Benutzer:BirgitLachner/Chemie-Buch I zum Lehrplan in Rheinland-Pfalz/Die smarte Waschmaschine ... auch ohne Chemie?

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"Haushalt macht glücklich" ... so bewirbt ein Hausgeräte-Hersteller seine smarten, also schlauen, Hausgeräte. Eines davon ist die smarte Waschmaschine, die fernsteuerbar ist und durch Vernetzung und automatisierte Abläufe eine Erhöhung von Wohn- und Lebensqualität, Sicherheit und effizienter Energienutzung ermöglichen soll.

So wird die schöne neue Welt der Haushaltsgeräte beworben!

Aber bleiben wir realistisch: die Hausfrau/der Hausmann muss immer noch die Wasche sortieren, in die Waschmaschine stecken und ... deshalb betrachten die smarte Waschmaschine hier eigentlich ... es braucht auch das passende Waschmittel.

Denn ohne Waschmittel wird Wäsche meist nicht wirklich sauber!

Die Geschichte der Waschmaschine ... und auch des Waschmittels

Wie fing das alles an, mit der Waschmaschine? Die Prinzipien, die auch immer noch verwendet werden, sind alt. Durch Rubbeln, Reiben, Stauchen, Schlagen und Bürsten der Wäschestücke von Hand, früher meist am Fluss, wurde der festsitzende Schmutz an und in der Wäsche herausgelöst und mit dem Wasser weggewaschen.

Das es Hilfsmittel gibt, die die Wäsche erleichtert, ist ebenfalls seit vielen Hundert Jahren bekannt. So sind in Europa mehrere Pflanzen bekannt, die man als Seifenkraut bezeichnet, da ihre Wurzeln Wirkstoffe enthalten, die man Saponine nennt und die in Wasser gelöst eine seifenartige Lösung ergeben, die das Wasser aufschäumen lässt.

In den tropischen und subtropischen Regionen Asiens ist der Waschnussbaum bekannt, dessen Früchte ebenfalls Saponine enthalten und dort ebenfalls seit vielen Jahrunderten als Waschhilfsmittel genutzt werden.


AKTIVITÄT (ERGÄNZUNG) - Waschmittel aus der Natur, natürlich gut?

Waschnüsse erlebten um die Jahre 2003 bis 2008 einen wahren Boom. Aber ist alles, was aus der Natur kommt auch natürlich gut? In dieser Aktivität kannst du einige Aspekte zu diesem Thema genauer beleuchten.

 : Waschmittel aus der Natur, natürlich gut?

Von der Seife zum Waschmittel

Die Herstellung von Seife ist eine alte Kulturtechnik. Eines der ältesten bekannten Rezepte ist von den Sumerern um 2500 v.Chr. überliefert, die aus Holzasche und Öl eine seifenartige Substanz herstellten. Auch von den alten Ägyptern kennt man Abbildungen, auf denen man die Vorgehensweise zur Herstellung von Seife erkennen kann. Im alten Rom war eine andere Art von Waschmittel in Nutzung: man sammelte Urin, vergor ihn unter Bildung von Ammoniak und wusch damit die Wäsche (... was sicher nicht sehr angenehm gerochen hat!)

Ab dem 17. Jahrhundert kam das Interesse an Waschmaschinen auf, mit denen die Aktivitäten, die für die anstrengende Handwäsche notwendig waren, ersetzt oder zumindest erleichtert werden sollten. So entstanden im Laufe der folgenden Jahrhunderte eine große Anzahl an verschiedenen Waschmaschinenkonstruktionen, bei denen entweder ein Bewegungselement in der Maschine das Stauchen und Aneinanderreiben der Wäsche in der Waschlauge erreichte oder, was aktuell noch genutzt wird, das sich das Behältnis mit der Wäsche selbst bewegte.

Die ersten vollautomatischen Waschmaschinen kamen in Amerika 1946 und in Deutschland im Jahr 1951 auf dem Markt. Sie erledigen alle Schritte in einem Waschgang, nämlich das Einweichen, die Vorwäsche, der Hauptwaschgang, das Ausspülen, Weichspülen und Stärken und Trockenschleudern. Eine wichtige Voraussetzung, dass solche Vollautomaten überhaupt möglich waren, war ein Waschmittel, die für die verschiedenen Schritte passenden Funktionen boten.

Eines der ersten seifenfreien Universalwaschmittel war 1876 ein Produkt der Firma Henkel, in dem die Seife durch andere Produkte, in diesem Fall durch Kristallsoda (Natriumcarbonat) und Wasserglas (Natriumsilicat), ersetzt wurde. Grund für den Ersatz war der Anstieg des Seifenpreises, der durch eine große Nachfrage wegen der Bevölkerungszunahme im Rahmen der Industrialisierung entstand. Wenige Jahre danach wurde eine Bleichmittel zugesetzt, dass eine Reduktion der Waschmittelmenge ermöglichte und damit zu einer Ersparnis führte.

Die Seife blieb weiterhin die wichtigste Komponente in Waschmitteln. Die Idee einer Mischung mit anderen Komponenten setzte sich aber immer mehr durch. Mit dem Beginn des 20. Jahrhunderts wird Seife immer mehr in „selbsttätigen“ Waschmitteln eingesetzt. Neben der Seife enthielten sie die sogenannten Gerüststoffe (wie Soda und Wasserglas), die zur Senkung der Wasserhärte verwendet wurden, um die Bildung von Kalkseifen zu verhindern. Zu den Gerüststoffen zählt man auch das Natriumperborat, dass die umständliche Rasenbleiche ersparen soll. Der Markenname Persil der Firma Henkel, der 1907 eingeführt wurde, ergibt sich übrigens aus den Bestandteilen: Per von Perborat und Sil von Silikat.

Die Wasserenthärtung war für die selbsttätige Waschmaschine wichtige Funktion im Waschmittel, ab etwa 1950 wurde dafür hauptsächlich Pentanatriumtriphosphat, was allerdings durch das enthaltene Phosphat zu einer Überdüngung der Gewässer führte eingesetzt. In den letzten Jahren verwendet man da Ionenaustauscher, wie zum Beispiel das mineralische Zeolith A das 1972 bei Henkel erfunden wurde.

Wichtig war die Enthärtung auch, weil sich aus den im Kalk enthaltenen Erdalklimetall-Ionen mit Seife die grauen und schwer in Wasser löslichen Kalkseifen bilden, die sonst zu einer Vergrauung der Wäsche führen. Früher legte man dann die noch feuchte Wäsche auf den Rasen in die Sonne (Rasenbleiche), damit die Sonne die Wäsche heller macht. Bleichmittel mit das Perborat zerstörten die Farbstoffe, griffen aber auch die Fasern an. Mit Hilfe von Wäscheblau versuchte man das unschöne Vergilben der weißen Textilien zu überdecken. Moderner sind die sogenannten Optischen Aufheller, die die Wäsche "Weißer als weiß" machen sollen.


AKTIVITÄT (ERGÄNZUNG) - Weißer als weiß?

Den Werbe-Slogan "Die Wäsche wird weißer als weiß!" wirst du nicht mehr aus dem Fernsehen kennen! Vielleicht aber deine Eltern und Großeltern. In dieser Aktivität kannst du etwas über den Hintergrund der Wirkung von Optischen Aufhellern und ihrer Geschichte erfahren.

Funktionweise von optischen Aufhellern

Im Jahre 1968 begann die weitverbreitete Verwendung von Enzymen in Waschmitteln. Diese natürlich Katalysatoren sorgen für den schnelleren Abbau von Eiweiß, Fett und Stärke. Damit war die Entwicklung der Hilfsstoffe beim Waschen weitgehend abgeschlossen. Ab 1990 fing man allerdings an Spezialwaschmittel, etwa für Buntwäsche herzustellen, bei denen zum Beispiel auf das Bleichmittel verzichtet wird. So gibt es nun zahlreiche Spezialwaschmittel, bei denen die Mischung auf die speziellen Bedürfnisse der Wäsche abgestimmt ist.

Die Seife wird ersetzt

Fewa Waschmittel.jpg Das erste vollsynthetische Waschmittel.
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Ab den 1950er Jahren wurde die klassische Seife, die in Deutschland zum Beispiel aus Fetten wie Talg, später auch Palm- und Kokosöl, hergestellt wurde, immer mehr durch andere Stoffe (allgemein "Tenside" genannt) ersetzt, die auf petrochemischer Basis, also aus Erdöl-Produkten, hergestellt wurden. Aber schon 1834 wurde von dem deutschen Chemiker Friedlieb Ferdinand Runge aus Schwefelsäure und Olivenöl ein „sulfoniertes Öl“ hergestellt, das zuerst nur als Reinigungsmittel in der Buchdruckerei Anwendung fand. Inzwischen gibt es viele Arten von Tensiden.

Die Funktionsweise von Seife und den Tensiden allgemein werden wir uns später noch genauer anschauen.

Sauber und Schön?

Nachdem du nun einiges über die Geschichte der Waschmaschine und des Waschmittels erfahren hast, sollst du nun mal überlegen, was dir noch so zu dem neuen Thema "Sauber und schön" einfällt. Die folgenden Bilder geben dir vielleicht noch eine Anregung!


Deine Ideen sind gefragt?

Sammelt einige Ideen und Begriffe, die euch zum neuen Thema "Sauber und Schön" einfallen.

Später werden wir diese Begriffe thematisch etwas sortieren und dann übersichtlich in einer MindMap darstellen.

Nun geht es ja hier um das Fach Chemie und daher stellt sich die Frage, ob dir klar ist, um welche Art von chemischen Vorgang es bei den Reinigungsverfahren geht. Oder was steckt sonst da dahinter?


WICHTIG - Prinzipien der Reinigungsverfahren

Eine Reinigung geschieht dadurch, das ...

  • Schmutz, der nicht an der Oberfläche haftet/klebt, durch ausreichend Bewegung mechanisch heraustransportiert wird. Dies ist kein chemischer Vorgang!
  • der Schmutz in einem geeigneten Lösungsmittel besser löslich ist als "in" der Faser und so aus der Faser herausgespült werden kann.
Typische Reinigungsmittel: Wasser, Reinigungsbenzin (als ein Beispiel ähnlicher Stoffe), Hilfsmittel wie Seife
  • Einige Verschmutzungen werden durch die Reinigungsmittel chemisch umgewandelt/zerstört und dadurch löslich gemacht, was zum Beispiel bei Kalk durch Säure geschieht oder Eiweiß durch Enzyme.
  • Verunreinigung biologischer Art (Bakterien verursachen unangenehmen Geruch) abgetötet wird.

Nun da steckt also einiges an Chemie dahinter. Zum Thema Löslichkeit haben wir uns bisher nur mit der Löslichkeit von Salzen in Wasser beschäftigt, aber es gibt auch andere Stoffe, die in Wasser löslich sind, die nicht aus Ionen bestehen. Oder was ist mit der Löslichkeit von Stoffen, die nur in Reinigungsbenzin löslich sind, aber nicht in Wasser. Das werden wir uns alles noch etwas genauer anschauen. Zunächst einmal wiederholen wir einige Begriffe, die mit dem Thema Löslichkeit und Mischungen zu tun haben.

Übrigens ... wenn du mal besonders schwieriges Reinigungsproblem hast, dann schau dir doch mal die Seite Cleanipedia an, die Reinigungstipps passend zu jeder Art von Fleck und Alltagsgegenstand liefert!


AKTIVITÄT (Pflicht) - Löslich oder nicht?

Da die Löslichkeit ein wesentlicher Effekt beim Reinigen ist, wollen wir das Thema Gemische, auch im Teilchenmodell, noch einmal ansprechen und Vertiefen.

Lösungen und andere Gemische genauer betrachtet