Skript 2. MAR 2012/13

6 Organische Chemie Seite 50
Micellbildung und Emulgiervermögen: Wenn eine
Seifenlösung mehr Seife enthält, als an der Oberfläche Platz
hat, bilden sich in der Lösung Aggregate von Seifenionen, die
Micellen. Die hydrophoben Alkylreste lagern sich zusammen
und bilden das Innere der Micelle. Die hydrophilen Carboxylatgruppen
bilden mit Wassermolekülen Wasserstoffbrücken
aus. Durch die Ausbildung von Micellen wirken Tenside als
Emulgatoren. Gibt man z.B. wenig Öl in Wasser, so lagert sich
das Öl in das hydrophobe (oder lipophile) Innere der Micellen
ein und wird so in kleinsten Tröpfchen im Wasser verteilt. Es
liegt eine Öl-in-Wasser-Emulsion (O/W) vor. In Wasser-in-Öl-
Emulsionen (W/O) ist das Wasser in Form kleinster Tröpfchen
im Öl verteilt. Die polaren Gruppen sind nun im Inneren der
Micellen, während die Alkylreste aussen mit Ölmolekülen Vander-Waals-Bindungen
eingehen.
Dispergiervermögen: Tenside ermöglichen nicht nur das
Emulgieren nicht miteinander mischbarer Flüssigkeiten, sie
begünstigen auch das feine Verteilen oder Dispergieren
unlöslicher Feststoffe in Flüssigkeiten. Aktivkohle kann z.B.
durch Filtrieren von Wasser getrennt werden. Nach Zugabe
eines Tensids wird die Aktivkohle jedoch dispergiert und läuft
durch das Filterpapier.
Waschvorgang: Beim Waschen sind alle beschriebenen
Eigenschaften der Tenside von Bedeutung. In einer Seifenlösung
beginnt das Ablösen von Öl von einem Gewebe durch
Anreicherung der Seifenionen an der Grenzfläche zwischen
Lösung und Faser. Aufgrund der erniedrigten Oberflächenspannung
(siehe Kapitel 5) kann das Wasser das Gewebe
benetzen und in die Fasern eindringen. Die hydrophoben
Alkylreste treten mit dem unpolaren Schmutz in Wechselwirkung,
der Schmutz wird in kleinere Bruchstücke zerlegt.
Schliesslich wird er in Micellen eingelagert und abtransportiert.
Grenzflächenadsorption und
Micellbildung in einer Seifenlösung
Phasen der Schmutzablösung beim
Waschen
Synthetische Tenside: Die Nachteile der Seife führten nach dem 1. Weltkrieg zu intensiven
Versuchen, grenzflächenaktive Substanzen mit günstigeren Eigenschaften herzustellen. Als Leitfaden
diente das Strukturprinzip der Seifenanionen: ein langkettiger Alkylrest und eine polare Endgruppe.
Heute gibt es anionische, kationische, nichtionische und zwitterionische Tenside.
Dodecylsulfat (Natriumlaurylsulfat) ist ein wichtiges anionisches Tensid, das stark schäumt. Es wird in
Duschgel, Zahnpasta und Shampoo eingesetzt. Es ist eine sehr schwache Base, d.h. es macht
Wasser nicht alkalisch und reagiert nicht mit H 3 O + in sauren Lösungen.
O
O
S
O
Na +
O