Fette, Seifen und Tenside
Du lernst den Aufbau von Fetten als Ester aus Glycerin und Fettsäuren kennen und erklärst, wie Seifen und Tenside Schmutz lösen.
Die Grundlagen
Aufbau der Fette
Fette sind Ester aus dem dreiwertigen Alkohol Glycerin (Propan-1,2,3-triol) und drei Fettsäuren. Man nennt sie deshalb auch Triglyceride. Bei ihrer Bildung werden drei Moleküle Wasser abgespalten.
Gesättigt und ungesättigt
- Gesättigte Fettsäuren haben nur Einfachbindungen in der Kohlenstoffkette, zum Beispiel Palmitinsäure und Stearinsäure. Fette mit vielen gesättigten Fettsäuren sind bei Raumtemperatur meist fest (Butter, Kokosfett).
- Ungesättigte Fettsäuren enthalten eine oder mehrere C=C-Doppelbindungen, zum Beispiel Ölsäure (einfach ungesättigt) und Linolsäure (zweifach ungesättigt). Die Doppelbindungen erzeugen Knicke in den Ketten, die Moleküle lagern sich schlechter zusammen. Solche Fette sind meist flüssig (Pflanzenöle).
Einige mehrfach ungesättigte Fettsäuren wie Linolsäure und Alpha-Linolensäure sind essenziell: Der Körper kann sie nicht selbst herstellen.
Nachweis von Doppelbindungen
Gibt man Bromwasser zu einem ungesättigten Fett, wird die braune Farbe entfärbt, weil sich Brom an die Doppelbindungen anlagert.
Verseifung
Kocht man Fett mit Natronlauge, werden die Esterbindungen gespalten. Es entstehen Glycerin und die Natriumsalze der Fettsäuren, die Seifen:
Fett + 3 NaOH → Glycerin + 3 Seifenanionen (mit Na⁺)
Diese Reaktion heißt Verseifung.
Wie Seifen und Tenside waschen
Ein Seifenteilchen hat zwei verschiedene Enden:
- einen langen, unpolaren Kohlenwasserstoffrest, der hydrophob (wasserabweisend) und lipophil (fettfreundlich) ist
- eine polare, geladene Kopfgruppe (–COO⁻), die hydrophil (wasserfreundlich) ist
Solche Teilchen heißen Tenside. Sie
- setzen die Oberflächenspannung des Wassers herab, sodass es Fasern besser benetzt,
- lagern sich mit dem unpolaren Ende in Fett- und Schmutzteilchen ein,
- umhüllen den Schmutz zu kleinen Kugeln, den Micellen, deren geladene Außenseite im Wasser gelöst bleibt.
So wird Fett, das sich in reinem Wasser nicht löst, abgewaschen.
Nachteile der Seife
Seife bildet mit hartem Wasser (Calcium- und Magnesium-Ionen) unlösliche Kalkseife und wirkt alkalisch. Moderne synthetische Tenside in Waschmitteln haben diese Nachteile nicht.
Merksatz
Fette sind Ester aus Glycerin und drei Fettsäuren. Ungesättigte Fettsäuren enthalten C=C-Doppelbindungen und machen Fette flüssiger. Tenside haben ein hydrophobes und ein hydrophiles Ende und lösen Fett in Micellen.
So sieht es in der Praxis aus
Beispiel 1
- Olivenöl enthält viele ungesättigte Fettsäuren (vor allem Ölsäure) mit Knicken in den Ketten.
- Butter enthält mehr gesättigte Fettsäuren mit geraden Ketten, die sich dicht zusammenlagern.
Ergebnis Die geknickten Moleküle des Öls lagern sich schlechter zusammen, die zwischenmolekularen Kräfte sind schwächer. Öl hat daher eine niedrigere Schmelztemperatur.
Beispiel 2
- Das Tensid setzt die Oberflächenspannung herab, Wasser benetzt das Geschirr besser.
- Die hydrophoben Enden dringen in das Fett ein.
- Die Tenside umhüllen das Fett zu Micellen, deren hydrophile Köpfe nach außen zeigen. Die Micellen werden mit dem Wasser fortgespült.
Ergebnis Benetzen, Einlagern, Ablösen in Micellen
Jetzt bist du dran
Wie viele Fettsäuren sind in einem Fettmolekül gebunden?
Lösung anzeigen
Drei.
Wie weist man Doppelbindungen in Fetten nach?
Lösung anzeigen
Mit Bromwasser, das sich entfärbt.
Was bedeutet hydrophil?
Lösung anzeigen
Wasserfreundlich, also gut mit Wasser mischbar.
Häufige Fehler vermeiden
Die hydrophile Kopfgruppe wird als Teil bezeichnet, der in das Fett eindringt.
Ins Fett dringt der hydrophobe Kohlenwasserstoffrest ein, der hydrophile Kopf bleibt im Wasser.
Fette werden als Polymere bezeichnet.
Fette sind keine Makromoleküle, sondern Ester aus vier Bausteinen.
Hinweis zur Klassenstufe
In welcher Klasse genau dieses Thema drankommt, unterscheidet sich zwischen den Ländern. Klasse 13 ist der häufigste Zeitpunkt.