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 Natriumtetradecylsulfat (C₁₄H₂₉–OSO₃⁻ Na⁺)?

Schritt für Schritt

Die Kette ist der Teil aus C und H.
Der Index von C in C₁₄H₂₉ nennt die Zahl.
Es sind 14 Kohlenstoffatome.

Die Kette ist der Teil aus C und H.
Der Index von C in C₁₄H₂₉ nennt die Zahl.
Es sind 14 Kohlenstoffatome.

Ergebnis:

14 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
Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat der fettliebende Schwanz von Natriumdodecylsulfonat (C₁₂H₂₅–SO₃⁻ Na⁺)?
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 C₁₂H₂₅ nennt die Zahl.
3. Es sind 12 Kohlenstoffatome.
Ergebnis:
12 Kohlenstoffatome
●2
Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat der fettliebende Schwanz von Natriumdodecylsulfat (C₁₂H₂₅–OSO₃⁻ Na⁺)?
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
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 Cetyltrimethylammoniumchlorid, einem kationischen Tensid?

Schritt für Schritt

Prüfe die Ladung am Kopf des Tensid-Ions.
Eine positive Ladung am Kopf des Tensids.
Der Typ ist kationisch.

Prüfe die Ladung am Kopf des Tensid-Ions.
Eine positive Ladung am Kopf des Tensids.
Der Typ ist kationisch.

Ergebnis:

Eine positive 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

○4
Welches Merkmal des Kopfes passt zu Benzalkoniumchlorid, einem kationischen 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 positive Ladung am Kopf des Tensids.
3. Der Typ ist kationisch.
Ergebnis:
Eine positive Ladung am Kopf des Tensids
●5
Welches Merkmal des Kopfes passt zu Cocamidopropylbetain, einem zwitterionischen Tensid?
Lösung zeigen
1. Prüfe die Ladung am Kopf des Tensid-Ions.
2. Beide Ladungen im Kopf des Tensids.
3. Der Typ ist zwitterionisch.
Ergebnis:
Beide Ladungen im Kopf des Tensids
★6
Warum eignen sich kationische Tenside schlecht als Hauptbestandteil eines Textilwaschmittels?
Lösung zeigen
1. Fasern tragen im Wasser eine negative Ladung.
2. Kationische Tenside binden sich daran.
3. Sie lösen den Schmutz nicht, sondern machen den Stoff weich.
Ergebnis:
Sie haften an den negativ geladenen Fasern und waschen dadurch kaum Schmutz ab

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? Mayonnaise bleibt gemischt, weil Eigelb Lecithin enthält.

Schritt für Schritt

Beschreibe, was sich ändert: Oberfläche, Tröpfchen, Schmutz, Schaum oder Licht.
Ordne die Änderung einer Eigenschaft zu.
Es ist die Eigenschaft: Emulgiervermögen für Öltröpfchen.

Beschreibe, was sich ändert: Oberfläche, Tröpfchen, Schmutz, Schaum oder Licht.
Ordne die Änderung einer Eigenschaft zu.
Es ist die Eigenschaft: Emulgiervermögen für Öltröpfchen.

Ergebnis:

Emulgiervermögen für Öltröpfchen

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
Was geschieht in Wasser oberhalb der kritischen Micellbildungskonzentration?
So fängst du an:
Die Schwänze meiden das Wasser und lagern sich zusammen.
Lösung zeigen
1. Die Schwänze meiden das Wasser und lagern sich zusammen.
2. Die Köpfe zeigen nach außen ins Wasser.
3. So entsteht eine Micelle.
Ergebnis:
Die Tensidmoleküle ordnen sich zu Micellen mit nach innen gerichteten Schwänzen
●8
Welche Tensideigenschaft zeigt diese Beobachtung? Öl und Wasser bleiben mit Spülmittel als feine Tröpfchen vermischt.
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
★9
Welche Tensideigenschaft zeigt diese Beobachtung? Kreidestaub schwebt in Tensidlösung länger als in reinem Wasser.
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: Dispergiervermögen für Partikel.
Ergebnis:
Dispergiervermögen für Partikel

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

Wie wird ein Fetttröpfchen vom Gewebe abgelöst?

Schritt für Schritt

Die Schwänze tauchen in das Fett.
Die Köpfe bleiben im Wasser.
Die Trommelbewegung löst das umhüllte Tröpfchen vom Gewebe.

Die Schwänze tauchen in das Fett.
Die Köpfe bleiben im Wasser.
Die Trommelbewegung löst das umhüllte Tröpfchen vom Gewebe.

Ergebnis:

Die Schwänze lagern sich ins Fett, die Köpfe zeigen ins Wasser, Bewegung löst das Tröpfchen ab

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

○10
Welche Rolle spielt der Kopf eines Tensidmoleküls 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 der Kopf eines Tensidmoleküls.
3. Es bleibt im Wasser und hält den Schmutz in Schwebe.
Ergebnis:
Es bleibt im Wasser und hält den Schmutz in Schwebe
●11
Welche Rolle spielt die Bewegung der Trommel beim Waschen?
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
★12
Welche Rolle spielt die gleiche Ladung der Tensidhüllen beim Waschen?
Lösung zeigen
1. Denke an die vier Schritte: benetzen, ablösen, umhüllen, wegspülen.
2. Dazu gehört die gleiche Ladung der Tensidhüllen.
3. Es verhindert, dass sich der Schmutz wieder ablagert.
Ergebnis:
Es verhindert, dass sich der Schmutz wieder ablagert

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 Natriumpalmitat entstehen, wenn 161,4 g Tripalmitin vollständig verseift werden? M(Tripalmitin) = 807 g/mol, M(Natriumpalmitat) = 278 g/mol.

Schritt für Schritt

n(Tripalmitin) = 161,4 g : 807 g/mol = 0,20 mol.
Faktor 3: n = 0,60 mol.
m = 0,60 mol · 278 g/mol = 166,8 g

n(Tripalmitin) = 161,4 g : 807 g/mol = 0,20 mol.
Faktor 3: n = 0,60 mol.
m = 0,60 mol · 278 g/mol = 166,8 g

Ergebnis:

166,8 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

○13
Welche Reaktion beschreibt die Herstellung von Seife aus Fett?
So fängst du an:
Fett ist ein Triester des Glycerins.
Lösung zeigen
1. Fett ist ein Triester des Glycerins.
2. Hydroxidionen spalten die Esterbindungen.
3. Es entstehen Glycerin und drei Seifenanionen.
Ergebnis:
Verseifung: Ein Ester wird mit Lauge zu Glycerin und Salzen der Fettsäuren gespalten
●14
Bestimme: Wie viel Gramm Natriumhydroxid werden gebraucht, wenn 88,5 g Triolein vollständig verseift werden? M(Triolein) = 885 g/mol, M(NaOH) = 40 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 · 40 g/mol = 12 g
Ergebnis:
12 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 Al³⁺-Ion?

Schritt für Schritt

Al³⁺ hat die Ladung +3.
Jedes R–COO⁻ trägt die Ladung −1.
Zum Ausgleich braucht man 3 Seifenanionen.

Al³⁺ hat die Ladung +3.
Jedes R–COO⁻ trägt die Ladung −1.
Zum Ausgleich braucht man 3 Seifenanionen.

Ergebnis:

3 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 Mg²⁺-Ion?
So fängst du an:
Mg²⁺ hat die Ladung +2.
Lösung zeigen
1. Mg²⁺ hat die Ladung +2.
2. Jedes R–COO⁻ trägt die Ladung −1.
3. Zum Ausgleich braucht man 2 Seifenanionen.
Ergebnis:
2 Seifenanionen
●17
Warum fällt Kalkseife aus, obwohl Natriumseife gut löslich ist?
Lösung zeigen
1. Ca²⁺ trägt zwei positive Ladungen.
2. Es gleicht die Ladung von zwei R–COO⁻ aus.
3. Das ungeladene Salz löst sich kaum in Wasser.
Ergebnis:
Zweiwertige Calciumionen verknüpfen zwei Seifenanionen zu einem schwer löslichen Salz
★18
Bestimme: Wie viele einfach geladene Seifenanionen R–COO⁻ binden in der ausfallenden Seife ein Fe³⁺-Ion?
Lösung zeigen
1. Fe³⁺ hat die Ladung +3.
2. Jedes R–COO⁻ trägt die Ladung −1.
3. Zum Ausgleich braucht man 3 Seifenanionen.
Ergebnis:
3 Seifenanionen

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
Welche Aufgabe haben Tenside in einem Waschmittel?
So fängst du an:
Prüfe den Namen: Tenside.
Lösung zeigen
1. Prüfe den Namen: Tenside.
2. Welche Wirkung folgt aus dem Namen und dem Stoff?
3. Sie lösen den Schmutz ab und halten ihn in der Schwebe.
Ergebnis:
Sie lösen den Schmutz ab und halten ihn in der Schwebe
●20
Welche Aufgabe haben Korrosionsinhibitoren in einem Waschmittel?
Lösung zeigen
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
★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 Natriumdodecylsulfat (M = 288 g/mol) entsteht höchstens aus 0,1 mol Dodecan-1-ol?

Schritt für Schritt

Je Mol Alkohol entsteht höchstens 1 mol Tensid.
n(Tensid) = 0,1 mol.
m = 0,1 mol · 288 g/mol = 28,8 g

Je Mol Alkohol entsteht höchstens 1 mol Tensid.
n(Tensid) = 0,1 mol.
m = 0,1 mol · 288 g/mol = 28,8 g

Ergebnis:

28,8 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

○22
Bestimme: Wie viel Natriumdodecylsulfat (M = 288 g/mol) entsteht höchstens aus 0,5 mol Dodecan-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) = 0,5 mol.
3. m = 0,5 mol · 288 g/mol = 144 g
Ergebnis:
144 g
●23
Bestimme: Wie viel Natriumdecylsulfat (M = 260 g/mol) entsteht höchstens aus 0,25 mol Decan-1-ol?
Lösung zeigen
1. Je Mol Alkohol entsteht höchstens 1 mol Tensid.
2. n(Tensid) = 0,25 mol.
3. m = 0,25 mol · 260 g/mol = 65 g
Ergebnis:
65 g
★24
Bestimme: Wie viel Natriumoctylsulfat (M = 232 g/mol) entsteht höchstens aus 2 mol Octan-1-ol?
Lösung zeigen
1. Je Mol Alkohol entsteht höchstens 1 mol Tensid.
2. n(Tensid) = 2 mol.
3. m = 2 mol · 232 g/mol = 464 g
Ergebnis:
464 g

Vermischte Übungen

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

Üben

●25
Welcher Teil von Dodecyltrimethylammoniumchlorid (C₁₂H₂₅–N⁺(CH₃)₃ Cl⁻) 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
●26
Welches Merkmal des Kopfes passt zu Natriumdodecylbenzolsulfonat, einem anionischen Tensid?
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
●27
Was bedeutet Grenzflächenaktivität bei einem Tensid?
Lösung zeigen
1. Der Kopf zeigt ins Wasser, der Schwanz aus dem Wasser heraus.
2. So schwächt das Tensid die Anziehung zwischen den Wassermolekülen an der Oberfläche.
3. Die Grenzflächenspannung sinkt.
Ergebnis:
Das Tensid lagert sich an Grenzflächen an und senkt die Grenzflächenspannung
●28
Was geschieht am Anfang des Waschvorgangs auf der Teilchenebene?
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
●29
Bestimme: Wie viel Gramm Natriumhydroxid werden gebraucht, wenn 80,7 g Tripalmitin vollständig verseift werden? M(Tripalmitin) = 807 g/mol, M(NaOH) = 40 g/mol.
Lösung zeigen
1. n(Tripalmitin) = 80,7 g : 807 g/mol = 0,10 mol.
2. Faktor 3: n = 0,30 mol.
3. m = 0,30 mol · 40 g/mol = 12 g
Ergebnis:
12 g
●30
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

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 Natriumstearat, einem anionischen Tensid?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Eine negative Ladung am Kopf des Tensids
Ich erkläre Grenzflächenaktivität, Micellenbildung, Dispergiervermögen und Schaumbildung.
33
Welche Tensideigenschaft zeigt diese Beobachtung? Mit Tensid geschüttelt bleibt ein Öl-Wasser-Gemisch lange milchig.
Lösung zeigen
Ergebnis:
Emulgiervermögen für Öltröpfchen
Ich erläutere den Waschvorgang auf der Teilchenebene.
34
Wie wird ein Fetttröpfchen vom Gewebe abgelöst?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Die Schwänze lagern sich ins Fett, die Köpfe zeigen ins Wasser, Bewegung löst das Tröpfchen ab
Ich beschreibe die Herstellung von Seife als Esterspaltung.
35
Bestimme: Wie viel Gramm Natriumstearat entstehen, wenn 891 g Tristearin vollständig verseift werden? M(Tristearin) = 891 g/mol, M(Natriumstearat) = 306 g/mol.
Lösung zeigen
Ergebnis:
918 g
Ich erkläre die Säure- und Härteempfindlichkeit von Seife.
36
Bestimme: Wie viele einfach geladene Seifenanionen R–COO⁻ binden in der ausfallenden Seife ein Fe²⁺-Ion?
Lösung zeigen
Ergebnis:
2 Seifenanionen
Ich ordne Waschmitteltypen und Zusatzstoffe ihrer Wirkung zu und beurteile ihre Umweltwirkung.
37
Welche Aufgabe haben optische Aufheller in einem Waschmittel?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Sie wandeln ultraviolettes in blaues Licht um
Ich erkläre die Herstellung synthetischer Tenside.
38
Bestimme: Wie viel Natriumdodecylsulfat (M = 288 g/mol) entsteht höchstens aus 4 mol Dodecan-1-ol?
Lösung zeigen
Ergebnis:
1152 g

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

Lösungen

12 Kohlenstoffatome
12 Kohlenstoffatome
Sie ist zu kurz, um genug Anziehung zum Fett zu haben und Micellen zu bilden
Eine positive Ladung am Kopf des Tensids
Beide Ladungen im Kopf des Tensids
Sie haften an den negativ geladenen Fasern und waschen dadurch kaum Schmutz ab
Die Tensidmoleküle ordnen sich zu Micellen mit nach innen gerichteten Schwänzen
Emulgiervermögen für Öltröpfchen
Dispergiervermögen für Partikel
Es bleibt im Wasser und hält den Schmutz in Schwebe
Es hilft, den umhüllten Schmutz abzulösen
Es verhindert, dass sich der Schmutz wieder ablagert
Verseifung: Ein Ester wird mit Lauge zu Glycerin und Salzen der Fettsäuren gespalten
12 g
91,8 g
2 Seifenanionen
Zweiwertige Calciumionen verknüpfen zwei Seifenanionen zu einem schwer löslichen Salz
3 Seifenanionen
Sie lösen den Schmutz ab und halten ihn in der Schwebe
Sie schützen die Maschine vor Angriff durch die Lauge
Phosphat düngt Algen, abgestorbene Algen verbrauchen den Sauerstoff im Wasser
144 g
65 g
464 g
Die Kette C₁₂H₂₅
Eine negative Ladung am Kopf des Tensids
Das Tensid lagert sich an Grenzflächen an und senkt die Grenzflächenspannung
Das Wasser benetzt Gewebe und Schmutz besser, weil Tenside die Grenzflächenspannung senken
12 g
3 Seifenanionen
11 Kohlenstoffatome
Eine negative Ladung am Kopf des Tensids
Emulgiervermögen für Öltröpfchen
Die Schwänze lagern sich ins Fett, die Köpfe zeigen ins Wasser, Bewegung löst das Tröpfchen ab
918 g
2 Seifenanionen
Sie wandeln ultraviolettes in blaues Licht um
1152 g

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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 Natriumtetradecylsulfat (C₁₄H₂₉–OSO₃⁻ Na⁺)?

Schritt für Schritt

Die Kette ist der Teil aus C und H.
Der Index von C in C₁₄H₂₉ nennt die Zahl.
Es sind 14 Kohlenstoffatome.

Die Kette ist der Teil aus C und H.
Der Index von C in C₁₄H₂₉ nennt die Zahl.
Es sind 14 Kohlenstoffatome.

Ergebnis:

14 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
Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat der fettliebende Schwanz von Natriumdodecylsulfonat (C₁₂H₂₅–SO₃⁻ Na⁺)?
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 C₁₂H₂₅ nennt die Zahl.
3. Es sind 12 Kohlenstoffatome.
Ergebnis:
12 Kohlenstoffatome
●2
Bestimme: Wie viele Kohlenstoffatome hat der fettliebende Schwanz von Natriumdodecylsulfat (C₁₂H₂₅–OSO₃⁻ Na⁺)?
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
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 Cetyltrimethylammoniumchlorid, einem kationischen Tensid?

Schritt für Schritt

Prüfe die Ladung am Kopf des Tensid-Ions.
Eine positive Ladung am Kopf des Tensids.
Der Typ ist kationisch.

Prüfe die Ladung am Kopf des Tensid-Ions.
Eine positive Ladung am Kopf des Tensids.
Der Typ ist kationisch.

Ergebnis:

Eine positive 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

○4
Welches Merkmal des Kopfes passt zu Benzalkoniumchlorid, einem kationischen 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 positive Ladung am Kopf des Tensids.
3. Der Typ ist kationisch.
Ergebnis:
Eine positive Ladung am Kopf des Tensids
●5
Welches Merkmal des Kopfes passt zu Cocamidopropylbetain, einem zwitterionischen Tensid?
Lösung zeigen
1. Prüfe die Ladung am Kopf des Tensid-Ions.
2. Beide Ladungen im Kopf des Tensids.
3. Der Typ ist zwitterionisch.
Ergebnis:
Beide Ladungen im Kopf des Tensids
★6
Warum eignen sich kationische Tenside schlecht als Hauptbestandteil eines Textilwaschmittels?
Lösung zeigen
1. Fasern tragen im Wasser eine negative Ladung.
2. Kationische Tenside binden sich daran.
3. Sie lösen den Schmutz nicht, sondern machen den Stoff weich.
Ergebnis:
Sie haften an den negativ geladenen Fasern und waschen dadurch kaum Schmutz ab

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? Mayonnaise bleibt gemischt, weil Eigelb Lecithin enthält.

Schritt für Schritt

Beschreibe, was sich ändert: Oberfläche, Tröpfchen, Schmutz, Schaum oder Licht.
Ordne die Änderung einer Eigenschaft zu.
Es ist die Eigenschaft: Emulgiervermögen für Öltröpfchen.

Beschreibe, was sich ändert: Oberfläche, Tröpfchen, Schmutz, Schaum oder Licht.
Ordne die Änderung einer Eigenschaft zu.
Es ist die Eigenschaft: Emulgiervermögen für Öltröpfchen.

Ergebnis:

Emulgiervermögen für Öltröpfchen

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
Was geschieht in Wasser oberhalb der kritischen Micellbildungskonzentration?
So fängst du an:
Die Schwänze meiden das Wasser und lagern sich zusammen.
Lösung zeigen
1. Die Schwänze meiden das Wasser und lagern sich zusammen.
2. Die Köpfe zeigen nach außen ins Wasser.
3. So entsteht eine Micelle.
Ergebnis:
Die Tensidmoleküle ordnen sich zu Micellen mit nach innen gerichteten Schwänzen
●8
Welche Tensideigenschaft zeigt diese Beobachtung? Öl und Wasser bleiben mit Spülmittel als feine Tröpfchen vermischt.
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
★9
Welche Tensideigenschaft zeigt diese Beobachtung? Kreidestaub schwebt in Tensidlösung länger als in reinem Wasser.
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: Dispergiervermögen für Partikel.
Ergebnis:
Dispergiervermögen für Partikel

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

Wie wird ein Fetttröpfchen vom Gewebe abgelöst?

Schritt für Schritt

Die Schwänze tauchen in das Fett.
Die Köpfe bleiben im Wasser.
Die Trommelbewegung löst das umhüllte Tröpfchen vom Gewebe.

Die Schwänze tauchen in das Fett.
Die Köpfe bleiben im Wasser.
Die Trommelbewegung löst das umhüllte Tröpfchen vom Gewebe.

Ergebnis:

Die Schwänze lagern sich ins Fett, die Köpfe zeigen ins Wasser, Bewegung löst das Tröpfchen ab

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

○10
Welche Rolle spielt der Kopf eines Tensidmoleküls 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 der Kopf eines Tensidmoleküls.
3. Es bleibt im Wasser und hält den Schmutz in Schwebe.
Ergebnis:
Es bleibt im Wasser und hält den Schmutz in Schwebe
●11
Welche Rolle spielt die Bewegung der Trommel beim Waschen?
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
★12
Welche Rolle spielt die gleiche Ladung der Tensidhüllen beim Waschen?
Lösung zeigen
1. Denke an die vier Schritte: benetzen, ablösen, umhüllen, wegspülen.
2. Dazu gehört die gleiche Ladung der Tensidhüllen.
3. Es verhindert, dass sich der Schmutz wieder ablagert.
Ergebnis:
Es verhindert, dass sich der Schmutz wieder ablagert

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 Natriumpalmitat entstehen, wenn 161,4 g Tripalmitin vollständig verseift werden? M(Tripalmitin) = 807 g/mol, M(Natriumpalmitat) = 278 g/mol.

Schritt für Schritt

n(Tripalmitin) = 161,4 g : 807 g/mol = 0,20 mol.
Faktor 3: n = 0,60 mol.
m = 0,60 mol · 278 g/mol = 166,8 g

n(Tripalmitin) = 161,4 g : 807 g/mol = 0,20 mol.
Faktor 3: n = 0,60 mol.
m = 0,60 mol · 278 g/mol = 166,8 g

Ergebnis:

166,8 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

○13
Welche Reaktion beschreibt die Herstellung von Seife aus Fett?
So fängst du an:
Fett ist ein Triester des Glycerins.
Lösung zeigen
1. Fett ist ein Triester des Glycerins.
2. Hydroxidionen spalten die Esterbindungen.
3. Es entstehen Glycerin und drei Seifenanionen.
Ergebnis:
Verseifung: Ein Ester wird mit Lauge zu Glycerin und Salzen der Fettsäuren gespalten
●14
Bestimme: Wie viel Gramm Natriumhydroxid werden gebraucht, wenn 88,5 g Triolein vollständig verseift werden? M(Triolein) = 885 g/mol, M(NaOH) = 40 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 · 40 g/mol = 12 g
Ergebnis:
12 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 Al³⁺-Ion?

Schritt für Schritt

Al³⁺ hat die Ladung +3.
Jedes R–COO⁻ trägt die Ladung −1.
Zum Ausgleich braucht man 3 Seifenanionen.

Al³⁺ hat die Ladung +3.
Jedes R–COO⁻ trägt die Ladung −1.
Zum Ausgleich braucht man 3 Seifenanionen.

Ergebnis:

3 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 Mg²⁺-Ion?
So fängst du an:
Mg²⁺ hat die Ladung +2.
Lösung zeigen
1. Mg²⁺ hat die Ladung +2.
2. Jedes R–COO⁻ trägt die Ladung −1.
3. Zum Ausgleich braucht man 2 Seifenanionen.
Ergebnis:
2 Seifenanionen
●17
Warum fällt Kalkseife aus, obwohl Natriumseife gut löslich ist?
Lösung zeigen
1. Ca²⁺ trägt zwei positive Ladungen.
2. Es gleicht die Ladung von zwei R–COO⁻ aus.
3. Das ungeladene Salz löst sich kaum in Wasser.
Ergebnis:
Zweiwertige Calciumionen verknüpfen zwei Seifenanionen zu einem schwer löslichen Salz
★18
Bestimme: Wie viele einfach geladene Seifenanionen R–COO⁻ binden in der ausfallenden Seife ein Fe³⁺-Ion?
Lösung zeigen
1. Fe³⁺ hat die Ladung +3.
2. Jedes R–COO⁻ trägt die Ladung −1.
3. Zum Ausgleich braucht man 3 Seifenanionen.
Ergebnis:
3 Seifenanionen

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
Welche Aufgabe haben Tenside in einem Waschmittel?
So fängst du an:
Prüfe den Namen: Tenside.
Lösung zeigen
1. Prüfe den Namen: Tenside.
2. Welche Wirkung folgt aus dem Namen und dem Stoff?
3. Sie lösen den Schmutz ab und halten ihn in der Schwebe.
Ergebnis:
Sie lösen den Schmutz ab und halten ihn in der Schwebe
●20
Welche Aufgabe haben Korrosionsinhibitoren in einem Waschmittel?
Lösung zeigen
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
★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 Natriumdodecylsulfat (M = 288 g/mol) entsteht höchstens aus 0,1 mol Dodecan-1-ol?

Schritt für Schritt

Je Mol Alkohol entsteht höchstens 1 mol Tensid.
n(Tensid) = 0,1 mol.
m = 0,1 mol · 288 g/mol = 28,8 g

Je Mol Alkohol entsteht höchstens 1 mol Tensid.
n(Tensid) = 0,1 mol.
m = 0,1 mol · 288 g/mol = 28,8 g

Ergebnis:

28,8 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

○22
Bestimme: Wie viel Natriumdodecylsulfat (M = 288 g/mol) entsteht höchstens aus 0,5 mol Dodecan-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) = 0,5 mol.
3. m = 0,5 mol · 288 g/mol = 144 g
Ergebnis:
144 g
●23
Bestimme: Wie viel Natriumdecylsulfat (M = 260 g/mol) entsteht höchstens aus 0,25 mol Decan-1-ol?
Lösung zeigen
1. Je Mol Alkohol entsteht höchstens 1 mol Tensid.
2. n(Tensid) = 0,25 mol.
3. m = 0,25 mol · 260 g/mol = 65 g
Ergebnis:
65 g
★24
Bestimme: Wie viel Natriumoctylsulfat (M = 232 g/mol) entsteht höchstens aus 2 mol Octan-1-ol?
Lösung zeigen
1. Je Mol Alkohol entsteht höchstens 1 mol Tensid.
2. n(Tensid) = 2 mol.
3. m = 2 mol · 232 g/mol = 464 g
Ergebnis:
464 g

Vermischte Übungen

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

Üben

●25
Welcher Teil von Dodecyltrimethylammoniumchlorid (C₁₂H₂₅–N⁺(CH₃)₃ Cl⁻) 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
●26
Welches Merkmal des Kopfes passt zu Natriumdodecylbenzolsulfonat, einem anionischen Tensid?
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
●27
Was bedeutet Grenzflächenaktivität bei einem Tensid?
Lösung zeigen
1. Der Kopf zeigt ins Wasser, der Schwanz aus dem Wasser heraus.
2. So schwächt das Tensid die Anziehung zwischen den Wassermolekülen an der Oberfläche.
3. Die Grenzflächenspannung sinkt.
Ergebnis:
Das Tensid lagert sich an Grenzflächen an und senkt die Grenzflächenspannung
●28
Was geschieht am Anfang des Waschvorgangs auf der Teilchenebene?
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
●29
Bestimme: Wie viel Gramm Natriumhydroxid werden gebraucht, wenn 80,7 g Tripalmitin vollständig verseift werden? M(Tripalmitin) = 807 g/mol, M(NaOH) = 40 g/mol.
Lösung zeigen
1. n(Tripalmitin) = 80,7 g : 807 g/mol = 0,10 mol.
2. Faktor 3: n = 0,30 mol.
3. m = 0,30 mol · 40 g/mol = 12 g
Ergebnis:
12 g
●30
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

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 Natriumstearat, einem anionischen Tensid?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Eine negative Ladung am Kopf des Tensids
Ich erkläre Grenzflächenaktivität, Micellenbildung, Dispergiervermögen und Schaumbildung.
33
Welche Tensideigenschaft zeigt diese Beobachtung? Mit Tensid geschüttelt bleibt ein Öl-Wasser-Gemisch lange milchig.
Lösung zeigen
Ergebnis:
Emulgiervermögen für Öltröpfchen
Ich erläutere den Waschvorgang auf der Teilchenebene.
34
Wie wird ein Fetttröpfchen vom Gewebe abgelöst?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Die Schwänze lagern sich ins Fett, die Köpfe zeigen ins Wasser, Bewegung löst das Tröpfchen ab
Ich beschreibe die Herstellung von Seife als Esterspaltung.
35
Bestimme: Wie viel Gramm Natriumstearat entstehen, wenn 891 g Tristearin vollständig verseift werden? M(Tristearin) = 891 g/mol, M(Natriumstearat) = 306 g/mol.
Lösung zeigen
Ergebnis:
918 g
Ich erkläre die Säure- und Härteempfindlichkeit von Seife.
36
Bestimme: Wie viele einfach geladene Seifenanionen R–COO⁻ binden in der ausfallenden Seife ein Fe²⁺-Ion?
Lösung zeigen
Ergebnis:
2 Seifenanionen
Ich ordne Waschmitteltypen und Zusatzstoffe ihrer Wirkung zu und beurteile ihre Umweltwirkung.
37
Welche Aufgabe haben optische Aufheller in einem Waschmittel?
Lösung zeigen
Ergebnis:
Sie wandeln ultraviolettes in blaues Licht um
Ich erkläre die Herstellung synthetischer Tenside.
38
Bestimme: Wie viel Natriumdodecylsulfat (M = 288 g/mol) entsteht höchstens aus 4 mol Dodecan-1-ol?
Lösung zeigen
Ergebnis:
1152 g

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

Lösungen

12 Kohlenstoffatome
12 Kohlenstoffatome
Sie ist zu kurz, um genug Anziehung zum Fett zu haben und Micellen zu bilden
Eine positive Ladung am Kopf des Tensids
Beide Ladungen im Kopf des Tensids
Sie haften an den negativ geladenen Fasern und waschen dadurch kaum Schmutz ab
Die Tensidmoleküle ordnen sich zu Micellen mit nach innen gerichteten Schwänzen
Emulgiervermögen für Öltröpfchen
Dispergiervermögen für Partikel
Es bleibt im Wasser und hält den Schmutz in Schwebe
Es hilft, den umhüllten Schmutz abzulösen
Es verhindert, dass sich der Schmutz wieder ablagert
Verseifung: Ein Ester wird mit Lauge zu Glycerin und Salzen der Fettsäuren gespalten
12 g
91,8 g
2 Seifenanionen
Zweiwertige Calciumionen verknüpfen zwei Seifenanionen zu einem schwer löslichen Salz
3 Seifenanionen
Sie lösen den Schmutz ab und halten ihn in der Schwebe
Sie schützen die Maschine vor Angriff durch die Lauge
Phosphat düngt Algen, abgestorbene Algen verbrauchen den Sauerstoff im Wasser
144 g
65 g
464 g
Die Kette C₁₂H₂₅
Eine negative Ladung am Kopf des Tensids
Das Tensid lagert sich an Grenzflächen an und senkt die Grenzflächenspannung
Das Wasser benetzt Gewebe und Schmutz besser, weil Tenside die Grenzflächenspannung senken
12 g
3 Seifenanionen
11 Kohlenstoffatome
Eine negative Ladung am Kopf des Tensids
Emulgiervermögen für Öltröpfchen
Die Schwänze lagern sich ins Fett, die Köpfe zeigen ins Wasser, Bewegung löst das Tröpfchen ab
918 g
2 Seifenanionen
Sie wandeln ultraviolettes in blaues Licht um
1152 g