Die Nachteile des Waschens mit Seife

Petra Titze, Staatliche Realschule Hof, 1997

1. Einleitung

Die Behandlung des Themas "Die Nachteile des Waschens mit Seife" erfolgt im Chemieunterricht der Realschule in der 10. Jahrgangstufe im Rahmen des Themenbereichs "Maßgeschneiderte Stoffe in Technik und Alltag". In den vorangegangenen Stunden wurden die Seifenherstellung, der Bau eines Seifenanions, die Wirkung von Seife auf die Grenzflächenspannung und der Waschvorgang besprochen. In dieser Stunde werden die Nachteile des Waschens mit Seife behandelt, wobei besonders auf den pH-Wert, auf die Reaktionen mit Säuren und hartem Wasser eingegangen wird. Die Schüler sollen vor diesem Hintergrund erkennen, daß die Seifen aufgrund ihrer nachteiligen Reaktionen beim Waschen durch moderne Waschsubstanzen weitgehend verdrängt worden sind. Auf die verschiedenen Tensidklassen, die Zusammensetzung der modernen Waschmittel und ihre Umweltverträglichkeit soll in der folgenden Stunde eingegangen werden.

2. Unterrichtsverlauf

Als Einstieg in die Stunde wird eine Folie gezeigt, die Frauen beim Wäsche waschen zur Zeit der Jahrhundertwende zeigt. Dazu wird die Frage gestellt, mit welchen Substanzen zur damaligen Zeit die Wäsche gewaschen wurde (Abb. 1). Aus den vorangegangenen Stunden wissen die Schüler, daß früher Kernseife für alle Waschzwecke verwendet wurde und warum man zum Waschen Seife benötigt. Die Präsentation eines "seifenfreien Waschstücks" dürfte die Schüler daher wahrscheinlich verwundern. Die Gegenüberstellung "alte Seife « moderne Waschsubstanz" soll die Problemfrage "Warum ist die Seife von modernen Waschsubstanzen verdrängt worden ?" provozieren. Die Überlegung, daß die Seifen gegenüber den modernen Waschsubstanzen wohl bestimmte Nachteile aufweisen müssen, soll zum Experimentieren, als Möglichkeit zur Überprüfung dieser Nachteile, überleiten. Im Laufe des Unterrichts werden drei Schülerversuche durchgeführt und besprochen. Dazu sind die Schüler in Dreiergruppen eingeteilt, so daß jeder aus der Gruppe ein Experiment ausführen kann. Im Versuch 1 wird gezeigt, daß der Begriff Seifenlaugen wirklich gerechtfertigt ist, da der Test mit einem Indikator den alkalischen Bereich anzeigt. Die gefundenen Ergebnisse und Beobachtungen werden an der Tafel und im Heft fixiert (Tafelbild). Da es sich bei diesem Versuch um einen Schülerversuch handelt, ist es besser Indikatorpapier statt Phenoph- taleinlösung zu verwenden. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Trübung der Lösung durch Fettsäurebildung beim zweiten Versuch noch zu sehen ist. Das gefundene Ergebnis leitet zu der Frage über, warum ist die alkalische Reaktion der Seife von Nachteil für den Waschvorgang? Der Lehrer präsentiert den Schülern die Verpackung des "seifenfreien" Waschstücks mit der Aufschrift "pH = 5,5". Zur Verdeutlichung der schädigenden Wirkung der Seifenlauge auf Wollgewebe werden zwei Wollfäden, wovon der eine in Seifenlauge, der andere in dest. Wasser eingelegt wurde, auf dem Overheadprojektor betrachtet. Die gefundenen Ergebnisse werden wieder an der Tafel und im Heft festgehalten (Tafelbild). Wenn sich die alkalische Reaktion negativ auf das Waschen auswirkt, wie verhält es sich dann mit dem Einfluß von Säuren auf das Waschen mit Seife. Dies führt gleich zur nächsten Frage, wie kommt die Säure in der Wäsche. Die Ursache für die saure Reaktion der Wäsche sind Schweiß (Buttersäure), Obstflecken (Zitronen- Ascorbinsäure), Salatsoße usw., die sich im Gewebe befinden. Zur Überprüfung der Wirkung von Säure auf die Waschwirkung wird im Rahmen eines Schülerversuchs zu einer Seifenlösung Essigsäure gegeben (Versuch 2). Die eintretende Trübung stammt von der Entstehung der Fettsäure- moleküle. Durch dieses Experiment und das Aufstellen der Reaktionsgleichung soll die Fettsäurebildung als Problem erkannt werden. Die Reaktionsgleichung und die Ergebnisse werden an der Tafel und im Heft fixiert (Tafelbild). In einem Lehrer - Schülergespräch werden die Nachteile geklärt, warum sich die Säureempfindlichkeit negative Folgen auf die Waschwirkung hat. Die Ergebnisse, daß es dadurch zu einem Mehrverbrauch an Seife und einem Grauschleier auf dem Gewebe kommt, werden an der Tafel und im Heft festgehalten (Tafelbild). Vor Versuch 3, der die Probleme beim Waschen mit Seife in hartem Wasser verdeutlichen soll, wird noch einmal kurz der Unterschied zwischen destilliertem Wasser und Leitungswasser wiederholt. Falls das vorliegende Wasser relativ weich ist, wird, um ein aussagekräftigeres Ergebnis zu erhalten, die Kalkseifenbildung mit hartem Wasser demonstriert (Versuch 4). Nach der Erarbeitung der resultierenden Nachteile durch den Gebrauch von Seife zum Waschen, wie Mehrverbrauch an Seife, Grauschleier auf dem Gewebe, wird die Hausaufgabe gestellt. Der dafür ausgeteilte "Aqua-Test" umfaßt nur drei Härtebereiche (Aqua-Test). Jedoch gibt es insgesamt vier Härtebereiche und dies muß bei den Schülern klargestellt werden, wenn sie den Test erhalten. Da die Schüler mit diesem Test auch im Alltag konfrontiert werden können, ist es gerechtfertigt, ihn einzusetzen. Bei der Hausaufgabe steht somit wiederum die praktische Tätigkeit im Vordergrund. Außerdem soll den Schülern bewußt werden, wie jeder ganz leicht einen Beitrag zur Abwasserentlastung leisten kann. Im Idealfall sind sie davon so überzeugt, daß sie auch Verwandte und Bekannte darauf aufmerksam machen.
Nach einer kurzen Gesamtzusammenfassung der Nachteile des Waschens mit Seife wird den Schülern mit Hilfe eines bereits bekannten Modells der Bau eines Seifenanions noch einmal ins Gedächtnis gerufen, um zu veranschaulichen, von welcher Gruppe die nachteiligen Reaktionen ausgehen. An diesem Modell wird durch den Austausch der Carboxylatgruppe durch eine andere hydrophile Gruppe in sehr vereinfachter Weise das Prinzip der Herstellung moderner Waschsubstanzen gezeigt. Um welche Gruppen es sich dabei handeln kann, wie auch der hydrophile Anteil variieren kann, und wie sich das auf die biologische Abbaubarkeit auswirkt, soll Thema der nächsten Stunde sein. Falls am Ende noch Zeit verbleibt, werden die drei Schülerversuche mit einer modernen Waschsubstanz als Demonstrationsversuche zur Bestätigung wiederholt (Versuch 5).

3. Versuche

Versuch 1: Zurück zum Text 

Material: Kernseife, Indikatorpapier, Uhrglas.
Durchführung: Auf ein Stück Seife werden einige Tropfen dest. Wasser gegeben. In die entstandene Seifenlösung wird Indikatorpapier gehalten.
Beobachtung: Das Indikatorpapier färbt sich blau.
Interpretation: Die Blaufärbung weist auf eine alkalische Reaktion hin.
Entsorgung: Abguß.

Versuch 2: Zurück zum Text 

Material: Reagenzglas, Kernseifenlösung, Speisesessig.
Durchführung: In ein Reagenzglas mit Seifenlösung wird Essig gegeben und vorsichtig geschüttelt.
Beobachtung: Trübung der Lösung.
Interpretation: Die Trübung der Lösung ist auf die Entstehung von Fettsäuren zurückzuführen.
Entsorgung: Abguß.

Versuch 3: Zurück zum Text 

Material: Reagenzgläser, Kernseifenlösung.
Durchführung: Zu den gleichen Mengen dest. Wasser und Leitungswasser werden je zehn Tropfen Seifenlösung gegeben und krätig geschüttelt.
Beobachtung: Im RG mit Leitungswasser kommt es zum Ausfall eines flockigen Niederschlags. Im RG mit dest. Wasser ist im Vergleich zum RG mit Leitungswaser eine stärkere Schaumbildung festzustellen.
Interpretation: Die Calciumionen im Leitungswasser bilden mit den Seifenanionen einen flockigen Niederschlag, die sog. Kalkseife. Die vermehrte Schaumbildung im dest. Wasser ist auf die größere, vorhandene Anzahl von Seifemolekülen zurückzuführen.
Entsorgung: Abguß.

Versuch 4: Zurück zum Text 

Material: Reagenzgläser, Kernseifenlösung, mit Calciumionen angereichertes Wasser.
Vorbereitung: Leitungwasser mit Calciumionen anreichern.
Durchführung: Zu Leitungswasser, das mit Calciumionen angereichert wurde, wird etwas Seifenlösung gegeben..
Beobachtung: Flockiger Niederschlag.
Interpretation: Die Calciumionen im Leitungswasser bilden mit den Seifenanionen einen flockigen Niederschlag, die sog. Kalkseife.
Entsorgung: Abguß.

Versuch 5: Zurück zum Text 

Material: Reagenzgläser, Uhrglas, Speiseessig, Indikatorpapier, seifenfreies Waschstück
Durchführung: Die Versuche 1-3 werden mit einer Lösung des seifenfreien Waschstücks wiederholt.
Beobachtung: Es tritt keine alkalische Reaktion ein, keine Reaktion mit Säuren und keine Kalkseifenbildung.
Interpretation: Das seifenfreie Waschstück reagiert nicht alkalisch, und es sind keine Fettsäureanionen in der Lösung enthalten die entweder mit Speiseessig zur Fettsäure oder mit Calciumionen zur Kalkseife reagieren könnten.
Entsorgung: Abguß.

4. Bezugsquellen

5. Arbeitsfolien

6. Weiterführende Links

Gefahrensymbole - Gefahrenbezeichnung nach GefStoffV.
R - Sätze - Hinweise auf besondere Gefahren.
S - Sätze - Sicherheitsratschläge.
E - Sätze - Entsorgungsratschläge.

7. Literatur

[1] Bayrisches Staatsministerium für Unterricht und Kultus: Sicherheit im naturwissenschaftlichen Unterricht, München 1995.
[2] Duschner, A.: Chemie für bayrische Realschulen - Jahrgangsstufe 9, Lehrerbuch und Arbeitsheft, Cornelsen-Verlag, Berlin 1995.
[3] Häusler, K.: Experimente für den Chemieunterricht, Oldenbourg, München 1991.
[4] Häusler, K./Pavenzinger W.: Unterricht Chemie, Band 1, Säuren und Basen, Aulis Verlag, Köln 1992.
[5] Häusler, K.: Elemente der Zukunft - Chemie 1, Oldenbourg, München 1989.
[6] Pfeifer, P./Reichelt, R.: Elemente der Zukunft - Chemie 1, Ausgabe B, mit Arbeitsheft, Oldenbourg, München 1995.
[7] Bäurle, W., Gietz, P., et al.: Umwelt: Chemie - Gesamtband, Klett Verlag, Stuttgart 1997.

Zurück zum         Titel           Verzeichnis

© Matthias Ritter, Petra Titze und Didaktik der Chemie, Universität Bayreuth. Stand: 02.09.1997.