auf einen Blick

MerkenDas Wichtigste

Tensid-Molekül
Ein Tensid hat einen wasserliebenden Kopf.
Tensidtypen
Die Ladung am Kopf bestimmt den Typ.
Tensideigenschaften
Tenside senken die Grenzflächenspannung.
Waschvorgang
Beim Waschen benetzt das Wasser, Tenside umhüllen das Fett, Bewegung löst es ab.
Seifenherstellung
Bei der Verseifung spaltet Lauge ein Fett in Glycerin und drei Seifenanionen.
Seifennachteile
Calcium und Magnesium fällen Kalkseife aus, Säuren fällen Fettsäuren aus.
Waschmittel
Ein Vollwaschmittel enthält Tenside, Enthärter, Bleiche, Enzyme, Aufheller und Duft.
Synthetische Tenside
Aus Fettalkoholen entstehen mit Schwefelsäure und Neutralisation Alkylsulfate.

Kannst du das?

Je Ziel eine Aufgabe. Rechne sie ins Heft, dann kreuz ehrlich an. Keine Punkte, keine Note – der Test ist für dich.

ÜbenSelbsttest

  1. Ich beschreibe den typischen Aufbau eines Tensid-Moleküls.

    31
    Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat der fettliebende Schwanz von Natriumtetradecylsulfat (C₁₄H₂₉–OSO₃⁻ Na⁺)?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    14 Kohlenstoffatome

  2. Ich unterscheide anionische, kationische, zwitterionische und nichtionische Tenside.

    32
    Welches Merkmal des Kopfes passt zu Benzalkoniumchlorid, einem kationischen Tensid?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Eine positive Ladung am Kopf des Tensids

  3. Ich erkläre Grenzflächenaktivität, Micellenbildung, Dispergiervermögen und Schaumbildung.

    33
    Warum bleiben Fetttröpfchen in Spülwasser fein verteilt und fließen nicht zusammen?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Tensidmoleküle umhüllen die Tröpfchen, gleiche Ladungen stoßen sich ab

  4. Ich erläutere den Waschvorgang auf der Teilchenebene.

    34
    Welche Rolle spielt der Kopf eines Tensidmoleküls beim Waschen?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Es bleibt im Wasser und hält den Schmutz in Schwebe

  5. Ich beschreibe die Herstellung von Seife als Esterspaltung.

    35
    Bestimme: Wie viel Gramm Natriumhydroxid werden gebraucht, wenn 161,4 g Tripalmitin vollständig verseift werden? M(Tripalmitin) = 807 g/mol, M(NaOH) = 40 g/mol.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    24 g

  6. Ich erkläre die Säure- und Härteempfindlichkeit von Seife.

    36
    Bestimme: Wie viele einfach geladene Seifenanionen R–COO⁻ binden in der ausfallenden Seife ein Al³⁺-Ion?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    3 Seifenanionen

  7. Ich ordne Waschmitteltypen und Zusatzstoffe ihrer Wirkung zu und beurteile ihre Umweltwirkung.

    37
    Welche Aufgabe haben Enthärter in einem Waschmittel?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Sie binden Calcium- und Magnesiumionen des Wassers

  8. Ich erkläre die Herstellung synthetischer Tenside.

    38
    Bestimme: Wie viel Natriumdodecylsulfat (M = 288 g/mol) entsteht höchstens aus 0,5 mol Dodecan-1-ol?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    144 g

Bei „unsicher“ oder „noch nicht“: Lies den Abschnitt zum Ziel noch einmal und rechne seine drei Aufgaben.

Lösungen

  1. 16 Kohlenstoffatome
  2. Der Kopf wechselwirkt mit Wasser, der Schwanz mit Öl
  3. Sie ist zu kurz, um genug Anziehung zum Fett zu haben und Micellen zu bilden
  4. Zwitterionisch, also beide Ladungen
  5. Eine positive Ladung am Kopf des Tensids
  6. Keine Ladung, nur polare Gruppen am Kopf
  7. Micellenbildung in klarer Lösung
  8. Tensidmoleküle umhüllen die Tröpfchen, gleiche Ladungen stoßen sich ab
  9. Die Oberflächenspannung sinkt in der Mitte, die höhere Spannung außen zieht den Pfeffer mit
  10. Es hilft, den umhüllten Schmutz abzulösen
  11. Es lässt Wasser in Gewebe und Schmutz eindringen
  12. Bei höherer Temperatur lösen sich Fette leichter, Tenside wirken schneller und Enzyme arbeiten besser
  13. Glycerin und Natriumsalze der Fettsäuren
  14. 60 g
  15. 91,8 g
  16. 2 Seifenanionen
  17. 2 Seifenanionen
  18. 2 Stearationen
  19. Sie wandeln ultraviolettes in blaues Licht um
  20. Sie macht die Waschlauge alkalisch und unterstützt die Fettlösung
  21. Phosphat düngt Algen, abgestorbene Algen verbrauchen den Sauerstoff im Wasser
  22. Der Fettalkohol wird mit Schwefelsäure verestert und anschließend mit Natronlauge neutralisiert
  23. 26 g
  24. 144 g
  25. 11 Kohlenstoffatome
  26. Eine positive Ladung am Kopf des Tensids
  27. Es macht Fette weicher und beschleunigt das Lösen
  28. 24 g
  29. 632 g
  30. Die Kette C₁₂H₂₅
  31. 14 Kohlenstoffatome
  32. Eine positive Ladung am Kopf des Tensids
  33. Tensidmoleküle umhüllen die Tröpfchen, gleiche Ladungen stoßen sich ab
  34. Es bleibt im Wasser und hält den Schmutz in Schwebe
  35. 24 g
  36. 3 Seifenanionen
  37. Sie binden Calcium- und Magnesiumionen des Wassers
  38. 144 g