Chemie im Badezimmer

Wasser, also…

Wasser ist nichts anderes als eine chemische Verbindung, auch bekannt als Wasserstoffoxid (Oxidat), mit der chemischen Formel H₂O. Es kann in drei Aggregatzuständen vorliegen – flüssig, fest und gasförmig. Neben seiner direkten Verwendung ist Wasser auch ein häufig verwendeter Bestandteil und Lösungsmittel in zahlreichen Chemikalien und Kosmetika. Es besitzt hervorragende Lösungseigenschaften, insbesondere gegenüber polaren Stoffen aufgrund seiner Ähnlichkeit mit ihnen.

Waschmittel

Dies ist eine der Kategorien von Haushaltschemikalien, die am engsten mit dem Badezimmer verbunden sind und aus verschiedenen Substanzen bestehen, die eine spezifische Mischung bilden. In Kombination mit den entsprechenden Bedingungen, d.h. während der mechanischen Bewegung der Waschmaschine, der manuellen Bewegung in Form von Reibung, bei der richtigen Temperatur und in der richtigen Umgebung, ermöglichen sie es, die Sauberkeit der Produkte, für die sie bestimmt sind, zu erhalten. Der entscheidende Faktor für die Leistung eines solchen Mittels ist seine chemische Zusammensetzung. Die verwendeten Substanzen und ihr konkretes Verhältnis zueinander sind ein Merkmal des jeweiligen Produkts. Tenside, auch als oberflächenaktive Stoffe bekannt, spielen eine Schlüsselrolle bei der Zusammensetzung. Sie können in ihrer Struktur variieren und werden in drei Hauptkategorien unterteilt – anionische, kationische und nichtionische. Sie unterscheiden sich in ihren Wirkungsmechanismen, verfolgen aber dasselbe Ziel, nämlich die Verringerung der Oberflächenspannung an der Grenze zwischen den Phasen, z.B. dem Wasser und dem kontaminierten Material. Sie ermöglichen es, das gewaschene Gewebe schneller und effizienter zu benetzen und den Schmutz zu erreichen, der in der Regel hydrophober Natur ist und sich nicht in Wasser auflöst. Die Verwendung von Tensiden ermöglicht es ihnen, den Kontakt mit dem Gewebe zu unterbrechen, es nach und nach in kleinstmögliche Partikel zu zerlegen und das Waschmittel in Lösung zu bringen.

Seife

Sie ist ein häufig verwendetes Tensid. Chemisch gesehen handelt es sich um ein Natrium- oder Kaliumsalz höherer Fettsäuren, z.B. Stearin-, Palmitin- und Ölsäure. Kaliumseifen werden hauptsächlich zum Waschen verwendet und sind grau und schmierig. Natriumseifen hingegen sind harte, weiße Seifen, denen häufig Öle, Kokos- oder Arganöl, Duftöle, Schwefel, Kamille und Farbstoffe zugesetzt werden, so dass sie die Rolle von Toiletten- und manchmal auch medizinischen Seifen übernehmen. Jedes Seifenmolekül hat zwei entgegengesetzte Eigenschaften – hydrophil und hydrophob, was für Tenside charakteristisch ist. Dies ermöglicht eine Verringerung der Oberflächenspannung und ein besseres Eindringen von Wassermolekülen in verschmutzte Oberflächen. Das Schmutzteilchen wird vom hydrophoben Teil der Seife umschlossen und löst sich dann von der Oberfläche ab. Die schaumbildende Wirkung dieser Mittel, die bei intensivem Rühren aktiviert wird, sorgt dafür, dass die Schmutzpartikel nicht wieder an der bereits gereinigten Oberfläche haften bleiben, da sie vom hydrophilen Teil der Seife umgeben sind und mit dem Schaum nach oben befördert werden.

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Aktive Füllstoffe

Dies sind alle Inhaltsstoffe, die neben den Tensiden eine gewisse Rolle bei der Formulierung von Reinigungsmitteln spielen. Ihre Anwesenheit verbessert jedoch die Wirkung der Tenside, was man als eine Art Synergie bezeichnen kann. Ihr Hauptzweck besteht darin, hartes Wasser zu enthärten, indem sie ihm Kalzium- und Magnesiumionen entziehen. Dies ist wichtig, da sich diese Ionen stark negativ auf den Waschvorgang auswirken. In dieser Rolle werden am häufigsten Soda, Alkalisilikate, Citrate und Phosphate verwendet. Der am häufigsten verwendete aktive Füllstoff ist Tripolyphosphat, das jedoch aus Gründen des Umweltschutzes zunehmend durch eine Mischung aus Zeolith-A, Natriumcarbonat und Polycarboxylaten ersetzt wird.

Spezielle Zusätze 

Es ist klar, dass eine bestimmte Zusammensetzung nicht immer universell ist. Es gibt chemische Verbindungen, die bewirken, dass ein chemisches Mittel eine spezialisierte Wirkung hat. Ein Beispiel ist die Verwendung des Polymers PVP, das die Übertragung von Farbstoffen zwischen Stoffen verhindert. Dadurch eignet es sich ideal als Bestandteil von Pulvern und Flüssigkeiten, die für die Farbwäsche bestimmt sind. Ein weiteres interessantes Beispiel ist Zellulose, die Mikrofasern zerstört. Diese entstehen beim so genannten Verfusseln, d.h. beim Aufbrechen der Faserstruktur des Gewebes. Eine eigene Gruppe von Zusatzstoffen, die sich nicht direkt auf die Leistung des Produkts auswirken, sind Schauminhibitoren und Duftkompositionen aller Art.

Enzyme

Eine weitere Gruppe von Stoffen in Waschmitteln sind Enzyme, deren Zusatz nicht nur die Entfernung von Flecken, sondern auch das Bleichen oder die Verstärkung der Farbe bewirkt. Enzyme sind sehr selektiv, so dass jedes Enzym eine andere Art von Flecken entfernen kann.  Zum Beispiel:

• Proteasen beeinflussen die biochemische Aufspaltung von Proteinverschmutzungen;
• Mannanasen ermöglichen die Entfernung von Verschmutzungen aus Schokolade, Soßen und Speiseeis;
• Lipasen entfernen fetthaltige Verschmutzungen;
• Amylasen ermöglichen die Entfernung von stärkehaltigen Verschmutzungen;
• Proteasen unterstützen die Entfernung von Gras-, Blut- und Eierflecken.

Chemische Bleichmittel

Substanzen für spezielle Aufgaben, wie Kaffee-, Wein- oder Tomatenflecken, sind chemische Bleichmittel.  So werden Verbindungen bezeichnet, die bei hohen Temperaturen atomaren Sauerstoff freisetzen, der die in den Flecken vorhandenen Pigmente nach und nach zerstört. Solche Bleichmittel enthalten neben dem bleichenden Teil immer häufiger auch einen Aktivator, der die Bleichwirkung bei niedrigeren Temperaturen beschleunigt. Neben der Fleckentfernung hat dieser aktive Sauerstoff eine weitere sehr wichtige Funktion für die Hygiene von persönlichen Gegenständen. Er ermöglicht die Beseitigung von Bakterien, Viren und Pilzen und sorgt so für saubere und mikrobenfreie Kleidung.

Reinigungs- und Desinfektionsflüssigkeiten für die Hygiene von Sanitäranlagen

Dies sind Produkte, die gewöhnlich in Haushaltstoiletten verwendet werden, um diese zu desinfizieren, zu reinigen und zu weiß zu machen. Schaut man sich das Etikett an, so stößt man sehr oft auf allgemeine Angaben wie: Bleichmittel auf Chlorbasis, nichtionische Tenside, kationische Tenside, Seife, Duftstoffkomposition. Die wichtigste Information für unsere Gesundheit ist, dass Mittel auf Chlorbasis, meist in Form von Chloraten, potenziell gefährlich sein können. Diese unbeständigen Salze oxidieren beim Bleichen und zerfallen in aktiven Sauerstoff und kleinere Mengen Chlor. Es ist aufgrund seines charakteristischen Geruchs leicht zu riechen und reizt die Atemwege. Da das Einatmen großer Mengen zu schweren Vergiftungen führen kann, sollte es verantwortungsvoll und nur unter kontrollierten Bedingungen mit freiem Zugang zu frischer Luft verwendet werden. Am schlimmsten ist die Kombination von Chlorbleiche und säurehaltigen Flüssigkeiten, z.B. Zitronensaft oder Essig. Chlorate sind nur in einem alkalischen Milieu stabil, so dass das Einbringen in saure Lösungen zur raschen Freisetzung großer Mengen von Chlor und Chloroxid führt, die hochgiftig sind.

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Mundhygiene

Eine separate Kategorie von Badezimmerchemikalien sind alle Arten von Zahnpasten und Präparaten für die Mundhygiene. Zu der Zusammensetzung der Zahnpasten gehören:

• abrasive Substanzen (25-50 %) zur mechanischen Reinigung der Zahnoberfläche, darunter Kalziumkarbonat, Kalzium– und Magnesiumhydroxide, Siliziumoxid, Hydroxyapatit und Polymethacrylat,
• schäumende Substanzen, die die Oberflächenspannung verringern und so die Entfernung von Plaque erleichtern. Für diese Aufgabe wird am häufigsten SLS, das anionische Natriumlaurosulfat, verwendet,
• Fluorid, ein Schlüsselbestandteil von Zahnpasta, tritt in der Regel in Form von Natriumfluorid, Natriummonofluorophosphat, Zinnfluorid oder Aminfluorid auf. Es erhöht die Widerstandsfähigkeit gegen Säuren, die von kariesverursachenden Bakterien produziert werden, indem es in die Struktur des Zahnschmelzes eingebaut wird,
• Triclosan, ein antibakterieller und entzündungshemmender Inhaltsstoff,
• Kräuter und Aromastoffe, die nicht nur eine milde entzündungshemmende, antibakterielle und pilzhemmende Wirkung haben, sondern auch zu einem frischen Gefühl und verbessertem Geschmack beitragen.

Chemie der Kosmetikprodukte

In jedem Badezimmer finden wir außerdem Kosmetikprodukte wie Shampoos, Spülungen, Waschflüssigkeiten, Feuchtigkeitscremes und viele andere.  Die Sicherheit ihrer Inhaltsstoffe wird von einer Reihe unabhängiger Institutionen überwacht:  Die Europäische Kommission, der Wissenschaftliche Ausschuss für Verbrauchersicherheit, die Europäische Chemikalienagentur, die EU-Mitgliedstaaten und die nationale Gesundheitsbehörde. Die wichtigsten Elemente der Zusammensetzung der einzelnen Formulierungen sind:

• Wirkstoffe, d.h. solche Inhaltsstoffe, die bei bestimmten Hautproblemen tatsächlich eine Wirkung zeigen können. Dies bezieht sich meist auf die Einteilung der Hauttypen in fettig, trocken, empfindlich und reif. Beispiele für solche Substanzen sind die Vitamine A, C und E, Probiotika, AHA, Hyaluronsäure oder Coenzym Q10. Ein wichtiger Aspekt ist nicht nur ihr Vorhandensein, sondern auch die verwendete Konzentration.
• Basisstoffe, die die Grundlage der betreffenden Formulierung, z.B. einer Creme oder eines Gels, bilden. Dazu gehören u.a. Alkohole, Wasser, Emulgatoren, Tenside und Silikone. Sie sorgen nicht nur für die richtige Konsistenz, sondern erleichtern auch die Einarbeitung von Wirkstoffen durch Lösungsmittel.
• Lösungsmittel hingegen sind Stoffe, die dazu bestimmt sind, alle Bestandteile einer bestimmten Formulierung aufzulösen. Am häufigsten werden Wasser, Öle und Alkohole verwendet, je nachdem, worin sich der gewünschte Wirkstoff am besten auflösen lässt.
• Tenside haben, wie die meisten chemischen Stoffe, eine Reihe von Verwendungszwecken, darunter Reinigung, Schaumbildung, Verdickung, Emulgierung und Unterstützung des Eindringens des Kosmetikums in die Haut.
• Konservierungsstoffe sind Mittel, die das Wachstum von Mikroorganismen hemmen sollen, die durch unsere Haut und die Luft übertragen werden, so dass wir die Kosmetika länger verwenden können. Neben synthetischen chemischen Substanzen gibt es auch viele natürliche Stoffe, wie ätherische Öle (Nelken, Teebaum) und Pflanzenextrakte (Grapefruit, Rosmarin), die diese Funktion perfekt erfüllen.

Lesen Sie mehr über die Herstellung von Kosmetika und kosmetischen Zwischenprodukten. Erfahren Sie auch, wie Sie zu Hause Kosmetika mit den richtigen kosmetischen Rohstoffen herstellen können.

Erste-Hilfe-Kasten für zu Hause

Die wenigsten Menschen denken darüber nach, aber die meisten Inhalte unserer Apothekensammlungen sind auch Chemikalien. Arzneimittel müssen eine Reihe von Anforderungen erfüllen und eine Reihe von Qualitätskontrollen bestehen, bevor sie auf den Markt gebracht werden. In der Hausapotheke finden wir daher unter anderem Desinfektionsmittel wie Perhydrol (3%iges Wasserstoffperoxid) und Salicylalkohol sowie eine Reihe von Medikamenten gegen verschiedene Beschwerden. Gängige Medikamente sind unter anderem:

• Schmerzstillende und entzündungshemmende Mittel – hauptsächlich auf der Grundlage von Paracetamol, Ibuprofen und Acetylsalicylsäure;
• Antidiarrhoika – mit Wirkstoffen wie Aktivkohle, Tanninproteinat, Loperamid oder Nifuroxazid;
• Elektrolyte – besonders nützlich bei Durchfall, um eine Dehydrierung zu verhindern; in der Regel handelt es sich um wässrige Lösungen von Natrium-, Kalium-, Kalzium-, Magnesium-, Chlor- und Phosphor-Ionen;
• Kochsalzlösung – eine wässrige Lösung von Natriumchlorid;
• Kalzium in verschiedenen Formen zur Linderung allergischer Reaktionen.

Darüber hinaus gibt es in jedem Haushalt zahlreiche Arzneimittel für bestimmte Beschwerden. Jedes dieser Mittel ist ein chemisches Produkt mit einer genau definierten Zusammensetzung.