Tenside

Tenside sind amphiphile Moleküle. Das heißt, es liegen in einem Molekül fettlösliche und wasserlösliche funktionelle Gruppen vor.


Erklärung

Tenside sind Moleküle, die aus einem Kohlenwasserstoffgerüst bestehen. An diesem Gerüst befindet sich:

  • Eine wasserlösliche Gruppe (hydrophil, lipophob)

und

  • Eine wasserunlösliche Gruppen (hydrophob, lipophil)

Dadurch werden Tenside auch als amphiphil (fett- und wasserlöslich) bezeichnet.

Ein Tensid besteht aus einem hydrophilen beziwhungsweise lipophoben Teil und aus einem lipophilen beziehungsweise hydrophoben teil. Der hydrophile Teil wird als Kreis dargestellt. An diesem Kreis befindet sich eine Schlängellinie. Diese Schlängellinie stellt den lipophilen Teil dar.

Einteilung der Tenside

Tenside können durch ihre funktionellen Gruppe in ionische und nicht-ionische Tenside unterteilt werden.

Dabei wird betrachtet, ob die hydrophile Gruppe ionisch oder nicht-ionisch ist.

Ionische Tenside

Ionische Tenside können weiterhin durch ihre verschiedenen Ladungen unterteilt werden. Die verschiedenen Möglichkeiten sind in der Tabelle gezeigt.

Ionisches Tensid

Funktionelle Gruppen

Kationische Tenside

  • Amide (-\text{NR}_4^+NR4+-\text{NR}_4^+)

Anionische Tenside

  • Carboxylate (-\text{COO}^-COO-\text{COO}^-)
  • Sulfate (-\text{SO}_3^-SO3-\text{SO}_3^-)
  • Sulfonate (-\text{OSO}_3^-OSO3-\text{OSO}_3^-)

Amphotere Tenside

  • Carbonsäure-Gruppen ( -COO_{\text{ }}^-_{\text{ }}^-)
  • Amid-Gruppen ( -NH_4^+4+_4^+)

\rightarrow\rightarrow positive und negative Ladung

Ein Beispiel für ein ionisches Tensid ist die Stearinsäure.

Die Stearinsäure besteht aus einer Octadecan-Kette, also einem organischen Molekül aus 18 Kohlenstoff-Atomen. An einem Ende dieser Kette befindet sich eine Carbonsäure-Gruppe.

Nicht-ionische Tenside

Bei einem nicht-ionischen Tensid liegen überwiegend funktionelle Gruppen mit Sauerstoffatomen vor.

Dabei hast du normalerweise

  • Ether-Gruppen (R-O-R)
  • Hydroxy-Gruppen (-OH)
  • Eine Mischung aus den beiden Gruppen

Die Ether-Gruppen befinden sich meist in der Kohlenwasserstoffkette.
Die Hydroxy-Gruppen sind dagegen an der Seite oder am Ende der Kohlenwasserstoffkette angelagert.

Ein nicht-ionisches Tensid ist zum Beispiel das Laurent-9.

Laurent 9 besteht aus einer Undecan-Kette, also einem organischen Molekül aus 11 Kohlenstoffatomen. An dieser Kette befinden sich zunächst neun Ether-Gruppen und am Ende noch eine Hydroxy-Gruppe.

Anwendungen

Oberflächenspannung von Wasser

Die Oberflächenspannung von Wasser entsteht, da sich Wassermoleküle immer lieber mit Wassermolekülen umgeben, anstatt sich an der Wasseroberfläche aufzuhalten. Grund dafür ist, dass die Wassermoleküle gerne miteinander Wasserstoffbrückenbindungen eingehen möchten.

Wassermoleküle 'wollen' sich also mit anderen Wassermolekülen umgeben und sich somit von der Wasseroberfläche entfernen. Dadurch wird die Wasseroberfläche gespannt.

Das kannst du dann als Oberflächenspannung bezeichnen.

Wenn nun Tenside ins Wasser gegeben werden, können die Wassermoleküle mit den Tensiden wechselwirken.

So kann also mithilfe von Tensiden die Oberflächenspannung reduziert werden, da die Wassermoleküle sich nicht mehr an der Oberfläche aufhalten müssen.

Durch die Oberflächenspannung können sogar Blätter auf der Oberfläche schwimmen.

Wenn etwas auf der Wasseroberfläche schwimmt, kann durch die Zugabe von Tensiden die Oberflächenspannung aufgehoben werden und das Objekt sinkt ins Wasser.

Öl und Wasser

Du weißt bestimmt, dass sich Öl und Wasser nicht miteinander mischen lassen. Wenn du jedoch etwas Spülmittel hinzugibst, dann kann man das Öl leicht von allen Oberflächen entfernen. Grund dafür sind Tenside, die im Spülmittel enthalten sind. Die Tenside können sich zwischen dem Wasser und Öl anlagern.

Wenn das Öl aufgewirbelt wird, bilden sich kleine Bläschen. Diese Bläschen werden von den Tensiden ummantelt. Eine solche Struktur aus Öl und Tensiden wird als Zelle bezeichnet. Die Zelle ist nach Innen fettlöslich und nach Außen wasserlöslich.

Die Zellen, die sich gebildet haben, werden auch Mizellen genannt.

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