Organische Chemie
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Organische Chemie Fragen und Antworten zur Chemie der Kohlenwasserstoffe. Hier kann alles von funktionellen Gruppen über Reaktionsmechanismen zu Synthesevorschriften, vom Methan zum komplexen Makromolekül diskutiert werden.

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Alt 16.02.2018, 00:08   #1   Druckbare Version zeigen
Chemiri  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 3
Einfluss von Tensiden auf den pH-Wert in Reinigungsmitteln

Guten Abend Zusammen,

ich sitze grade an meiner Abschlussarbeit im Bereich der Reinigungschemie (vorweg: ich studiere Maschinenbau und Verfahrenstechnik, habe also nur ein mehr oder weniger solides Grundwissen in der Chemie) und komme an einer Stelle nicht weiter. Da ich hier im Forum schon häufiger gute Antworten auf verschiedene Fragen gefunden habe, hoffe ich, dass ihr mir auch bei meiner Problematik weiter helfen könnt

Ein Reinigungsmittel zur Entfernung von fettigen Verschmutzungen besteht unter anderem aus NaOH und Na2CO3. Der pH-Wert liegt zwischen 11 und 12. Als Tenside finden Cocamidopropylbetain (CAPB) mit der Summenformel C19H38N2O3 und Laurylaminoxid (LAO) mit der Summenformel C14H31NO Anwendung.

In einer kleinen Versuchsreihe ist mir aufgefallen, dass bei einer Erhöhung des Anteils von CAPB und LAO bei gleichbleibendem Anteil von NaOH und Na2CO3 der pH-Wert sinkt, aber immer noch im basischen Bereich (über 10) liegt. Nun habe ich Schwierigkeiten mir dieses Phänomen zu erklären...

Was ich aber weiß: beide Tenside sind amphotere Tenside. Sie reagieren also im basischen Milieu wie anionische Tenside, welche in wässriger Lösung in Anionen und Kationen dissoziieren. Im Fall von CAPB bildet die Natriumgruppe das Kation und die Carboxylatgruppe das Anion. Die Carboxylatgruppe hat die Fähigkeit, H+-Ionen zu binden, wodurch sich deren Konzentration in der wässrigen Lösung verringert und der pH-Wert doch eigentlich weiter steigen müsste. Das Gegenteil ist jedoch der Fall
Eine (vermutlich schwachsinnige) Idee war es, dieses Phänomen damit zu erklären, dass die Tenside (auf welche Weise auch immer?) verhindern, dass das NaOH zu Na+ und OH- dissoziert. Wie das funktionieren soll, weiß ich allerdings auch nicht

Ich hoffe sehr, dass ihr mir bei meinem Problem helfen könnt!

Viele Grüße von einer leicht verzweifelten Chemiri
Chemiri ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 16.02.2018, 08:55   #2   Druckbare Version zeigen
chemiewolf Männlich
Mitglied
Beiträge: 23.446
AW: Einfluss von Tensiden auf den pH-Wert in Reinigungsmitteln

willkommen hier.

Da es sich um komplexe Gemische handelt, kann man hier die vielleicht die Verdünnung als Erklärung heranziehen. Eine exakte wissenschaftliche Begründung dürfte praktisch unmöglich sein, selbst im Falle der Kenntnis der jeweils genauen Zusammensetzung.
__________________
The State Senate of Illinois yesterday abandoned its Committee on Efficiency and Economy for reasons of 'efficiency and economy'.
De Moines Tribune, 6 February 1955
chemiewolf ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 16.02.2018, 10:24   #3   Druckbare Version zeigen
Chemiri  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 3
AW: Einfluss von Tensiden auf den pH-Wert in Reinigungsmitteln

Guten Morgen,

vielen Dank für deine Antwort, chemiewolf.
Nun ist es aber so, dass der Anteil an NaOH an der Gesamtformulierung konstant bleibt. Was sich ändert ist der Anteil der Tenside (steigt) und der Wasseranteil (sinkt). Von daher kann doch nicht von einer Verdünnung gesprochen werden, oder?
Vielleicht habe ich grade auch einfach ein Brett vor'm Kopf

Für weitere Ratschläge und Ideen bin ich immer noch sehr dankbar

Viele Grüße,
Chemiri
Chemiri ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 16.02.2018, 11:00   #4   Druckbare Version zeigen
Chemiri  
Mitglied
Themenersteller
Beiträge: 3
AW: Einfluss von Tensiden auf den pH-Wert in Reinigungsmitteln

... mir ist grade noch eine Idee gekommen, kann vielleicht jemand beurteilen, ob diese Idee sinnvoll ist?

Also: die Tenside dissoziieren in basischer Umgebung in grenzflächenaktive Anionen und Kationen. Da durch mehr Tenside mehr Kationen in die Lösung eingetragen werden, kommt es zur Übersättigung der Lösung mit Kationen. Um den Gleichgewichtszustand wieder zu erreichen, binden die Kationen OH- Ionen um die Lösung zu neutralisieren. So reduziert sich der Anteil der Hydroxidionen und der pH-Wert sinkt.

Frage hierzu (falls die Idee überhaupt richtig ist): Wenn die Lösung ohnehin schon (zu) voll mit Kationen ist, warum dissoziieren dann die Tenside zusätzlich noch zu Anionen und Kationen? Wäre es nicht logischer, wenn die Tenside einfach als neutrale Teilchen undissoziiert bleiben?

Nochmals danke und beste Grüße
Chemiri ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 16.02.2018, 11:19   #5   Druckbare Version zeigen
chemiewolf Männlich
Mitglied
Beiträge: 23.446
AW: Einfluss von Tensiden auf den pH-Wert in Reinigungsmitteln

die genannten Tenside dissoziieren nicht.
__________________
The State Senate of Illinois yesterday abandoned its Committee on Efficiency and Economy for reasons of 'efficiency and economy'.
De Moines Tribune, 6 February 1955
chemiewolf ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 16.02.2018, 14:17   #6   Druckbare Version zeigen
jag Männlich
Mitglied
Beiträge: 18.538
AW: Einfluss von Tensiden auf den pH-Wert in Reinigungsmitteln

Es könnte schon sein, dass die genannten Tenside als Pufferkomponenten wirken. Erhöht man deren Konzentration, würde pH sinken. Das aber zu verifizieren und zu quantifizieren ist nicht so einfach. So habe ich auf die Schnelle auch keine Daten der dazu benötigten Werte (pK-Werte) gefunden.

In Mischungen mit mehreren Komponenten (besonders Tensiden) ist es in der Tat schwierig, pH-Werte modellartig zu berechnen.

Gruß

jag
__________________
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Aus gegebenem Anlass: Alle Rechnungen überprüfen, da keine Gewähr. - Fragen bitte im Forum stellen.
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Stichworte
amphoter, ph-wert, reinigungsmittel, tenside

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