Chemie · Klasse 11 · Kapitel

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Tenside, Seife und Waschmittel

Entdecken Frage, Vorstellung, Bild
Merken kommt ins Heft
Beispiel vorgerechnet, Schritt für Schritt
Üben selbst rechnen
Achtung typischer Fehler
Weiterdenken zum Knobeln und Vernetzen

○ 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

Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat der fettliebende Schwanz von Natriumdodecylsulfonat (C₁₂H₂₅–SO₃⁻ Na⁺)?

Schritt für Schritt

Die Kette ist der Teil aus C und H.
Der Index von C in C₁₂H₂₅ nennt die Zahl.
Es sind 12 Kohlenstoffatome.

Die Kette ist der Teil aus C und H.
Der Index von C in C₁₂H₂₅ nennt die Zahl.
Es sind 12 Kohlenstoffatome.

Ergebnis:

12 Kohlenstoffatome

AchtungTensid ohne zwei verschiedene Teile gedacht

So nicht

Ein Tensid hat zwei fettliebende Teile, und die Länge der Kette ist beliebig.

So richtig

Ein Tensid braucht zwei verschiedene Teile: den Kopf zum Wasser und die Kette zum Fett. Typisch sind zehn bis zwanzig Kohlenstoffatome.

Zeichne zwei Tenside mit sehr kurzer und sehr langer Kette und beschreibe, wie sie sich im Wasser verhalten.

ÜbenJetzt du

○1
Aus welchen zwei Teilen besteht ein typisches Tensid-Molekül?
So fängst du an:
Der Kopf trägt eine Ladung oder polare Gruppe.
Lösung zeigen
1. Der Kopf trägt eine Ladung oder polare Gruppe.
2. Der Schwanz ist eine unpolare Kohlenwasserstoffkette.
3. Damit bindet das Molekül an Wasser und an Fett.
Ergebnis:
Aus einem wasserliebenden Kopf und einem fettliebenden Schwanz
●2
Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat der fettliebende Schwanz von Dodecyltrimethylammoniumchlorid (C₁₂H₂₅–N⁺(CH₃)₃ Cl⁻)?
Lösung zeigen
1. Die Kette ist der Teil aus C und H.
2. Der Index von C in C₁₂H₂₅ nennt die Zahl.
3. Es sind 12 Kohlenstoffatome.
Ergebnis:
12 Kohlenstoffatome
★3
Welcher Teil von Natriumstearat (C₁₇H₃₅–COO⁻ 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 C₁₇H₃₅.
Ergebnis:
Die Kette C₁₇H₃₅

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 ein Fettalkoholethoxylat, einem nichtionischen Tensid?

Schritt für Schritt

Prüfe die Ladung am Kopf des Tensid-Ions.
Keine Ladung, nur polare Gruppen am Kopf.
Der Typ ist nichtionisch.

Prüfe die Ladung am Kopf des Tensid-Ions.
Keine Ladung, nur polare Gruppen am Kopf.
Der Typ ist nichtionisch.

Ergebnis:

Keine Ladung, nur polare Gruppen am Kopf

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

○4
Welches Merkmal des Kopfes passt zu Natriumstearat, einem anionischen Tensid?
So fängst du an:
Prüfe die Ladung am Kopf des Tensid-Ions.
Lösung zeigen
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
●5
Welches Merkmal des Kopfes passt zu ein Alkylpolyglucosid, 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
★6
Welches Merkmal des Kopfes passt zu Polysorbat 80, 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? Beim Schütteln bleibt der Schaum der Lösung lange stehen.

Schritt für Schritt

Beschreibe, was sich ändert: Oberfläche, Tröpfchen, Schmutz, Schaum oder Licht.
Ordne die Änderung einer Eigenschaft zu.
Es ist die Eigenschaft: Schaumbildung durch Luftbläschen.

Beschreibe, was sich ändert: Oberfläche, Tröpfchen, Schmutz, Schaum oder Licht.
Ordne die Änderung einer Eigenschaft zu.
Es ist die Eigenschaft: Schaumbildung durch Luftbläschen.

Ergebnis:

Schaumbildung durch Luftbläschen

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

○7
Welche Tensideigenschaft zeigt diese Beobachtung? Pfeffer auf Wasser weicht vor einem Tropfen Spülmittel zum Rand zurück.
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: Senkung der Grenzflächenspannung.
Ergebnis:
Senkung der Grenzflächenspannung
●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
★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

Welche Rolle spielt die gleiche Ladung der Tensidhüllen beim Waschen?

Schritt für Schritt

Denke an die vier Schritte: benetzen, ablösen, umhüllen, wegspülen.
Dazu gehört die gleiche Ladung der Tensidhüllen.
Es verhindert, dass sich der Schmutz wieder ablagert.

Denke an die vier Schritte: benetzen, ablösen, umhüllen, wegspülen.
Dazu gehört die gleiche Ladung der Tensidhüllen.
Es verhindert, dass sich der Schmutz wieder ablagert.

Ergebnis:

Es verhindert, dass sich der Schmutz wieder ablagert

AchtungRollen im Waschvorgang vertauscht

So nicht

Zuerst umhüllt die Micelle den Schmutz, dann sinkt die Spannung. Die Rollen der Beteiligten sind austauschbar.

So richtig

Erst benetzen, dann ablösen, dann umhüllen, dann wegspülen. Jeder Teil hat seine eigene Rolle.

Ordne die vier Schritte nacheinander und nenne zu jedem den Beteiligten.

ÜbenJetzt du

○10
Was geschieht am Anfang des Waschvorgangs auf der Teilchenebene?
So fängst du an:
Die Tensidmoleküle lagern sich an Grenzflächen an.
Lösung zeigen
1. Die Tensidmoleküle lagern sich an Grenzflächen an.
2. Dadurch sinkt die Grenzflächenspannung.
3. Das Wasser dringt in Gewebe und Schmutz ein.
Ergebnis:
Das Wasser benetzt Gewebe und Schmutz besser, weil Tenside die Grenzflächenspannung senken
●11
Welche Rolle spielt das Spülen beim Waschen?
Lösung zeigen
1. Denke an die vier Schritte: benetzen, ablösen, umhüllen, wegspülen.
2. Dazu gehört das Spülen.
3. Es entfernt die Waschlauge samt Schmutz.
Ergebnis:
Es entfernt die Waschlauge samt Schmutz
★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

Welche Produkte entstehen bei der Verseifung eines Fettes mit Natronlauge?

Schritt für Schritt

Die Esterbindungen werden gespalten.
Das Glycerin wird frei.
Die Fettsäuren liegen als Natriumsalze vor.

Die Esterbindungen werden gespalten.
Das Glycerin wird frei.
Die Fettsäuren liegen als Natriumsalze vor.

Ergebnis:

Glycerin und Natriumsalze der Fettsäuren

AchtungVerseifung mit Veresterung oder Neutralisation verwechselt

So nicht

Verseifung ist Veresterung oder Neutralisation: Fett plus Lauge ergibt Wasser und Salz.

So richtig

Verseifung spaltet den Ester mit Lauge: Es entstehen Glycerin und drei Seifenanionen. Die Veresterung läuft rückwärts.

Zeichne die Esterbindung und markiere, wo die Lauge angreift.

ÜbenJetzt du

○13
Bestimme: Wie viel Gramm Natriumhydroxid werden gebraucht, wenn 885 g Triolein vollständig verseift werden? M(Triolein) = 885 g/mol, M(NaOH) = 40 g/mol.
So fängst du an:
n(Triolein) = 885 g : 885 g/mol = 1,00 mol.
Lösung zeigen
1. n(Triolein) = 885 g : 885 g/mol = 1,00 mol.
2. Faktor 3: n = 3,00 mol.
3. m = 3,00 mol · 40 g/mol = 120 g
Ergebnis:
120 g
●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
★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 Zn²⁺-Ion?

Schritt für Schritt

Zn²⁺ hat die Ladung +2.
Jedes R–COO⁻ trägt die Ladung −1.
Zum Ausgleich braucht man 2 Seifenanionen.

Zn²⁺ hat die Ladung +2.
Jedes R–COO⁻ trägt die Ladung −1.
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

○16
Bestimme: Wie viele einfach geladene Seifenanionen R–COO⁻ binden in der ausfallenden Seife ein Fe²⁺-Ion?
So fängst du an:
Fe²⁺ hat die Ladung +2.
Lösung zeigen
1. Fe²⁺ hat die Ladung +2.
2. Jedes R–COO⁻ trägt die Ladung −1.
3. Zum Ausgleich braucht man 2 Seifenanionen.
Ergebnis:
2 Seifenanionen
●17
Bestimme: Wie viele einfach geladene Seifenanionen R–COO⁻ binden in der ausfallenden Seife ein Cr³⁺-Ion?
Lösung zeigen
1. Cr³⁺ hat die Ladung +3.
2. Jedes R–COO⁻ trägt die Ladung −1.
3. Zum Ausgleich braucht man 3 Seifenanionen.
Ergebnis:
3 Seifenanionen
★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 Vergrauungsinhibitoren in einem Waschmittel?

Schritt für Schritt

Prüfe den Namen: Vergrauungsinhibitoren.
Welche Wirkung folgt aus dem Namen und dem Stoff?
Sie verhindern, dass sich Schmutz wieder auf dem Gewebe absetzt.

Prüfe den Namen: Vergrauungsinhibitoren.
Welche Wirkung folgt aus dem Namen und dem Stoff?
Sie verhindern, dass sich Schmutz wieder auf dem Gewebe absetzt.

Ergebnis:

Sie verhindern, dass sich Schmutz wieder auf dem Gewebe absetzt

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

○19
Welchen Vorteil haben Enzyme in Waschmitteln?
So fängst du an:
Enzyme sind Katalysatoren.
Lösung zeigen
1. Enzyme sind Katalysatoren.
2. Sie spalten große Fleckenmoleküle in kleine, lösliche.
3. Schon bei 30 bis 40 Grad Celsius wirken sie gut.
Ergebnis:
Sie spalten Eiweiß-, Stärke- oder Fettflecken schon bei niedrigen Temperaturen
●20
Wofür sind optische Aufheller in Vollwaschmitteln gedacht?
Lösung zeigen
1. Optische Aufheller fluoreszieren.
2. Sie wandeln unsichtbares ultraviolettes Licht in sichtbares blaues Licht.
3. Das gleicht Vergilbung optisch aus.
Ergebnis:
Sie wandeln ultraviolettes Licht in blaues Licht um und lassen die Wäsche weißer wirken
★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

Welchen Ausgangsstoff braucht man neben Glucose für Zuckertenside (Alkylpolyglucoside)?

Schritt für Schritt

Der Zuckerrest bildet den Kopf.
Der Fettalkohol liefert den Schwanz.
Beide verbinden sich zum nichtionischen Tensid.

Der Zuckerrest bildet den Kopf.
Der Fettalkohol liefert den Schwanz.
Beide verbinden sich zum nichtionischen Tensid.

Ergebnis:

Einen Fettalkohol aus Kokos- oder Palmkernöl

AchtungAusgangsstoffe synthetischer Tenside verwechselt

So nicht

Zuckertenside entstehen aus Glucose und einer Fettsäure. Alkylsulfate entstehen durch Verseifung.

So richtig

Alkylglucoside entstehen aus Glucose und Fettalkohol. Alkylsulfate entstehen aus Fettalkohol und Schwefelsäure.

Ordne jedem Tensid die beiden Ausgangsstoffe zu: Kopf und Schwanz.

ÜbenJetzt du

○22
Bestimme: Wie viel Natriumtetradecylsulfat (M = 316 g/mol) entsteht höchstens aus 0,25 mol Tetradecan-1-ol?
So fängst du an:
Je Mol Alkohol entsteht höchstens 1 mol Tensid.
Lösung zeigen
1. Je Mol Alkohol entsteht höchstens 1 mol Tensid.
2. n(Tensid) = 0,25 mol.
3. m = 0,25 mol · 316 g/mol = 79 g
Ergebnis:
79 g
●23
Bestimme: Wie viel Natriumhexadecylsulfat (M = 344 g/mol) entsteht höchstens aus 0,2 mol Hexadecan-1-ol?
Lösung zeigen
1. Je Mol Alkohol entsteht höchstens 1 mol Tensid.
2. n(Tensid) = 0,2 mol.
3. m = 0,2 mol · 344 g/mol = 68,8 g
Ergebnis:
68,8 g
★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

●25
Welcher Teil von Natriumstearat C₁₇H₃₅–COO⁻ Na⁺ ist der fettliebende Schwanz?
Lösung zeigen
1. Die Kette besteht nur aus C und H.
2. Sie ist unpolar und mischt sich mit Fett.
3. Das ist der Schwanz C₁₇H₃₅.
Ergebnis:
Die Kette C₁₇H₃₅
●26
Welche Tensideigenschaft zeigt diese Beobachtung? Mit Tensid geschüttelt bleibt ein Öl-Wasser-Gemisch lange milchig.
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: Emulgiervermögen für Öltröpfchen.
Ergebnis:
Emulgiervermögen für Öltröpfchen
●27
Welche Rolle spielt das Wasser beim Waschen?
Lösung zeigen
1. Denke an die vier Schritte: benetzen, ablösen, umhüllen, wegspülen.
2. Dazu gehört das Wasser.
3. Es benetzt das Gewebe und transportiert den Schmutz ab.
Ergebnis:
Es benetzt das Gewebe und transportiert den Schmutz ab
●28
Bestimme: Wie viel Gramm Natriumoleat entstehen, wenn 88,5 g Triolein vollständig verseift werden? M(Triolein) = 885 g/mol, M(Natriumoleat) = 304 g/mol.
Lösung zeigen
1. n(Triolein) = 88,5 g : 885 g/mol = 0,10 mol.
2. Faktor 3: n = 0,30 mol.
3. m = 0,30 mol · 304 g/mol = 91,2 g
Ergebnis:
91,2 g
●29
Welche Aufgabe haben optische Aufheller in einem Waschmittel?
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
●30
Bestimme: Wie viel Natriumdecylsulfat (M = 260 g/mol) entsteht höchstens aus 4 mol Decan-1-ol?
Lösung zeigen
1. Je Mol Alkohol entsteht höchstens 1 mol Tensid.
2. n(Tensid) = 4 mol.
3. m = 4 mol · 260 g/mol = 1040 g
Ergebnis:
1040 g

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

Ich beschreibe den typischen Aufbau eines Tensid-Moleküls.
31
Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat der fettliebende Schwanz von Natriumlaurat (C₁₁H₂₃–COO⁻ Na⁺)?
Lösung zeigen
Ergebnis:
11 Kohlenstoffatome
Ich unterscheide anionische, kationische, zwitterionische und nichtionische Tenside.
32
Welches Merkmal des Kopfes passt zu ein Alkylpolyglucosid, einem nichtionischen Tensid?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Keine Ladung, nur polare Gruppen am Kopf
Ich erkläre Grenzflächenaktivität, Micellenbildung, Dispergiervermögen und Schaumbildung.
33
Welche Tensideigenschaft zeigt diese Beobachtung? Schmutz setzt sich in der Waschlauge nicht am Boden ab.
Lösung zeigen
Ergebnis:
Dispergiervermögen für Partikel
Ich erläutere den Waschvorgang auf der Teilchenebene.
34
Welche Rolle spielt der Schwanz eines Tensidmoleküls beim Waschen?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Es lagert sich in den Fettschmutz ein
Ich beschreibe die Herstellung von Seife als Esterspaltung.
35
Bestimme: Wie viel Gramm Natriumstearat entstehen, wenn 89,1 g Tristearin vollständig verseift werden? M(Tristearin) = 891 g/mol, M(Natriumstearat) = 306 g/mol.
Lösung zeigen
Ergebnis:
91,8 g
Ich erkläre die Säure- und Härteempfindlichkeit von Seife.
36
Bestimme: Wie viele einfach geladene Seifenanionen R–COO⁻ binden in der ausfallenden Seife ein Cr³⁺-Ion?
Lösung zeigen
Ergebnis:
3 Seifenanionen
Ich ordne Waschmitteltypen und Zusatzstoffe ihrer Wirkung zu und beurteile ihre Umweltwirkung.
37
Welche Aufgabe haben Soda in einem Waschmittel?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Sie macht die Waschlauge alkalisch und unterstützt die Fettlösung
Ich erkläre die Herstellung synthetischer Tenside.
38
Bestimme: Wie viel Natriumdecylsulfat (M = 260 g/mol) entsteht höchstens aus 2 mol Decan-1-ol?
Lösung zeigen
Ergebnis:
520 g

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

Lösungen

Aus einem wasserliebenden Kopf und einem fettliebenden Schwanz
12 Kohlenstoffatome
Die Kette C₁₇H₃₅
Eine negative Ladung am Kopf des Tensids
Keine Ladung, nur polare Gruppen am Kopf
Keine Ladung, nur polare Gruppen am Kopf
Senkung der Grenzflächenspannung
Tensidmoleküle umhüllen die Tröpfchen, gleiche Ladungen stoßen sich ab
Die Oberflächenspannung sinkt in der Mitte, die höhere Spannung außen zieht den Pfeffer mit
Das Wasser benetzt Gewebe und Schmutz besser, weil Tenside die Grenzflächenspannung senken
Es entfernt die Waschlauge samt Schmutz
Bei höherer Temperatur lösen sich Fette leichter, Tenside wirken schneller und Enzyme arbeiten besser
120 g
60 g
91,8 g
2 Seifenanionen
3 Seifenanionen
2 Stearationen
Sie spalten Eiweiß-, Stärke- oder Fettflecken schon bei niedrigen Temperaturen
Sie wandeln ultraviolettes Licht in blaues Licht um und lassen die Wäsche weißer wirken
Phosphat düngt Algen, abgestorbene Algen verbrauchen den Sauerstoff im Wasser
79 g
68,8 g
144 g
Die Kette C₁₇H₃₅
Emulgiervermögen für Öltröpfchen
Es benetzt das Gewebe und transportiert den Schmutz ab
91,2 g
Sie wandeln ultraviolettes in blaues Licht um
1040 g
11 Kohlenstoffatome
Keine Ladung, nur polare Gruppen am Kopf
Dispergiervermögen für Partikel
Es lagert sich in den Fettschmutz ein
91,8 g
3 Seifenanionen
Sie macht die Waschlauge alkalisch und unterstützt die Fettlösung
520 g

Chemie · Klasse 11 · Kapitel

Andere Zahlen Üben Basiswissen Alle Kapitel

Tenside, Seife und Waschmittel

Entdecken Frage, Vorstellung, Bild
Merken kommt ins Heft
Beispiel vorgerechnet, Schritt für Schritt
Üben selbst rechnen
Achtung typischer Fehler
Weiterdenken zum Knobeln und Vernetzen

○ 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

Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat der fettliebende Schwanz von Natriumdodecylsulfonat (C₁₂H₂₅–SO₃⁻ Na⁺)?

Schritt für Schritt

Die Kette ist der Teil aus C und H.
Der Index von C in C₁₂H₂₅ nennt die Zahl.
Es sind 12 Kohlenstoffatome.

Die Kette ist der Teil aus C und H.
Der Index von C in C₁₂H₂₅ nennt die Zahl.
Es sind 12 Kohlenstoffatome.

Ergebnis:

12 Kohlenstoffatome

AchtungTensid ohne zwei verschiedene Teile gedacht

So nicht

Ein Tensid hat zwei fettliebende Teile, und die Länge der Kette ist beliebig.

So richtig

Ein Tensid braucht zwei verschiedene Teile: den Kopf zum Wasser und die Kette zum Fett. Typisch sind zehn bis zwanzig Kohlenstoffatome.

Zeichne zwei Tenside mit sehr kurzer und sehr langer Kette und beschreibe, wie sie sich im Wasser verhalten.

ÜbenJetzt du

○1
Aus welchen zwei Teilen besteht ein typisches Tensid-Molekül?
So fängst du an:
Der Kopf trägt eine Ladung oder polare Gruppe.
Lösung zeigen
1. Der Kopf trägt eine Ladung oder polare Gruppe.
2. Der Schwanz ist eine unpolare Kohlenwasserstoffkette.
3. Damit bindet das Molekül an Wasser und an Fett.
Ergebnis:
Aus einem wasserliebenden Kopf und einem fettliebenden Schwanz
●2
Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat der fettliebende Schwanz von Dodecyltrimethylammoniumchlorid (C₁₂H₂₅–N⁺(CH₃)₃ Cl⁻)?
Lösung zeigen
1. Die Kette ist der Teil aus C und H.
2. Der Index von C in C₁₂H₂₅ nennt die Zahl.
3. Es sind 12 Kohlenstoffatome.
Ergebnis:
12 Kohlenstoffatome
★3
Welcher Teil von Natriumstearat (C₁₇H₃₅–COO⁻ 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 C₁₇H₃₅.
Ergebnis:
Die Kette C₁₇H₃₅

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 ein Fettalkoholethoxylat, einem nichtionischen Tensid?

Schritt für Schritt

Prüfe die Ladung am Kopf des Tensid-Ions.
Keine Ladung, nur polare Gruppen am Kopf.
Der Typ ist nichtionisch.

Prüfe die Ladung am Kopf des Tensid-Ions.
Keine Ladung, nur polare Gruppen am Kopf.
Der Typ ist nichtionisch.

Ergebnis:

Keine Ladung, nur polare Gruppen am Kopf

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

○4
Welches Merkmal des Kopfes passt zu Natriumstearat, einem anionischen Tensid?
So fängst du an:
Prüfe die Ladung am Kopf des Tensid-Ions.
Lösung zeigen
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
●5
Welches Merkmal des Kopfes passt zu ein Alkylpolyglucosid, 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
★6
Welches Merkmal des Kopfes passt zu Polysorbat 80, 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? Beim Schütteln bleibt der Schaum der Lösung lange stehen.

Schritt für Schritt

Beschreibe, was sich ändert: Oberfläche, Tröpfchen, Schmutz, Schaum oder Licht.
Ordne die Änderung einer Eigenschaft zu.
Es ist die Eigenschaft: Schaumbildung durch Luftbläschen.

Beschreibe, was sich ändert: Oberfläche, Tröpfchen, Schmutz, Schaum oder Licht.
Ordne die Änderung einer Eigenschaft zu.
Es ist die Eigenschaft: Schaumbildung durch Luftbläschen.

Ergebnis:

Schaumbildung durch Luftbläschen

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

○7
Welche Tensideigenschaft zeigt diese Beobachtung? Pfeffer auf Wasser weicht vor einem Tropfen Spülmittel zum Rand zurück.
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: Senkung der Grenzflächenspannung.
Ergebnis:
Senkung der Grenzflächenspannung
●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
★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

Welche Rolle spielt die gleiche Ladung der Tensidhüllen beim Waschen?

Schritt für Schritt

Denke an die vier Schritte: benetzen, ablösen, umhüllen, wegspülen.
Dazu gehört die gleiche Ladung der Tensidhüllen.
Es verhindert, dass sich der Schmutz wieder ablagert.

Denke an die vier Schritte: benetzen, ablösen, umhüllen, wegspülen.
Dazu gehört die gleiche Ladung der Tensidhüllen.
Es verhindert, dass sich der Schmutz wieder ablagert.

Ergebnis:

Es verhindert, dass sich der Schmutz wieder ablagert

AchtungRollen im Waschvorgang vertauscht

So nicht

Zuerst umhüllt die Micelle den Schmutz, dann sinkt die Spannung. Die Rollen der Beteiligten sind austauschbar.

So richtig

Erst benetzen, dann ablösen, dann umhüllen, dann wegspülen. Jeder Teil hat seine eigene Rolle.

Ordne die vier Schritte nacheinander und nenne zu jedem den Beteiligten.

ÜbenJetzt du

○10
Was geschieht am Anfang des Waschvorgangs auf der Teilchenebene?
So fängst du an:
Die Tensidmoleküle lagern sich an Grenzflächen an.
Lösung zeigen
1. Die Tensidmoleküle lagern sich an Grenzflächen an.
2. Dadurch sinkt die Grenzflächenspannung.
3. Das Wasser dringt in Gewebe und Schmutz ein.
Ergebnis:
Das Wasser benetzt Gewebe und Schmutz besser, weil Tenside die Grenzflächenspannung senken
●11
Welche Rolle spielt das Spülen beim Waschen?
Lösung zeigen
1. Denke an die vier Schritte: benetzen, ablösen, umhüllen, wegspülen.
2. Dazu gehört das Spülen.
3. Es entfernt die Waschlauge samt Schmutz.
Ergebnis:
Es entfernt die Waschlauge samt Schmutz
★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

Welche Produkte entstehen bei der Verseifung eines Fettes mit Natronlauge?

Schritt für Schritt

Die Esterbindungen werden gespalten.
Das Glycerin wird frei.
Die Fettsäuren liegen als Natriumsalze vor.

Die Esterbindungen werden gespalten.
Das Glycerin wird frei.
Die Fettsäuren liegen als Natriumsalze vor.

Ergebnis:

Glycerin und Natriumsalze der Fettsäuren

AchtungVerseifung mit Veresterung oder Neutralisation verwechselt

So nicht

Verseifung ist Veresterung oder Neutralisation: Fett plus Lauge ergibt Wasser und Salz.

So richtig

Verseifung spaltet den Ester mit Lauge: Es entstehen Glycerin und drei Seifenanionen. Die Veresterung läuft rückwärts.

Zeichne die Esterbindung und markiere, wo die Lauge angreift.

ÜbenJetzt du

○13
Bestimme: Wie viel Gramm Natriumhydroxid werden gebraucht, wenn 885 g Triolein vollständig verseift werden? M(Triolein) = 885 g/mol, M(NaOH) = 40 g/mol.
So fängst du an:
n(Triolein) = 885 g : 885 g/mol = 1,00 mol.
Lösung zeigen
1. n(Triolein) = 885 g : 885 g/mol = 1,00 mol.
2. Faktor 3: n = 3,00 mol.
3. m = 3,00 mol · 40 g/mol = 120 g
Ergebnis:
120 g
●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
★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 Zn²⁺-Ion?

Schritt für Schritt

Zn²⁺ hat die Ladung +2.
Jedes R–COO⁻ trägt die Ladung −1.
Zum Ausgleich braucht man 2 Seifenanionen.

Zn²⁺ hat die Ladung +2.
Jedes R–COO⁻ trägt die Ladung −1.
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

○16
Bestimme: Wie viele einfach geladene Seifenanionen R–COO⁻ binden in der ausfallenden Seife ein Fe²⁺-Ion?
So fängst du an:
Fe²⁺ hat die Ladung +2.
Lösung zeigen
1. Fe²⁺ hat die Ladung +2.
2. Jedes R–COO⁻ trägt die Ladung −1.
3. Zum Ausgleich braucht man 2 Seifenanionen.
Ergebnis:
2 Seifenanionen
●17
Bestimme: Wie viele einfach geladene Seifenanionen R–COO⁻ binden in der ausfallenden Seife ein Cr³⁺-Ion?
Lösung zeigen
1. Cr³⁺ hat die Ladung +3.
2. Jedes R–COO⁻ trägt die Ladung −1.
3. Zum Ausgleich braucht man 3 Seifenanionen.
Ergebnis:
3 Seifenanionen
★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 Vergrauungsinhibitoren in einem Waschmittel?

Schritt für Schritt

Prüfe den Namen: Vergrauungsinhibitoren.
Welche Wirkung folgt aus dem Namen und dem Stoff?
Sie verhindern, dass sich Schmutz wieder auf dem Gewebe absetzt.

Prüfe den Namen: Vergrauungsinhibitoren.
Welche Wirkung folgt aus dem Namen und dem Stoff?
Sie verhindern, dass sich Schmutz wieder auf dem Gewebe absetzt.

Ergebnis:

Sie verhindern, dass sich Schmutz wieder auf dem Gewebe absetzt

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

○19
Welchen Vorteil haben Enzyme in Waschmitteln?
So fängst du an:
Enzyme sind Katalysatoren.
Lösung zeigen
1. Enzyme sind Katalysatoren.
2. Sie spalten große Fleckenmoleküle in kleine, lösliche.
3. Schon bei 30 bis 40 Grad Celsius wirken sie gut.
Ergebnis:
Sie spalten Eiweiß-, Stärke- oder Fettflecken schon bei niedrigen Temperaturen
●20
Wofür sind optische Aufheller in Vollwaschmitteln gedacht?
Lösung zeigen
1. Optische Aufheller fluoreszieren.
2. Sie wandeln unsichtbares ultraviolettes Licht in sichtbares blaues Licht.
3. Das gleicht Vergilbung optisch aus.
Ergebnis:
Sie wandeln ultraviolettes Licht in blaues Licht um und lassen die Wäsche weißer wirken
★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

Welchen Ausgangsstoff braucht man neben Glucose für Zuckertenside (Alkylpolyglucoside)?

Schritt für Schritt

Der Zuckerrest bildet den Kopf.
Der Fettalkohol liefert den Schwanz.
Beide verbinden sich zum nichtionischen Tensid.

Der Zuckerrest bildet den Kopf.
Der Fettalkohol liefert den Schwanz.
Beide verbinden sich zum nichtionischen Tensid.

Ergebnis:

Einen Fettalkohol aus Kokos- oder Palmkernöl

AchtungAusgangsstoffe synthetischer Tenside verwechselt

So nicht

Zuckertenside entstehen aus Glucose und einer Fettsäure. Alkylsulfate entstehen durch Verseifung.

So richtig

Alkylglucoside entstehen aus Glucose und Fettalkohol. Alkylsulfate entstehen aus Fettalkohol und Schwefelsäure.

Ordne jedem Tensid die beiden Ausgangsstoffe zu: Kopf und Schwanz.

ÜbenJetzt du

○22
Bestimme: Wie viel Natriumtetradecylsulfat (M = 316 g/mol) entsteht höchstens aus 0,25 mol Tetradecan-1-ol?
So fängst du an:
Je Mol Alkohol entsteht höchstens 1 mol Tensid.
Lösung zeigen
1. Je Mol Alkohol entsteht höchstens 1 mol Tensid.
2. n(Tensid) = 0,25 mol.
3. m = 0,25 mol · 316 g/mol = 79 g
Ergebnis:
79 g
●23
Bestimme: Wie viel Natriumhexadecylsulfat (M = 344 g/mol) entsteht höchstens aus 0,2 mol Hexadecan-1-ol?
Lösung zeigen
1. Je Mol Alkohol entsteht höchstens 1 mol Tensid.
2. n(Tensid) = 0,2 mol.
3. m = 0,2 mol · 344 g/mol = 68,8 g
Ergebnis:
68,8 g
★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

●25
Welcher Teil von Natriumstearat C₁₇H₃₅–COO⁻ Na⁺ ist der fettliebende Schwanz?
Lösung zeigen
1. Die Kette besteht nur aus C und H.
2. Sie ist unpolar und mischt sich mit Fett.
3. Das ist der Schwanz C₁₇H₃₅.
Ergebnis:
Die Kette C₁₇H₃₅
●26
Welche Tensideigenschaft zeigt diese Beobachtung? Mit Tensid geschüttelt bleibt ein Öl-Wasser-Gemisch lange milchig.
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: Emulgiervermögen für Öltröpfchen.
Ergebnis:
Emulgiervermögen für Öltröpfchen
●27
Welche Rolle spielt das Wasser beim Waschen?
Lösung zeigen
1. Denke an die vier Schritte: benetzen, ablösen, umhüllen, wegspülen.
2. Dazu gehört das Wasser.
3. Es benetzt das Gewebe und transportiert den Schmutz ab.
Ergebnis:
Es benetzt das Gewebe und transportiert den Schmutz ab
●28
Bestimme: Wie viel Gramm Natriumoleat entstehen, wenn 88,5 g Triolein vollständig verseift werden? M(Triolein) = 885 g/mol, M(Natriumoleat) = 304 g/mol.
Lösung zeigen
1. n(Triolein) = 88,5 g : 885 g/mol = 0,10 mol.
2. Faktor 3: n = 0,30 mol.
3. m = 0,30 mol · 304 g/mol = 91,2 g
Ergebnis:
91,2 g
●29
Welche Aufgabe haben optische Aufheller in einem Waschmittel?
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
●30
Bestimme: Wie viel Natriumdecylsulfat (M = 260 g/mol) entsteht höchstens aus 4 mol Decan-1-ol?
Lösung zeigen
1. Je Mol Alkohol entsteht höchstens 1 mol Tensid.
2. n(Tensid) = 4 mol.
3. m = 4 mol · 260 g/mol = 1040 g
Ergebnis:
1040 g

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

Ich beschreibe den typischen Aufbau eines Tensid-Moleküls.
31
Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat der fettliebende Schwanz von Natriumlaurat (C₁₁H₂₃–COO⁻ Na⁺)?
Lösung zeigen
Ergebnis:
11 Kohlenstoffatome
Ich unterscheide anionische, kationische, zwitterionische und nichtionische Tenside.
32
Welches Merkmal des Kopfes passt zu ein Alkylpolyglucosid, einem nichtionischen Tensid?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Keine Ladung, nur polare Gruppen am Kopf
Ich erkläre Grenzflächenaktivität, Micellenbildung, Dispergiervermögen und Schaumbildung.
33
Welche Tensideigenschaft zeigt diese Beobachtung? Schmutz setzt sich in der Waschlauge nicht am Boden ab.
Lösung zeigen
Ergebnis:
Dispergiervermögen für Partikel
Ich erläutere den Waschvorgang auf der Teilchenebene.
34
Welche Rolle spielt der Schwanz eines Tensidmoleküls beim Waschen?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Es lagert sich in den Fettschmutz ein
Ich beschreibe die Herstellung von Seife als Esterspaltung.
35
Bestimme: Wie viel Gramm Natriumstearat entstehen, wenn 89,1 g Tristearin vollständig verseift werden? M(Tristearin) = 891 g/mol, M(Natriumstearat) = 306 g/mol.
Lösung zeigen
Ergebnis:
91,8 g
Ich erkläre die Säure- und Härteempfindlichkeit von Seife.
36
Bestimme: Wie viele einfach geladene Seifenanionen R–COO⁻ binden in der ausfallenden Seife ein Cr³⁺-Ion?
Lösung zeigen
Ergebnis:
3 Seifenanionen
Ich ordne Waschmitteltypen und Zusatzstoffe ihrer Wirkung zu und beurteile ihre Umweltwirkung.
37
Welche Aufgabe haben Soda in einem Waschmittel?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Sie macht die Waschlauge alkalisch und unterstützt die Fettlösung
Ich erkläre die Herstellung synthetischer Tenside.
38
Bestimme: Wie viel Natriumdecylsulfat (M = 260 g/mol) entsteht höchstens aus 2 mol Decan-1-ol?
Lösung zeigen
Ergebnis:
520 g

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

Lösungen

Aus einem wasserliebenden Kopf und einem fettliebenden Schwanz
12 Kohlenstoffatome
Die Kette C₁₇H₃₅
Eine negative Ladung am Kopf des Tensids
Keine Ladung, nur polare Gruppen am Kopf
Keine Ladung, nur polare Gruppen am Kopf
Senkung der Grenzflächenspannung
Tensidmoleküle umhüllen die Tröpfchen, gleiche Ladungen stoßen sich ab
Die Oberflächenspannung sinkt in der Mitte, die höhere Spannung außen zieht den Pfeffer mit
Das Wasser benetzt Gewebe und Schmutz besser, weil Tenside die Grenzflächenspannung senken
Es entfernt die Waschlauge samt Schmutz
Bei höherer Temperatur lösen sich Fette leichter, Tenside wirken schneller und Enzyme arbeiten besser
120 g
60 g
91,8 g
2 Seifenanionen
3 Seifenanionen
2 Stearationen
Sie spalten Eiweiß-, Stärke- oder Fettflecken schon bei niedrigen Temperaturen
Sie wandeln ultraviolettes Licht in blaues Licht um und lassen die Wäsche weißer wirken
Phosphat düngt Algen, abgestorbene Algen verbrauchen den Sauerstoff im Wasser
79 g
68,8 g
144 g
Die Kette C₁₇H₃₅
Emulgiervermögen für Öltröpfchen
Es benetzt das Gewebe und transportiert den Schmutz ab
91,2 g
Sie wandeln ultraviolettes in blaues Licht um
1040 g
11 Kohlenstoffatome
Keine Ladung, nur polare Gruppen am Kopf
Dispergiervermögen für Partikel
Es lagert sich in den Fettschmutz ein
91,8 g
3 Seifenanionen
Sie macht die Waschlauge alkalisch und unterstützt die Fettlösung
520 g