Fachwissen Gebäudereinigung - Gebäudereinigung Evelyn Biondi

EUROPA-FACHBUCHREIHE
für Reinigungsberufe
Fachwissen Gebäudereinigung
5. Auflage
VERLAG EUROPA-LEHRMITTEL . Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG
Düsselberger Straße 23 . 42781 Haan-Gruiten
Europa-Nr.: 44414
5
Bearbeiter des Buches „Fachwissen Gebäudereinigung”:
Böhme, Matthias
Dipl. Ing. Päd.
Grüning, Peter
Oberstudienrat
Liersch, Claudia
Dipl. Ing. (FH), Studienrätin
Pfaller, Claudia
Dipl. Ing. (FH), Oberstudienrätin
Scholz, Angelika
Dipl. oec.troph. (FH), Studienrätin
Steggewentz, Uwe
Oberstudienrat Dresden
Düsseldorf
Metzingen
Metzingen
Metzingen
Kiel
Lektorat und Leitung des Arbeitskreises:
Eberhard Ladner
Oberstudienrat
Metzingen
Bildbearbeitung:
Verlag Europa-Lehrmittel, Zeichenbüro, 73760 Ostfildern
Grafische Produktionen Jürgen Neumann, 97222 Rimpar
Bildentwürfe: Die Autoren
Fotos: Leihgabe der Firmen (Verzeichnis Seite 400)
Das vorliegende Buch wurde auf der Grundlage der neuen amtlichen Rechtschreibregeln erstellt.
5. Auflage 2011
Druck 5 4 3 2 1
Alle Drucke derselben Auflage sind parallel einsetzbar, da sie bis auf die Korrektur von Druckfehlern untereinander
unverändert sind.
ISBN 978-3-8085-4445-7
Umschlaggestaltung: Michael M. Kappenstein, 60594 Frankfurt a. M.
Alle Rechte vorbehalten. Das Werk ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der gesetzlich geregelten Fälle muss vom Verlag schriftlich genehmigt werden.
© 2011 by Verlag Europa-Lehrmittel, Nourney, Vollmer GmbH & Co. KG, 42781 Haan-Gruiten
http://www.europa-lehrmittel.de
Satz:
Druck:
22
Grafische Produktionen Jürgen Neumann, 97222 Rimpar
Media Print Informationstechnologie, 33100 Paderborn
5
Vorwort
Vorwort
Die Ausbildung zum / zur Gebäudereiniger/in gehört schon seit vielen Jahren zu den anerkannten Handwerksberufen in Deutschland. Mit der überarbeiteten Berufsausbildungsverordnung wurde 1999 die Ausbildungszeit von 2,5
auf 3 Jahre verlängert. Gleichzeitig wurde der Rahmenlehrplan lernfeldorientiert angelegt und um wesentliche Inhalte erweitert.
Die Gliederung des vorliegenden Fachbuches wurde von den Autoren in Anlehnung an die 11 Lernfelder erstellt. Den
Lernfeldeinheiten vorgeschaltet sind die übergeordneten Kapitel „Geschichte des Gebäudereiniger-Handwerks”, „Chemie der Inhaltsstoffe” und „Arbeitsschutz”. Um einen handlungsorientierten Unterricht zu erleichtern, beinhaltet jedes
der Lernfeld-Kapitel als Abschluss eine praxisbezogene Projektarbeit, die von den Schülerinnen und Schülern bearbeitet werden kann. Dabei wurden auch Aufgaben aus den Bereichen Technische Mathematik und Technisches Zeichnen mit berücksichtigt, wie es im Rahmenlehrplan vorgesehen ist. Ergänzend wurden die Kapitel „Sonderbereiche
Dienstleistungen” und „Qualitätsmanagement” den Lernfeldeinheiten als Abschluss des Buches angefügt.
In der vorliegenden 5. Auflage wurde vor allem der Änderung der Gefahrenstoffverordnung Rechnung getragen
(siehe Anhang). Basierend auf dem Global Harmonizing System vollzieht sich momentan eine weltweite Anpassung
der Gefahrenstoffkennzeichnung. Die Übergangsfrist, während derer sowohl die alte als auch die neue Kennzeichnung gilt, dauert bis 2015 bzw. 2017.
Um dem Leser beide Varianten darlegen zu können, haben sich die Autoren und der Verlag entschieden, die neue
Regelung auf zwei Sonderseiten ganz hinten im Buch mit aufzunehmen.
Für die 6. Auflage ist eine komplette Aktualisierung der davon betroffene Inhalte in den entsprechenden Kapiteln vorgesehen. Die Hinweise zur alten Kennzeichnung entfallen dann.
Für die hilfreiche Unterstützung in Form von Fachunterlagen und Bildmaterial möchten sich die Autoren bei den vielen Personen, Institutionen und Firmen aus dem Bereich der Gebäudereinigung und anderen Branchen bedanken.
Sie haben einen wesentlichen Beitrag zur ansprechenden Gestaltung des Buches geleistet und damit die Aus- und
Fortbildung von Beschäftigten im Bereich der Gebäudereinigung erleichtert.
Wie jedes andere Fachbuch wird sich auch das vorliegende durch den Gebrauch in der Praxis weiter entwickeln und
den technischen Errungenschaften anpassen. Über konstruktive Kritik und Verbesserungsvorschläge von möglichst
vielen Benutzern dieses Fachbuches würden sich die Autoren und der Verlag freuen.
Frühjahr 2011
Autoren und Verlag
33
5
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
1
2
Geschichte des
Gebäudereiniger-Handwerks...................... 7
Chemie der Inhaltsstoffe............................ 9
2.1
Wasser................................................................... 10
2.1.1 Eigenschaften von Wasser................................... 10
2.1.2 Aufbereitung von Wasser.................................... 12
2.2
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.2.4
Tenside..................................................................13
Aufbau der Tenside...............................................13
Wirkungsweise der Tenside................................. 14
Tensidarten........................................................... 15
Biologischer Abbau von Tensiden.......................16
2.3
Kalkinaktivierungsmittel..................................... 17
2.4
Der pH-Wert..........................................................18
2.4.1 Säuren................................................................... 19
2.4.2 Alkalien..................................................................20
2.5
Organische Lösemittel......................................... 21
2.6
Enzyme..................................................................23
2.7
Oxidations- und Reduktionsmittel.....................24
2.8
Weitere Inhaltsstoffe in Reinigungsmitteln.......25
2.9
Pflegende Inhaltsstoffe........................................26
2.10
2.10.1
2.10.2
2.10.3
Biozide................................................................... 27
Rodentizide........................................................... 27
Insektizide und Akarizide.....................................29
Desinfektionswirkstoffe.......................................34
3
Arbeitsschutz........................................... 37
3.1
3.1.1
3.1.2
3.1.3
3.1.4
3.1.5
3.1.6
3.1.7
3.1.8
Gefahrstoffverordnung........................................38
Gefahrstoffe..........................................................38
Gefährlichkeitsmerkmale.....................................39
Grenzwerte............................................................ 41
Kennzeichnung..................................................... 42
Sicherheitsdatenblatt...........................................43
Gefährdungsanalyse............................................43
Unterrichtung/Unterweisung...............................44
Projekt Gefahrstoffe.............................................45
3.2
3.2.1
3.2.2
3.2.3
Persönliche Schutzausrüstung...........................46
Hautschutz............................................................. 47
Atemschutz...........................................................48
Sicherheitsgeschirre.............................................49
3.3
3.3.1
3.3.2
3.3.3
3.3.4
3.3.5
Zugangstechnik....................................................50
Leitern und Tritte................................................... 51
Gerüste..................................................................54
Hubarbeitsbühnen................................................58
Fassadenbefahranlagen und Arbeitskörbe........59
Projekt Zugangstechnik........................................60
3.4
3.4.1
3.4.2
3.4.3
Elektrischer Strom............................................... 61
Grundlagen des elektrischen Stroms................. 61
Gefahren des Stroms für den Menschen........... 62
Sicherheitsmaßnahmen......................................63
4
Nichttextile Fußböden
Lernfeld 1................................................. 65
4.1
Elastische Beläge.................................................65
4.1.1 Linoleum...............................................................66
4.1.2 PVC-Beläge........................................................... 67
4.1.3 Elastomerbeläge...................................................68
4.1.4 Polyolefinbeläge...................................................69
4.1.5 Unterscheidung der elastischen Beläge.............70
4.1.6 Reinigungsarten................................................... 71
4.1.6.1 Unterhaltsreinigung............................................. 72
4.1.6.2 Zwischenreinigung...............................................89
4.1.6.3 Teilflächenreinigung.............................................93
4.1.6.4 Grundreinigung....................................................94
4.1.6.5 Einpflege/Grundpflege......................................... 97
4.1.7 Spezielle elastische Beläge..................................99
4.1.7.1 Elektrostatisch ableitende elastische Beläge.....99
4.1.7.2 Elastische Beläge auf Doppelböden.................100
4.1.7.3 Sporthallenbeläge...............................................101
4.1.8 Projekt Gebäudereinigungsbetrieb................... 103
4.2
4.2.1
4.2.2
4.2.3
4.2.4
4.2.5
4.2.6
4.2.7
4.2.8
Steinböden......................................................... 104
Steinerkennung.................................................. 105
Säureempfindliche Natursteine........................ 107
Säurebeständige Natursteine........................... 108
Kunststeinböden................................................ 109
Reinigung von Steinböden................................ 112
Pflege von Steinböden....................................... 113
Kristallisation von Steinböden.......................... 114
Schleifen von Steinböden.................................. 116
4.3
4.3.1
4.3.2
4.3.3
4.3.4
4.3.5
4.3.6
Holzböden........................................................... 117
Holz...................................................................... 118
Parkett..................................................................120
Holzpflaster, Dielenböden................................. 127
Korkböden...........................................................128
Laminatböden.....................................................129
Projekt Holzfußböden im Kindergarten............ 131
5
Textile Flächen
Lernfeld 2............................................... 133
5.1
5.1.1
5.1.2
5.1.3
5.1.4
5.1.5
Fasern..................................................................134
Pflanzliche Fasern............................................... 135
Tierische Fasern.................................................. 137
Anorganische Fasern.........................................139
Halbsynthetische Fasern....................................139
Synthetische Fasern........................................... 140
5.2
5.2.1
5.2.2
5.2.3
Textile Gebilde....................................................142
Mopps/Breitwischbezüge.................................. 144
Raumpflegetücher/Schwämme......................... 145
Reinigungspads.................................................. 147
5.3
5.3.1
5.3.2
5.3.3
5.3.4
5.3.5
Aufbau und Eigenschaften von
textilen Belägen.................................................149
Die Florschicht....................................................149
Das Trägergewebe.............................................. 151
Der Rücken.......................................................... 151
Die Verlegeart...................................................... 152
Der Untergrund.................................................. 152
5.4
Reinigungsverfahren für textile Beläge............153
5.4.1 Unterhaltsreinigung...........................................154
44
5
Inhaltsverzeichnis
5.4.2 Zwischenreinigung.............................................163
5.4.3 Grundreinigung..................................................169
5.4.4 Ausrüstungsverfahren....................................... 176
5.5
Polstermöbel....................................................... 177
5.5.1 Textile Polstermöbel........................................... 177
5.5.2 Lederpolstermöbel.............................................178
5.6
Reinigung von Textillamellen............................179
5.7
5.7.1
5.7.2
Schmutzfangzonen............................................180
Schmutzfangmatten...........................................180
Reinigung von Schmutzfangmatten................. 181
5.8
Projekt Textile Flächen.......................................182
6
8.2.3
8.2.4
8.2.5
8.2.6
Sprühdesinfektion.............................................. 231
Reinigung mit anschließender Desinfektion.... 231
Raumdesinfektion/Schlussdesinfektion............ 232
Händedesinfektion.............................................233
8.3
8.3.1
8.3.2
8.3.3
Krankenhausreinigung.......................................234
Desinfizierende
Unterhaltsreinigungsverfahren.........................235
Unterhaltsreinigung im Stationsbereich..........244
Reinigung und Desinfektion
im Funktionsbereich...........................................246
8.4
Hygienekontrolle................................................248
8.5
Reinigung in Alten- und Pflegeheimen............249
8.6
Reinigung in Arztpraxen....................................250
8.7
Projekt Gesundheitseinrichtungen................... 251
Glasflächen
Lernfeld 3............................................... 183
6.1
Geschichte und Zusammensetzung.................183
6.2
Eigenschaften und Herstellung.........................184
6.3
Glasarten.............................................................185
6.4
6.4.1
6.4.2
6.4.3
6.4.4
Fenster.................................................................186
Bestandteile von Fenstern.................................186
Fensterkonstruktionen.......................................186
Öffnungsarten von Fenstern.............................. 187
Verglasungsarten................................................188
Beleuchtungsanlagen........................................253
9.1
9.1.1 Glüh- und Leuchtstofflampen...........................253
9.1.2 Lichtreklamen.....................................................254
6.5
Glaskonstruktionen............................................ 191
6.6
6.6.1
6.6.2
6.6.3
Glasreinigung.....................................................193
Glasreinigung mit der Teleskopstange............. 196
Reinigung mit demineralisiertem Wasser........ 197
Reinigung von beschichteten Gläsern.............. 199
Klimaanlagen...................................................... 257
9.3
9.3.1 Aufbau der Klimaanlage.................................... 257
9.3.2 Wartung und Reinigung.....................................258
6.7
Acrylglas.............................................................200
6.8
Projekt Glasreinigung........................................ 201
10.1 Außenanlagen....................................................259
10.1.1 Arbeiten in begrünten Bereichen......................260
10.1.2 Arbeiten in nicht begrünten Bereichen.............265
Sanitärreinigung
Lernfeld 4............................................... 202
10.2
Verkehrsleiteinrichtungen..................................270
7.1
7.1.1
7.1.2
7.1.3
7.1.4
Mikroorganismen...............................................203
Bakterien.............................................................203
Pilze......................................................................204
Viren....................................................................205
Protozoen, Metazoen, Algen..............................206
10.3
Projekt Außenanlagen........................................ 271
11
7.2
Infektionen.......................................................... 207
7.3
7.3.1
7.3.2
Unterhaltsreinigung im Sanitärbereich............208
Böden..................................................................209
Ausstattung..........................................................211
7.4
Schwimmbad- und Saunareinigung................218
7.5
Projekt Unterhaltsreinigung
eines Hallenbades..............................................220
7
8
9
9.2
10
Elektrotechnische
Ausstattungsgegenstände
Lernfeld 6................................................ 252
PC-Reinigung......................................................256
Außenanlagen und Verkehrsflächen
Lernfeld 7............................................... 259
Fassaden
Lernfeld 8............................................... 272
11.1 Fassaden als Elemente von Bauwerken...........272
11.1.1 Fassadenwerkstoffe............................................273
11.1.2 Einflüsse auf Fassaden...................................... 277
11.2
11.2.1
11.2.2
11.2.3
11.2.4
Reinigung und Pflege.........................................279
Mechanische Reinigungsverfahren.................. 281
Chemische Reinigungsverfahren...................... 287
Übersicht............................................................. 291
Pflege................................................................... 292
11.3
Licht- und Wetterschutzanlagen.......................294
Projekt Fassadenreinigung................................296
Gesundheitseinrichtungen
Lernfeld 5............................................... 221
11.4
8.1
Anforderungen an die Hygiene bei der Reinigung und Desinfektion von Flächen nach RKI.... 222
12
Verkehrsmittel
Lernfeld 9............................................... 297
8.2. Maßnahmen zur Keimreduzierung...................225
8.2.1 Desinfizierende Reinigung.................................226
8.2.2 Scheuerdesinfektion...........................................230
12.1
Busse...................................................................298
12.2
Schiffe..................................................................299
55
5
Inhaltsverzeichnis
12.3
Flugzeuge............................................................302
14.12.2Abwehr und Vergrämung der Tauben...............359
12.4
Bahn....................................................................304
14.13 Rechtliche Grundlagen...................................... 361
12.5
Pkw......................................................................306
14.14 Dekontamination...............................................362
12.5
Projekt Bahnreinigung....................................... 307
14.15 Projekte Schädlingsbekämpfung......................364
14.15.1Projekt Schädlingsbekämpfung - Insekten.......364
14.15.2Projekt Schädlingsbekämpfung - Nager...........365
13
Industriereinigung
Lernfeld 10............................................. 308
13.1
Objekt- und Leistungsbeschreibung................308
15
Sonderbereiche Dienstleistungen.......... 366
13.2 Holzverarbeitende Industrie..............................309
13.2.1 Saugen von gefährlichen Stäuben.................... 310
15.1
Hausmeisterdienste........................................... 367
15.2
Fahrtreppenreinigung........................................368
13.3
13.3.1
13.3.2
13.3.3
Metallverarbeitende Industrie...........................312
Manuelle Reinigung........................................... 312
Maschinelle Reinigung....................................... 314
Wartungsarbeiten...............................................316
15.3
Catering...............................................................369
15.4
Wäscheservice....................................................370
15.5
Objektschutz und Sicherheitsdienste.............. 371
13.4
Nahrungsmittelverarbeitende Industrie........... 317
16
Qualitätsmanagement............................ 373
13.5 Reinräume...........................................................320
13.6
14
Projekt Metallverarbeitender Betrieb............... 321
Schädlingsbekämpfung
Lernfeld 11............................................. 323
14.1
Einführung in die Schädlingsbekämpfung......323
14.2
Integrierte Schädlingsbekämpfung..................324
14.3 Schaben..............................................................325
14.3.1 Biologie der Schaben.........................................325
14.3.2 Bekämpfung der Schaben................................. 327
14.4 Pharaoameisen...................................................340
14.4.1 Biologie der Pharaoameisen.............................340
14.4.2 Bekämpfung der Pharaoameisen..................... 341
14.5 Dörrobstmotten..................................................343
14.5.1 Biologie der Dörrobstmotten............................343
14.5.2 Bekämpfung der Dörrobstmotten.....................344
14.6 Silberfischchen...................................................345
14.6.1 Biologie der Silberfischchen..............................345
14.6.2 Bekämpfung der Silberfischchen......................345
14.7 Hausstaubmilbe.................................................346
14.7.1 Biologie der Hausstaubmilbe............................346
14.7.2 Abwehr und Bekämpfung.................................... 347
14.8 Flöhe....................................................................348
14.8.1 Biologie der Flöhe..............................................348
14.8.2 Bekämpfung der Flöhe.......................................349
14.9 Wespen................................................................350
14.9.1 Biologie der Wespen..........................................350
14.9.2 Abwehr und Bekämpfung der Wespen............. 351
14.10 Ratten..................................................................352
14.10.1Biologie der Wanderratte................................... 352
14.10.2Biologie der Hausratte.......................................353
14.10.3Bekämpfung der Ratten.....................................354
14.11 Hausmaus...........................................................356
14.11.1 Biologie der Hausmaus......................................356
14.11.2 Bekämpfung der Hausmaus.............................. 357
14.12 Tauben.................................................................358
14.12.1Biologie der Tauben............................................358
66
16.1 Gebäudereinigungsleistungen.......................... 374
16.1.1 Leistungsbeschreibungen.................................. 374
16.1.2 Nebenleistungen und besondere Leistungen..... 377
16.2 Abrechnung der Reinigungsleistung................378
16.2.1 Ermittlung der Reinigungsflächen....................378
16.2.2 Abrechnung........................................................378
16.3
16.3.1
16.3.2
16.3.3
Gebäudereinigungsarbeiten.............................379
Reinigungsarten.................................................379
Reinigungsverfahren..........................................380
Leistungsverzeichnis..........................................386
16.4 Leistungskontrolle.............................................388
16.4.1 Kontrolle der Reinigungsleistung.....................388
16.4.2 Schadensmeldung..............................................388
16.5
Qualitätsmesssystem........................................389
16.6
16.6.1
16.6.2
16.6.3
Gutachten........................................................... 391
Erstellung eines Gutachtens.............................. 391
Prüfverfahren...................................................... 391
Beispiel eines Gutachtens................................. 392
16.7
Projekt Qualitätsmanagement..........................393
Sachwortverzeichnis......................................................394
Firmenverzeichnis..........................................................400
Anhang............................................................................ 401
Änderung zur Gefahrstoffverordnung.......................... 401
Gefahrenpiktogramme................................................... 402
1 Geschichte des Gebäudereiniger-Handwerks
Geschichte
11
R
einigungsarbeiten gehörten sicherlich schon immer zu den Tätigkeiten des Menschen. Das GebäudereinigerHandwerk kann sich allerdings weder von den sogenannten „Wagenwäschern“ ableiten, die angeblich nach
dem 30-jährigen Krieg in Norddeutschland auftraten und Fassadenreinigungsarbeiten anboten, noch stehen
die Beschäftigten in der Tradition des Dienstpersonals vergangener Jahrhunderte. Die Entstehung des Gebäudereiniger-Handwerks ist vielmehr eng mit der Industrialisierung Deutschlands verknüpft. So hat sich das Gebäudereiniger-Handwerk aus den im 19. Jahrhundert entstandenen Glasreinigungsunternehmen entwickelt. Bis 1953 hieß das
Handwerk noch „Glas- und Gebäudereiniger-Handwerk“, wobei der Zusatz „Gebäudereiniger“ erst in den zwanziger
Jahren des 20. Jahrhundert hinzukam. Im Folgenden wird die Entwicklung des Gebäudereiniger-Handwerks chronologisch dargestellt.
1878Der Franzose Marius Moussy (Bild 1) gründet in Berlin sein „Französisches Reinigungsinstitut“. Das
Unternehmen beschäftigt sich ausschließlich mit der Glasreinigung. Ehemalige Mitarbeiter Moussys
machen sich bald selbstständig und gründen in anderen Städten weitere Reinigungsinstitute.
1888
ie erste Fassadenreinigung wird in Frankfurt am Main mit Hilfe einer mechanischen Fahrleiter durchD
geführt.
1901Die Unternehmer gründen eine Berufsstandsorganisation, den „Verband der Reinigungs-Instituts-Unternehmer Deutschlands“. Initiator ist der Göttinger Verleger Ernst Kelterborn, der im April 1901 die
erste Fachzeitschrift “Internationales Centralblatt für Reinigungsinstitute und verwandte Geschäftszweige“ herausgibt. In der Satzung sieht der Verband die Gründung von “Gauen und Ortsgruppen“
vor − die Vorläufer der Landesinnungsverbände und Innungen. Einzelne Unternehmer fordern die
Anerkennung der Reinigungstätigkeiten als Handwerk.
1914 – 1918Fast alle männlichen Erwerbstätigen des Reinigungsgewerbes wer­den zum Heer eingezogen oder zur Arbeit in rüstungswirtschaftlich wichtigen Unternehmen verpflich­tet. An
ihre Stelle treten die Frauen, die als Betriebsleiterinnen und
Glasreinigerinnen arbeiten. Wäh­rend des Krieges stellt der
Verband seine Tätigkeiten ein.
1920
Im Südwesten wird der „Verband der ReinigungsinstitutsUnternehmer Süddeutschlands“, im Westen der „Westdeutsche Reinigungsunternehmerverband“ gegründet. In
Hannover wird die erste Innung für das Glasreinigergewerbe
gegründet. Bis zum Beginn des „Dritten Reiches“ entstehen
weitere 38 Innungen wie Freie Innung Kiel 1926; Freie Innung
Düsseldorf 1926; Freie Innung Stuttgart 1927.
1928Clemens Kleine gibt das erste Fachbuch für das Gebäudereinigergewerbe heraus.
1929Der „Reichsverband der Glas- und Gebäudereinigerinnungen“ wird gegründet. Dem Verband gehören sechs Landesverbände an: Westdeutscher Reinigungsunternehmerverband, Verband der Reinigungsinstituts-Unternehmer Süddeutschlands, Norddeutschlands, Ostdeutschlands, Sachsens, Mitteldeutschlands. Als Vorsitzender wird der Düsseldorfer Reinigungsunternehmer Clemens Kleine gewählt.
Bild 1: Marius Moussy, † 1888
1934Am 30. Januar 1933 übernehmen die Nationalsozialisten die
Macht und ordnen das Handwerk durch die Einführung der
Pflichtinnungen neu. Alle Handwerker sind verpflichtet, einer
Innung beizutreten. Die Regierung gibt am 30. Juni 1934 ein
Verzeichnis der Gewerbe heraus, für die diese Bestimmung
gilt. Hier sind auch die Gebäudereiniger aufgeführt und damit im ganzen Reich als „Handwerker“ anerkannt. Die Innungen werden „gleichgeschaltet“, d. h. der Vorstand muss in
seiner Mehrheit aus Mitgliedern der NSDAP (Nationalsozialistische deutsche Arbeiterpartei) bestehen. Nach der reichsweiten Anerkennung als Handwerk wird der Reichsverband
der Glas- und Gebäudereinigerinnungen aufgelöst.
1939 – 1945Der Zweite Weltkrieg bringt für das Glas- und Gebäudereiniger-Handwerk erneut einen großen Rückschlag. Wieder werden die männlichen Erwerbstätigen zu einem großen Teil zu
Bild 2: Glasreinigung um 1957
den Waffen gerufen oder müssen ihren Dienst in rüstungswirtschaftlich wichtigen Unternehmen versehen. Anders als während des Ersten Weltkrieges wird die
Ersatzbeschäftigung von Frauen für Reinigungsarbeiten, die auf der öffentlichen Straße auszuführen
waren, verboten. Zudem führt der Luftkrieg zur Zerstörung zahlreicher Gebäude. Viele Betriebe können deshalb ihre Tätigkeit während des Krieges nicht aufrecht erhalten.
77
11
Geschichte
1 Geschichte des Gebäudereiniger-Handwerks
Mit der Gründung zweier deutscher Staaten nach dem Zweiten Weltkrieg verläuft die Entwicklung des Gebäude­­
reiniger-Handwerks in der Deutschen Demokratischen Republik und in der Bundesrepublik Deutschland sehr unterschiedlich. Während in der Bundesrepublik die Unternehmen vom wirtschaftlichen Aufschwung profitieren, können
sich Privatunternehmen in der Deutschen Demokratischen Republik auf Grund der jede Eigeninitiative einschränkenden Steuergesetze kaum entwickeln.
Entwicklung in der Deutschen Demokratischen Republik
1946
In der Sowjetischen Besatzungszone, so hieß die Deutsche Demokratische Republik vor ihrer Gründung, werden alle Handwerksorganisationen mit Ausnahme der Handwerkskammern verboten.
1956
Die erste Produktionsgenossenschaft des Handwerks, die Produktionsgenossenschaft Putzteufel wird in Berlin gegründet. Gleichzeitig werden weitere Dienstleistungskombinate eingerichtet, deren rentabelste Dienstleistung die Gebäudereinigung ist.
1958
Die Privatbetriebe werden aus dem Handwerk herausgenommen. Die Unternehmen unterliegen sehr engen Steuergesetzen. Damit wird eine Fortführung der Betriebe, die mehr als
drei Mitarbeiter beschäftigen, unmöglich.
1958 – 1990 Diese Strukturen werden bis zur Wiedervereinigung der
Deutschen Demokratischen Republik mit der Bundesrepublik Deutschland beibehalten.
Entwicklung in der Bundesrepublik Deutschland
1946
er westliche Teil Deutschlands ist in drei Zonen, in die briD
tische, in die französische und in die amerikanische Besatzungszone aufgeteilt. In der britischen Zone beginnt der Wiederaufbau der Berufsorganisationen der Handwerke, u. a.
auch die des Gebäudereiniger-Handwerks.
1950
Der „Zentralinnungsverband des Glas- und GebäudereinigerHandwerks“ wird gegründet.
1953
Das Gebäudereiniger-Handwerk wird in der neuen Handwerksordnung vom 17.09.1953 als 99. Handwerk in Anlage A aufgenommen. Der Zentralinnungsverband wird in „Bundesinnungsverband des Gebäudereiniger-Handwerks“ umbenannt.
1973
Eine neue Berufsausbildungsverordnung für das Gebäudereiniger-Handwerk wird erlassen. Die Lehrzeit beträgt 2,5 Jahre.
1985
Der „Verein für Reinigungstechnik e.V. Düsseldorf“ wird gegründet. Dieser Verein unterstützt bundesweit die Ausbildung
und die Weiterbildung im Gebäudereiniger-Handwerk.
1988
Die neue Gebäudereinigermeisterverordnung (Verordnung
über das Berufsbild und über die Prüfungsanforderungen im
praktischen und theoretischen Teil der Meisterprüfung für
das Gebäudereiniger-Handwerk) wird erlassen.
Bild 1: Maschinen aus der DDR
Bild 2: Supermarktreinigung
Entwicklung nach der Wiedervereinigung
1990
Am 03. Oktober 1990 findet die Wiedervereinigung der Deutschen Demokratischen Republik mit der Bundesrepublik
Deutschland statt. In den neuen Bundesländern werden die
ersten Innungen gegründet.
1999
Die neue Verordnung über die Berufsausbildung zum Gebäudereiniger / zur Gebäudereinigerin vom 01. September 1999
ersetzt die alte Verordnung von 1973. Die Lehrzeit beträgt nun
drei Jahre.
2004
In der neuen Handwerksverordnung vom Januar 2004 wird
das Gebäudereiniger-Handwerk in die neue Anlage B1 der zulassungsfreien Handwerke als 33. Handwerk eingeführt.
Bild 3: Verkehrsmittelreinigung
In den letzten 120 Jahren hat sich ein leistungsstarkes Handwerk mit ca. 700 000 Beschäftigten in über 6 000 Betrieben
entwickelt. Zur Zeit werden ca. 3 000 Lehrlinge in den Gebäudereiniger-Betrieben und Berufskollegs ausgebildet.
88
2 Chemie der Inhaltsstoffe
22
D
ie Behandlungsmittel, die für Arbeiten im Gebäudereiniger-Handwerk verwendet werden, sind aus einer Vielzahl von Rohstoffen, den sogenannten Inhaltsstoffen zusammengesetzt. Jeder Rohstoff erfüllt unterschiedliche Anforderungen bei der Reinigung und besitzt spezielle Eigenschaften. Je nach Rezeptur, d. h. Zusammenstellung der einzelnen Rohstoffe können verschiedene Behandlungsmittel hergestellt werden. Sie unterscheiden sich
in der Anzahl, der Menge und der Art der einzelnen Inhaltsstoffe.
Einteilung der Inhaltsstoffe
Ganz allgemein können die Inhaltsstoffe in verschiedene Gruppen eingeteilt werden. Reinigende Stoffe wie z. B. die
Tenside oder die Säuren beseitigen verschiedenste Schmutzarten durch unterschiedliche chemische Prozesse. Pflegende Substanzen hinterlassen eine Schicht auf der Oberfläche. Biozide Inhaltsstoffe wirken gegen Mikroorganismen
oder gegen Schädlinge. Sonstige Inhaltsstoffe haben meist nur eine ergänzende Funktion innerhalb des Mittels. Manche der Stoffe können miteinander reagieren und dabei gesundheits-, umwelt- oder oberflächenschädigende Verbindungen bilden. Die wichtigsten Eigenschaften der einzelnen Inhaltsstoffe zu kennen, ist daher von großer Bedeutung.
Folgende Tabelle gibt eine Übersicht über die im nachstehenden Kapitel näher beschriebenen Inhaltsstoffe.
Inhaltsstoffe
Reinigende Inhaltsstoffe
Sonstige Inhaltsstoffe
Pflegende Inhaltsstoffe
Biozide Inhaltsstoffe
 Wasser
 Tenside
 Kalkinaktivierungsmittel
 Säuren
 Alkalien (Basen)
 Organische Lösemittel
 Enzyme
 Oxidationsmittel
 Reduktionsmittel
 Abrasivstoffe
 Duftstoffe
 Farbstoffe
 Hilfsstoffe
 Öle
 Fette
 Wachse
 Polymere
 Rodentizide
 Insektizide
 Akarizide
 Desinfektionswirkstoffe
Tabelle 1: Einteilung der Inhaltsstoffe in Behandlungsmitteln
In Deutschland werden laut Umweltbundesamt jährlich mehrere Tausend neue Wasch- und Reinigungsmittel bzw.
neue Rezepturen von schon vorhandenen Produkten auf den Markt gebracht. Der Verbrauch an diesen Produkten in
Deutschland liegt bei über einer Million Tonnen pro Jahr.
Gesetzliche Regelungen
Tulip-K ist ein Fett- und Schmutzlöser und reinigt gründlich und
schonend Fußböden Glas, Kunststoff und lackierte Oberflächen,
Tulip-K erhält den Glanz, trocknet
klar auf und ist hautschonend.
Anwendung und Dosierung:
Bei normaler Verschmutzung
reicht 1 Portion = 20 ml auf 8 l
Wasser.
Inhaltsstoffe gemäß EG-Empfehlung: 15-30% anlonische Tenside,
15-30% nichtionische Tenside,
Enthält Konservierungsmittel.
Weitere Inhaltsstoffe: Alkohol,
Parfümöl, Farbstoff,
pH-neutral
pH-Wert
0
Art-Nr 2575
DER G
2 Liter
RÜ
NE PU
T
Reinigungsmittel müssen laut einer EU-Empfehlung dauerhaft, deutlich lesbar und in deutscher Sprache mit
 der Inhaltsstoffgruppe,
 den Handelsnamen des Erzeugnisses,
 dem Firmennamen der gewerblichen Hauptniederlassung des Herstellers,
Einführers oder Vertreibers
 und einer gewässerschonenden Dosierungsempfehlung
Universalreiniger-Konzentrat
für alle wasserfesten Oberflächen
NK
Kennzeichnung der Produkte
Tulip-K
2
4
6
8
10 12
14
0 3 3
Wasch- und Reinigungsmittel werden in großen Mengen verwendet und können in den Wasserkreislauf gelangen. Daher gelten für sie hinsichtlich der biologischen Abbaubarkeit besonders hohe Anforderungen.
Die EU-Detergenzienverordnung für Wasch- und Reinigungsmittel von 2005
regelt, dass umweltbelastende Tenside vollständig abbaubar sein müssen.
Zudem haben die Hersteller bestimmte Inhaltsstoffe der Wasch- und Reinigungsmittel auf der Verpackung zu kennzeichnen.
Die Rezepturen müssen nicht mehr beim Umweltbundesamt registriert und dies
als UBA-Nummer auf der Verpackung gekennzeichnet sein. Stattdessen müssen
die Hersteller die Verbraucher im Internet über die Inhaltsstoffe informieren.
Das Wasch- und Reinigungsmittelgesetz (WRMG) wird derzeit überarbeitet,
um die nationale Gesetzgebung der EU-Verordnung anzupassen. Die TensidVerordnung, die derzeit noch den biologischen Abbau der Tenside regelt, wird
mit der Novellierung des WRMG hinfällig.
Das Wasserhaushaltsgesetz (WHG) gilt für die Bewirtschaftung oberirdischer
und Küstengewässer sowie für das Grundwasser. Es muss jede vermeidbare
Beeinträchtigung ihrer ökologischen Funktion unterbleiben. Hieraus ergibt
sich, dass Wasch- und Reinigungsmittel sparsam dosiert werden müssen.
LABORGEPRÜFT
FALA GÜTEGARANTIE
FALA-Werk Chemische Fabrik GmbH, Stahlstraße 5, 30916 Isernhagen
Bild 1: Produktetikett
gekennzeichnet werden (Bild 1).
99
22
Chemie der Inhaltsstoffe
2.1 Wasser
2.1.1 Eigenschaften von Wasser
Obwohl beinahe drei Viertel der Erdoberfläche mit Wasser bedeckt sind, lassen sich nur 0,27 % davon für unsere Wasserversorgung nutzen (Bild 1). Wasser ist unser höchstes Gut und für die Reinigung unabdingbar. Es
muss als Rohstoff geschützt werden.
Wasserdampf in
Wolken gesammelt
Aufgaben von Wasser im Reinigungsprozess
Niederschlag
wünschte Anwendungskonzentration.
 Es befördert als Trägermittel die Reinigungschemi­kalien
zum Schmutz.
 Wasser umspült den Schmutz, lässt ihn quellen bzw.
löst ihn an (anorganisches Lösemittel). In warmem
Wasser können Schmutzpartikel besser gelöst werden
als in kaltem Wasser.
 Warmes Wasser transportiert Wärmeenergie zu dem reinigenden Gegenstand.
 Bei bestimmten Reinigungsverfahren wie z. B. bei der
Hochdruckreinigung unterstützt Wasser den Schmutzablöseprozess durch mechanische Energie.
Verdunstung
 Wasser verdünnt die Reinigungschemikalien auf die ge-
Flüsse
und
Seen
Meer
Oberflächenwasser
Grund- und
Quellwasser
Bild 1: Wasserkreislauf
Aufbau des Wassermoleküls
Die chemische Formel für Wasser lautet H2O. Das Molekül
besteht aus einem Atom Sauerstoff (O) und zwei Atomen
Wasserstoff (H). Diese drei Atome sind über gemeinsame
Elektronenpaare miteinander verbunden.
Da das Sauerstoffatom die negativ geladenen Elektronen
stärker zu sich heranzieht als die beiden Wasserstoffatome, entsteht eine ungleiche Ladungsverteilung im Molekül.
Das Sauerstoffatom hat einen Überschuss an negativer
Ladung, die beiden Wasserstoffatome sind leicht positiv
geladen. Das Wassermolekül ist polar. Es wird als Dipolmolekül bezeichnet.
–
–
stoff O
+
+
stoff H
stoff H
Bild 2 zeigt eine modellhafte Darstellung des Wassermoleküls mit seinen Ladungen.
+
Bild 2: Modell des Wassermoleküls
Aggregatzustände
schm
elz
e
n
en
ar
re
n
verda
mp
f
en
re
flü
bl
im
su
nd
ie
re
n
ko
10
10
bli
m
ie
r
fest
t
Die Übergänge der Aggregatzustände werden wie folgt
bezeichnet:
 von fest nach flüssig:
→ schmelzen
 von flüssig nach gasförmig:
→ verdampfen
 von fest nach gasförmig:
→ sublimieren
 von gasförmig nach flüssig:
→ kondensieren
 von flüssig nach fest:
→ erstarren
 von gasförmig nach fest:
→ resublimieren
su
ers
Stoffe können in Abhängigkeit von der Temperatur und
dem Druck als Feststoffe, Flüssigkeiten oder als Gase auftreten. Diese Zustände werden als Aggregatzustände bezeichnet. Feststoffe weisen große Zusammenhangskräfte (Kohäsion) zwischen den einzelnen Teilchen (Atome
oder Moleküle) auf. In Flüssigkeiten liegen die Teilchen
nicht mehr so eng zusammen wie beim Feststoff. Bei Gasen geht der Zusammenhang zwischen den Teilchen fast
verloren (Bild 3).
Am Beispiel Wasser lassen sich die Aggregatzustände besonders gut beobachten. Bei Raumtemperatur ist Wasser
flüssig. Unterhalb von 0 °C gefriert es zu dem Feststoff
Eis. Oberhalb von 100 °C siedet es und wird zu Dampf.
en
sie
re n
gasförmig
Bild 3: Aggregatzustände
Chemie der Inhaltsstoffe
2.1 Wasser
2.1.1 Eigenschaften von Wasser
22
Wasserhärte
Im Wasser können die verschiedensten Mineralsalze gelöst sein. Sie liegen dann als positiv oder negativ geladene Ionen vor. Durch die Menge der gelösten Calciumund Magnesiumionen (Ca2+, Mg2+) wird die Härte des
Wassers bestimmt.
Der Anteil der Mineralsalze im Wasser ist in den einzelnen Gebieten Deutschlands sehr unterschiedlich. Er
hängt von der Bodenbeschaffenheit der verschiedenen
Gegenden ab. In Gips- und Kalklandschaften kann das
Wasser einen erheblichen Härtewert erreichen. Calcium
und Magnesium sind für die menschliche Gesundheit
(z. B. den Knochenbau) sehr wichtig.
Die Wasserhärte ist messbar. Geläufig ist noch die alte Einheit °dH (Grad deutscher Härte). Die internationale Einheit
lautet: Millimol Calciumoxid pro Liter Wasser (mmol CaO/
ä H2O). Folgender Zusammenhang besteht:
Härte
Bezeichnung
mmol/ä
° dH
1
weich
bis 1,5
bis 8,4
2
mittel
1,5 bis 2,5
8,4 bis 14
3
hart
mehr als 2,5
mehr als 14
Tabelle 1: Wasserhärtebereiche
1° dH = 10 mg Calciumoxid/ä = 0,179 mmol/ä
Nach § 9 des Wasch- und Reinigungsmittelgesetzes wird
das Wasser in 3 Härtebereiche eingeteilt (Tabelle 1). Der
Gebäude­reiniger kann die Wasserhärte beim Wasserversorger (Stadtwerke) vor Ort erfragen. Für die Praxis haben sich jedoch auch chemische Schnelltests und IndikaBild 1: Ablagerungen in Wasserrohren
torpapiere bewährt. Wenn hartes Wasser verdampft, bleiben Kalkablagerungen (Kesselstein) zurück. Durch diese
festen Calcium- und Magnesiumsalze können Leitungen, Pumpen und Düsen von Dampfreinigungsgeräten und anderen beheizbaren Geräten verstopfen (Bild 1).
Die Ca2+- und Mg2+-Ionen reagieren mit den negativ geladenen Seifen zu einem wasserunlöslichen Molekül, das als
Kalk­seife (vgl. Kap. 2.3) bezeichnet wird. Diese Kalkseife hinterlässt auf dem zu reinigenden Werkstoff einen sichtbaren Kalkseifenschleier („Putzstreifen“). In Waschräumen, Schwimmbädern usw. kommt es durch Benutzung von
Seife zur Kalkseifenbildung.
Daher ist es wichtig, sich vor dem Gebrauch von Wasser über dessen Härte zu informieren.
Oberflächenspannung
Wasser trägt eine Rasierklinge, die vorsichtig auf die Oberfläche gelegt wird. Ein Wasserläufer kann sich auf der Wasseroberfläche fortbewegen, ohne zu versinken. Ursache ist die Oberflächenspannung von Wasser, die an der Grenzfläche zur Luft entsteht.
Die starke Oberflächenspannung tritt auf, weil Wasser ein Dipolmolekül ist. Zwischen den negativ geladenen Sauerstoffatomen im Molekül und den positiv geladenen Wasserstoffatomen der Nachbarmoleküle wirken Anziehungskräfte. Diese Kräfte zwischen gleichen Molekülen werden als Kohäsion bezeichnet (Bild 2).
Die Moleküle, die sich an der Grenzfläche befinden, unterliegen nicht von allen Seiten der Kohäsion. Es bildet sich an
der Wasseroberfläche eine Spannung, die Grenz- oder Oberflächenspannung. Sie besitzt für die Reinigung erhebliche Nachteile. Beispielsweise verhindert sie die gleichmäßige Benetzung einer Oberfläche, da sich das Wasser immer
wieder zusammenzieht und Tropfen bildet. Gelangt Wasser auf eine poröse Oberfläche, verhindert die Grenzflächenspannung, dass es auch in die Poren gelangt. Ein guter Reinigungseffekt ergibt sich nur bei entspanntem Wasser.
–
–
+
+
+
Dipolmolekül
Wasser H2O
+
+
+
Wassermoleküle
schematisch dargestellt
–
+
–
–
+
+
+
–
+
Kohäsion
–
+
+
+
Wassertropfen auf glatter Fläche
Wassertropfen auf poröser Fläche
Bild 2: Kohäsion und Oberflächenspannung von Wasser
11
11
22
Chemie der Inhaltsstoffe
2.1 Wasser
2.1.2 Aufbereitung von Wasser
Abwasser
Abwasser ist durch den Gebrauch verändertes Wasser. Der Gebäudereiniger transportiert mit dem Wasser den entfernten Schmutz und die verbrauchte Reinigungschemie ab. Dieses verschmutzte Wasser darf dem Wasserkreislauf
nicht ohne weiteres zugeführt werden.
Es wird in kommunales und industrielles Abwasser unterschieden. Kommunales Abwasser stammt aus den Haushalten und ist verunreinigtes Trinkwasser. Es enthält in der Regel Substanzen, die leicht biologisch abbaubar sind.
In einer Mischwasserkanalisation wird es zusammen mit dem gesammelten Regenwasser in die kommunale Kläranlage geleitet und dort aufbereitet.
Industrielles Abwasser stammt aus Gewerbe- und Industriebetrieben oder aus der Landwirtschaft. Es enthält meist
schwer biologisch abbaubare Substanzen. Je nachdem, wie stark das Abwasser belastet ist, muss es einer Vorbehandlung zugeführt werden, bevor es in die Kläranlage gelangt.
Aufbau und Funktion der Kläranlage
Moderne Kläranlagen (Bild 1) arbeiten in vier Stufen:
Mechanische Stufe
Das Abwasser wird zunächst durch einen Rechen geleitet,
um grobe Partikel heraus zu sieben. Anschließend werden im Sandfang kleinere Partikel entfernt und schließlich im Vorklärbecken durch Absetzung weitere unlösliche
organische Stoffe abgetrennt (Bild 2a). Der entstandene
Rohschlamm wird beseitigt und weiter behandelt. Die erste Stufe entfernt ca. 30% der Schmutzsubstanzen.
Biologische Stufe
Hier werden Mikroorganismen in einem aeroben Abbauprozess dazu eingesetzt, die organischen Schmutzstoffe als
Nahrung zu verstoffwechseln. Dies geschieht im Belebungsbecken (Bild 2b). Die Mikroorganismen bilden den sogenannten Klär- oder Belebtschlamm. Der sich durch Vermehrung bildende Überschussschlamm wird weiter behandelt,
der Rest nach der Absetzung im Nachklärbecken rückgeführt.
Bild 1: Kläranlage Metzingen, Luftbild
Chemische Stufe
In der dritten, chemischen Stufe werden vor allem Stickstoffverbindungen wie Ammonium, Nitrate, Nitrite und
Phosphate entfernt, damit später keine Überdüngung
der Gewässer stattfinden kann. Meist werden Phosphate
durch Fällung bzw. Flockung mit Eisensalzen beseitigt.
Stickstoffverbindungen können mit Hilfe bestimmter
Bakterienarten in speziellen Prozessen abgebaut werden.
a)
b)
c)
d)
Filtration
Der Einbau von Filtern zur Entfernung der gebundenen
Phosphate wird oft auch als vierte Stufe (Filtration) bezeichnet. Die entsprechenden Filtermaterialien sind
Quarzsand oder Blähschiefer. Das nun zu 96 - 97 % gereinigte Wasser kann in den Vorfluter, d. h. in ein Gewässer
abgegeben werden.
Bild 2: a) Vorklärbecken, b) Belebungsbecken,
c) Schlammpresse, d) Hauptgebäude mit Faultürmen
Die Schlämme, die bei der Abwasserreinigung entstehen, werden eingedickt, um eine Reduzierung des Volumens zu
erreichen. Meist geschieht dies in speziellen hydraulischen Pressen (Bild 2c). In den Faulbehältern wird der eingedickte
Schlamm unter anaeroben Bedingungen bei ca. 37 °C vergoren (Bild 2d). Dabei entsteht Methangas, das in einem Gasbehälter gesammelt und weiter verwertet wird. Klärschlamm kann je nach Schadstoffgehalt später auch als Düngemittel
verwendet werden. Bei zu hohem Gehalt an umweltschädlichen Stoffen muss er deponiert oder verbrannt werden.
Gesetze und Verordnungen zum Gewässerschutz
In Deutschland gelten vor allem folgende Regelungen zum Schutz von Oberflächen- und Grundwasser:
Wasserhaushaltsgesetz, Trinkwasserverordnung, Direkteinleiterverordnung, Indirekteinleiterverordnung, Wasch- und
Reinigungsmittelgesetz, Tensidverordnung, Phosphathöchstmengenverordnung, Klärschlammverordnung, kommunale Vorschriften usw.
12
12
Chemie der Inhaltsstoffe
2.2 Tenside
2.2.1 Aufbau von Tensiden
Bild 1: Seifenherstellung im Mittelalter
+
Fettsäure 2
Fettsäure 3
Fett
Bild 2: Seifenherstellung heute
Alkali
Fettsäure 1
Glycerin
Bereits vor über 3000 Jahren waren die
Ägypter in der Lage, aus Holzasche und
Fetten Seifen herzustellen. Diese wurden für medizinische und hygienische
Zwecke eingesetzt.
Im Mittelalter war die Seifensiederei
ein verbreitetes Handwerk, das sich
im 19. Jahrhundert industriell weiter
entwickelte (Bild 1, 2).
Ausgangsstoffe für die Seifenherstellung sind vor allem pflanzliche und tierische Fette sowie Öle, die unter Zugabe von Natron- oder Kalilauge im Kessel gekocht werden. Durch das Erhitzen werden die Fette in ihre Bestandteile Fettsäuren und Glyzerin gespalten.
Die Fettsäuren bilden mit den Laugen
sofort in einer Neutralisationsreaktion
die entsprechenden Natrium- oder Kaliumsalze (Seifen, Bild 3). Mit Natronlauge entsteht die feste Kernseife, mit
Kalilauge dagegen die Schmierseife (Bild 4). Ein Mangel an Fetten während des Ersten Weltkrieges veranlasste die Seifenhersteller, nach Ersatzstoffen zu suchen. Die ersten synthetischen
Waschrohstoffe (Tenside), die ein gutes
Wasch- und Reinigungsverhalten zeigten, wurden 1928 entdeckt. Sie konnten
sich durchsetzen, da ihre Eigenschaften
denen der Seifen teilweise überlegen
waren.
22
Alkali
Alkali
+
Alkalie
=
Seife
Bild 3: Bildung von Seife (Verseifungsreaktion)
Begriffe
Da Tenside mit verschiedenen Begriffen bezeichnet werden, sind diese nachfolgend genauer erläutert.
Tenside
Tenside sind grenzflächenaktive Stoffe, die die Oberflächenspannung des
Wassers herabsetzen. Der Begriff leitet sich vom Wort „Tension“ für Spannung ab.
Andere Bezeichnungen für Tenside sind „Detergentien” oder „waschaktive
Substanzen (WAS)” oder „oberflächenaktive Verbindungen”.
Seifen
Seifen sind Salze höherer Fettsäuren. Sie sind ebenfalls grenzflächenaktive
Stoffe und somit eine Untergruppe der Tenside.
Syndets
Syndets sind synthetisch hergestellte grenzflächenaktive Stoffe und bilden
ebenfalls eine Untergruppe der Tenside.
Aufbau von Tensiden
Tenside sind sehr große Moleküle (Makromoleküle). Sie setzen sich aus einem wasserfreundlichen (hydrophilen) und einem fettfreundlichen (lipophilen) Teil zusammen (Bild 5). Während der fettfreundliche Teil aus einer langen Kohlenwasserstoffkette besteht, ist der andere Teil wasserfreundlich.
Der wasserfreundliche Teil ist gleichzeitig fettabstoßend (lipophob), der fettfreundliche Teil ist wasserabstoßend (hydrophob). Diese Struktur ermöglicht, dass sich das Tensid sowohl in wässrigen als auch in öligen Substanzen verteilt. Das ist die Voraussetzung dafür, dass ein Stoff reinigungstechnisch wirksam ist.
Bild 4: Tensidhaltige Produkte
Hydrophobe
Baugruppe
Hydrophile
Baugruppe
H
C COO –
H
Bild 5: Struktur der Tenside
13
13
22
Chemie der Inhaltsstoffe
2.2 Tenside
2.2.2 Wirkungsweise von Tensiden
Tenside sind auf vielfältige Art und Weise wirksam gegen Schmutz. Nachfolgend sind die wichtigsten reinigungstechnischen Eigenschaften beschrieben.
Zerstörung der Oberflächenspannung
Die Grenzflächenspannung des Wassers verhindert die
vollständige Benetzung von zu reinigenden Oberflächen.
Die Tenside schieben sich zwischen die Wassermoleküle. Dadurch werden die Wasserstoffbrückenbindungen,
die für die Grenzflächenspannung verantwortlich sind,
zerstört. Der Wassertropfen zerläuft. Das "entspannte"
Wasser kann in Poren und Ritzen eindringen und reinigungstechnisch wirksam sein (Bild 1).
Bild 1: Wassertropfen ohne und mit Tensiden
Grenzflächenaktivität
Feinste Partikel schwimmen auf dem Wasser. Sie werden
von der Grenzflächenspannung getragen. Bei Zugabe von
Tensiden lagern sich diese zuerst an der Grenzfläche Wasser-Luft an. Daher werden die Partikel verdrängt (Bild 2).
Ist die Grenzfläche Wasser-Luft mit Tensiden vollständig
besetzt, suchen sich diese weitere Grenzflächen, an die
sie sich anlagern können. Sie besetzen unter anderem
die Grenzflächen Gefäß-Wasser und Partikel-Wasser.
Dabei sinken die Partikel zu Boden.
Das Bestreben der Tenside, sich an Grenzflächen anzulagern, heißt Grenzflächenaktivität (Bild 2).
Bild 2: Verdrängung der Partikel an der Oberfläche
Fett
Dispergiervermögen
Sind alle möglichen Grenzflächen belegt, versuchen die Ten­
side, die Partikel aufzuspalten, um deren Oberfläche zu vergrößern und sich dadurch neue Grenzflächen zu schaffen.
Die so eingehüllten Partikel werden vom Wasser als
hydrophile Moleküle erkannt und können abgelöst, in
der Schwebe gehalten und transportiert werden. Es entsteht eine Dispersion.
Wasser
Emulsion
Bild 3: Emulgiervermögen von Tensiden
Emulgiervermögen
Handelt es sich bei dem dispergierten Schmutz um Fett
oder Öl, entsteht eine Emulsion. Bild 3 zeigt im rechten
Reagenzglas, dass Fettschmutz (Öl) und Wasser sich
nicht mischen. Durch Zugabe von Tensiden wird das Öl
in kleine Tröpfchen verteilt (emulgiert). Es entsteht ein
trübes, milchiges Gemisch im linken Reagenzglas.
Mizellenbildung
Kommt kein neuer Schmutz hinzu und sind alle Grenzflächen belegt, bleibt den Tensiden noch die Möglichkeit
der Mizellenbildung. Mizellen sind kugelförmige Gebilde, die dadurch entstehen, dass sich die hydrophoben
Teile der Tenside aneinander lagern. Nach außen wirken
die Mizellen wasserfreundlich. Sie dienen als "Vorratslager" (Bild 4).
Kommt neuer Schmutz hinzu, sind weitere Grenzflächen
vorhanden, an die sich die Tenside anlagern können. Ist
dies nicht der Fall, haben sie keine reinigende Wirkung
und belasten die Umwelt.
Eine Überdosierung wirkt sich daher nur negativ auf das
Reinigungsergebnis aus. Auf der Oberfläche bleiben die
überflüssigen Tenside als Schlieren („Putzstreifen”) zurück.
14
14
Senkung der Oberflächenspannung
Öl
Mizellenbildung
Bild 4: Mizellenbildung
Chemie der Inhaltsstoffe
2.2 Tenside
2.2.3 Tensidarten
Ablösen von Schmutz
Tenside
a
Haftender Schmutz auf Materialien wird mit Hilfe von Tensiden abgelöst (Bild 1a, b). Tenside lagern sich auf Grund
ihrer Grenzflächenaktivität auf der Oberfläche des Schmutzes (Bild 1c) an. Sie schieben sich zwischen ihn und den
zu reinigenden Werkstoff (Bild 1c). Dabei hüllen sie den
Schmutz ein, lösen ihn ab und dispergieren ihn (Bild 1d).
22
Schmutz
b
Tenside lagern sich am Schmutz an
Schaumbildung
c
Tenside können nicht nur feste Partikel (Pigmentschmutz)
dispergieren und Fette emulgieren, sondern auch Gase in
Flüssigkeiten verteilen. Es entsteht Schaum. Dieser bzw.
eine einzelne Seifenblase bildet sich, indem sich die Tenside an die Grenzflächen Gas-Flüssigkeit anlagern und sie
stabilisieren. Diese Wirkung der Tenside ist z. B. bei Teppichshampoos nützlich. Es werden viele Tenside in den
Teppich einmassiert. DieTenside emulgieren den Schmutz
an den Fasern und lösen ihn ab. Die dispergierten Substanzen werden mit der Schmutzflotte abtransportiert.
Tenside hüllen den Schmutz ein
d
Tenside transportieren den Schmutz ab
Bild 1: Ablösen von Schmutz
Ionogenität von Tensiden
Aufgrund ihrer chemischen Struktur liegen Tenside im Wasser als elektrisch geladene Teilchen (Ionen) vor. Sie werden an Hand ihrer Ladung unterschieden. Die sogenannte Ionogenität beeinflusst ihre reinigungstechnischen Eigenschaften.
Anionische Tenside
Nichtionische Tenside
Kationische Tenside
Amphotere Tenside
+
–
Anionische Tenside tragen eine
negative Ladung.
Seifen bilden eine Untergruppe
der anionischen Tenside. Deren
gute Reinigungswirkung ist auf
den negativen Pol zurückzuführen.
Leistungsfähige moderne Tenside
mit sehr gutem Emulgiervermögen werden heute nach dem Vorbild der Seifen synthetisiert.
Anionische Tenside sind in allen
Reinigungsmitteln als reinigender
Wirkstoff und z. T. in Pflegemitteln
als Emulgatoren für die Pflegestoffe enthalten.
Nichtionische Tenside tragen keine
Ladung.
Sie setzen in erster Linie die Oberflächenspannung des Wassers herab. In Kombination mit anionischen Tensiden entsteht eine Wirkungsverstärkung (Synergieeffekt),
d. h. die Wirkung des nichtionischen Tensides auf die Oberflächenspannung verstärkt das Emulgiervermögen der anionischen
Tenside. Die Reinigungsleistung
wird positiv beeinflusst.
Nichtionische Tenside sind in Behandlungsmitteln enthalten, um
deren Benet­zungs­­­vermögen zu
verbessern.
–
Kationische Tenside tragen eine
positive Ladung.
Sie lagern sich an Grenzflächen
an. Dies beeinträchtigt z. B. bei
Bakterien und Pilzen deren Stoffwechsel. Sie sterben ab. Deshalb
werden kationische Tenside in
desinfizierenden Behandlungsmitteln eingesetzt.
Die Waschmittelindustrie nutzt
diesen Anlagerungseffekt für
Weichspüler.
Die Kosmetikindustrie setzt kationischeTenside für Haarspülungen,
-kuren usw. ein.
+
Amphotere Tenside tragen eine
positive und eine negative Ladung.
Je nach umgebendem Medium
(pH-Wert) überwiegt die Wirkung
der einen oder der anderen Ladung.
Amphotere Tenside sind sehr leistungsstarke Tenside und deshalb
als Rohstoff sehr teuer.
Sie werden als Inhaltsstoff für Desinfektionsreiniger, Geschirrspülmittel und Spezialreiniger eingesetzt.
Amphotere Tenside sind mit allen
anderen Tensiden verträglich.
Tabelle 1: Reinigungstechnische Eigenschaften der verschiedenen Tensidarten
Seifenfehler
Die Ionogenität der Tenside kann bei falscher Anwendung von Behandlungsmitteln Probleme verursachen.
Werden anionische Tenside und kationische Tenside miteinander vermischt, ziehen sich die unterschiedlichen Ladungen an. Es entsteht ein riesiges wasserunlösliches
Molekül (Bild 2). Die Reinigungslösung wird milchig und
hinterlässt beim Wischen an der Oberfläche Schlieren.
Die Reinigungs- bzw. Desinfektionswirkung der Tenside
wird aufgehoben. Daher gilt der Grundsatz, niemals Behandlungsmittel selbst zu mischen.
+
–
+
anionisches Tensid
kationisches Tensid
–
+
Riesenmolekül
Bild 2: Entstehung des Seifenfehlers
15
15
22
Chemie der Inhaltsstoffe
2.2 Tenside
2.2.4 Biologischer Abbau von Tensiden
Fischtoxizität
Die ersten in den 50er und 60er Jahren des 20. Jahrhunderts synthetisch
hergestellten Tenside verursachten Schaumberge auf Flüssen und Seen. Die
Gründe dafür lagen in der schlechten biologischen Abbaubarkeit dieser Syndets und in deren verschwenderischem, unkontrolliertem Einsatz in Waschund Reinigungsmitteln.
Schaumberge sind nicht nur ein optisches Problem. Tenside sind tödlich für
Fische und andere Wasserlebewesen. Fische filtern den im Wasser gelösten
Sauerstoff mit Hilfe ihrer Atmungsorgane (Kiemen) heraus. Auf Grund ihrer
Grenzflächenaktivität lagern sich die Tenside auf der Oberfläche des Fisches
und dessen Kiemen an (Bild 1). Dadurch wird die Funktion der Atmungsorgane stark eingeschränkt. Der Fisch erstickt. Tenside gelten daher als fischgiftig (fischtoxisch).
Bild 1: Fischtoxizität
Biologischer Abbau von Tensiden
Die ökologischen Schäden durch den Einsatz von Tensiden erforderten eine
gesetzliche Regelung zum Umgang mit waschaktiven Substanzen. Das bundesdeutsche Wasch- und Reinigungsmittelgesetz (WRMG) lehnt sich an die
im Oktober 2005 in Kraft getretene EU-Detergenzienverordnung an. Demnach dürfen im Gegensatz zum bisherigen Recht nur noch Wasch- und Reinigungsmittel in Verkehr gebracht werden, deren waschaktive Substanzen
(Tenside) vollständig biologisch abbaubar sind.
Um die Eigenschaften der Tenside zu zerstören, ist eine Trennung von hydrophilem und hydrophobem Teil erforderlich. Dadurch geht die Grenzflächenaktivität und damit auch die Fischtoxizität verloren.
Bild 2: Schaum auf Flüssen in den 50er Jahren
In der Natur werden organische Stoffe von Mikroorganismen abgebaut, die
diese als Nahrung und Energiequelle verwerten. In einem begrenzten Maße
kann die Natur auch vom Menschen produzierte Abfallstoffe im Wasser abbauen. Bei großen Mengen an Schmutz und Tensiden ist die Natur jedoch
überfordert. Der Mensch setzt daher zur Reinigung von Abwässern die Kläranlagen ein.
Den vom Menschen gesteuerten Abbauprozess übernehmen ebenfalls die
Mikroorganismen in Form des Klärschlammes. Sie brauchen für diesen Stoffwechselprozess Sauerstoff. In natürlichen Gewässern ist dieser nur begrenzt
vorhanden. Durch kontrollierte Sauerstoffzufuhr kann dieser Vorgang in der
biologischen Stufe der Kläranlage beschleunigt werden (Bild 4).
Die Aufspaltung in einen hydrophilen und einen hydrophoben Teil, bei der
die Fischtoxizität verloren geht, wird Primärabbau genannt (Bild 3).
Die beim Primärabbau entstandenen Zwischenprodukte (Metabolite) werden
durch Mikroorganismen und mit Hilfe von Sauerstoff in mehreren Schritten
weiter abgebaut. Dieser Prozess wird als Sekundärabbau, Totalabbau oder
Mineralisierung bezeichnet. Dabei werden die Metabolite vollständig in Kohlendioxid, Wasser und Mineralsalze zerlegt (Bild 5).
Bei manchen Tensiden können die während des biologischen Abbaus entstehenden Metabolite gefährlich für Mensch und Umwelt sein. Aus diesem
Grund verzichtet die Industrie im speziellen Fall der APEO-Tenside (NichtionTensid) freiwillig auf deren Einsatz, obwohl es sich dabei um sehr wirkungsvolle Tenside handelt.
Der biologische Abbau der Tenside muss nach vorgeschriebenen Verfahren
im Labor überprüft werden. In einer Modellkläranlage wird der Abbau des
Tensids unter konstanten Bedingungen simuliert (OECD-Test).
Detergenzien gelten als biologisch abbaubar (Mineralisierung), wenn die
mit bestimmten Prüfverfahren gemessene Rate der biologischen Abbaubarkeit innerhalb von 28 Tagen mindestens 60% beträgt. Dies gilt für alle Tensidarten.
Weitere gesetzliche Regelungen zum Gewässerschutz sind z. B. das Wasserhaushaltsgesetz (WHG), die Trinkwasserverordnung, die Direkt- und Indirekt­
einleiterverordnung, die Phosphathöchstmengenverordnung sowie kommunale Vorschriften.
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Trennung in hydrophilen
und hydrophoben Teil
Bild 3: Primärabbau
Bild 4: Biologische Stufe - Kläranlage
Metabolite
Mineralien, CO2, H2O
Bild 5: Sekundärabbau (Totalabbau,
Mineralisierung)
Chemie der Inhaltsstoffe
2.3 Kalkinaktivierungsmittel
2.3 Kalkinaktivierungsmittel
Im Leitungswasser liegen positiv geladene Calcium- und
Magnesiumionen vor. Sie bilden die Wasserhärte (vgl.
Kapitel 2.1, Wasser).
Diese Ionen können mit negativ geladenen Tensiden zu
Kalkseife reagieren (Bild 1). Kalkseife stört den Reinigungsprozess. Sie blockiert einerseits die reinigungsaktiven Tenside und hinterlässt andererseits als wasserunlösliches Molekül einen Schmierfilm. Die Kalkseifenreaktion
muss verhindert werden, um ein optimales Reinigungsergebnis („streifenfreie Oberfläche“) zu erzielen.
Die chemische Industrie setzt deshalb ihren Reinigungsprodukten so genannte Kalkinaktivierungsmittel (Enthärter) zu. Der Gehalt an Enthärter in einem Reinigungsmittel ist so bemessen, dass auch in Gebieten mit sehr hartem Wasser gute Reinigungsleistungen erreicht werden.
–
+
–
+ +
–
22
+ +
Kalkseife
Bild 1: Kalkseifenreaktion
Wirkungsweise
Um den gelösten Kalk zu inaktivieren,
gibt es mehrere Möglichkeiten. Hauptsächlich wird zwischen Ionenaustauschern, Komplexbildnern und Kristallwachstumsinhibitoren unterschieden.
Komplexbildner umschließen die
störenden Calcium- und Magnesiumionen, so dass sie nach außen
neutral wirken. Die anionischen Tenside können sich deshalb nicht mehr
mit ihnen verbinden (Bild 2).
Ionenaustauscher binden die Calcium- und Magnesiumionen und geben dafür ein Ion ab, das keine störende Reaktion hervorruft (Bild 3). Kristallwachstumsinhibitoren verhindern,
dass sich der Kalk beim Auftrocknen
zu Kristallen (Kalkflecken) verbindet.
–
Ionenaustauschermolekül
+ +
Na+
Ohne Komplexbildner:
Kalkseifenbildung, Tenside reinigen nicht
Na+
+
Ca2+
Calciumion
–
–
+ +
Mit Komplexbildner:
Tenside reinigen, Kalk ist eingeschlossen
Bild 2: Komplexbildner
Ca2+
+
Na+
Na+
Calciumion ist eingeschlossen
Bild 3: Ionenaustauscher
Arten von Kalkinaktivierungsmitteln
Phosphate sind Komplexbildner. Aufgrund ihrer guten Wirksamkeit wurden sie
in allen Wasch- und Reinigungsmitteln eingesetzt. Die Folge war, dass ein hoher
Anteil an Phosphaten in die Gewässer gelangte. Sie haben jedoch auf die Pflanzenwelt eine wachstumsfördernde (düngende) Wirkung. Unter der Einwirkung
von Phosphaten wuchern die Wasserpflanzen in stehenden und langsam fließenden Gewässern. Die Mikroorganismen, die die vielen abgestorbenen Pflanzenteile abbauen, verbrauchen dazu den im Wasser gelösten Sauerstoff. Den
Wasserlebewesen wird damit ihre Lebensgrundlage entzogen. Es entsteht eine
Kettenreaktion, die alles Leben im Gewässer vernichtet. Dieser Vorgang wird als
Eutrophierung (Überdüngung) bezeichnet. Das Wasser fault; es „kippt um“.
Die Sorge um die Umwelt veranlasste die Industrie, nach PhosphatersatzBild 4: Eutrophiertes Gewässer
stoffen zu suchen.
EDTA (Ethendiamintetraacetat) und NTA (Nitrilotriacetat) sind wie Phosphate
Komplexbildner mit guter Wirkung. Jedoch besitzen sie ebenfalls eine umweltschädigende Eigenschaft. Sie lösen Schwermetalle, z. B. Cadmium und Blei aus dem Grund von stehenden oder langsam fließenden Gewässern heraus. Schwermetalle gelangen somit in das Trinkwasser und führen zu Vergiftungen. Die Industrie verzichtet deshalb freiwillig auf EDTA.
Citrate sind Salze der Zitronensäure. Sie sind Komplexbildner und haben eine geringere kalkinaktivierende Wirksamkeit als die Phosphate. Dafür zeigen sie keine umweltschädlichen Einflüsse.
Zeolithe (Handelsname SASIL) wirken als Ionenaustauschermoleküle. Sie besitzen eine räumliche Gitterstruktur, in die das
kalkbildende Ion eingelagert wird. Dafür wird ein nicht kalkbildendes Ion abgegeben (Bild 3). Zeolithe sind chemisch betrachtet Silikate. Diese bilden die Hauptmasse der natürlich vorkommenden Gesteine und wirken daher umweltneutral.
Polycarbonsäuren wirken als Kristallwachstumsinhibitoren. Sie zeigen eine gute Wirksamkeit und werden hauptsächlich in Waschmitteln eingesetzt.
Heute werden wieder mehr Phosphate eingesetzt. Inzwischen sind die Kläranlagen in der Lage, Phosphate aus dem
Abwasser zu beseitigen. Damit ist das Umweltrisiko der Eutrophierung stark gemindert.
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Chemie der Inhaltsstoffe
2.4 Der pH-Wert
2.4 Der pH-Wert
Viele Reinigungsmittel sind gegen Oberflächen, Haut und
Schmutz aggressiv. Sie enthalten oft Säuren oder Alkalien. Die Aggressivität dieser Stoffe wird mit dem pH-Wert
angegeben.
Der pH-Wert ist die Abkürzung für pondus hydrogenii
und bedeutet wörtlich „das Gewicht der Hydroniumionen“. Damit ist die Wasserstoffionenkonzentration einer
Lösung gemeint.
Die pH-Wert-Skala reicht von 0 bis 14.
Flüssigkeiten, die einen pH-Wert zwischen 0 und 7 haben, heißen Säuren.
Flüssigkeiten, die einen pH-Wert zwischen 7 und 14 haben, heißen Alkalien.
Wenn der pH-Wert genau 7 beträgt, reagiert die Lösung
Bild 1: Saure und alkalische Behandlungsmittel
neutral, also weder sauer noch alkalisch.
Aggressive Flüssigkeiten wie z. B. Säuren oder Alkalien
entfernen einerseits hartnäckigen Schmutz, anderseits zerstören sie Werkstoffe. Um das richtige Reinigungsmittel für
eine zu reinigende Fläche auszuwählen, muss der pH-Wert des Reinigungsmittels bekannt sein. Der zu reinigende
Werkstoff muss gegenüber diesem pH-Wert beständig sein, ansonsten entstehen Schäden.
Messung des pH-Wertes
Der pH-Wert wird in der Praxis mit Indikatorlösungen, -papier und Messelektroden gemessen (Bild 4).
Indikatoren (lat. indicare = anzeigen) sind Stoffe, die ihre Farbe bei bestimmten Einflussfaktoren verändern. Die Farbe von pH-Indikatoren verändert sich in Abhängigkeit der Wasserstoffionenkonzentration.
Meist wird ein Universalindikator verwendet. Bei schwach bis stark sauren Lösungen zeigt er eine Farbe von gelborange bis tiefrot. Neutrale Lösungen sind gelbgrün gefärbt, alkalische Lösungen weisen eine Farbabstufung von
grün bis tiefblau auf (Bild 2).
Beispiel
pH-Wert
Beispiel
pH-Wert
Salzsäure, 3,5%
pH = 0
Hautoberfläche
pH = 5,5
Magensäure
pH = 1
Mineralwasser
pH = 6
Oxalsäure, 5%
pH = 1
Reines Wasser
pH = 7 
Essigsäure, 60%
pH = 1,4
Blut
pH = 7,4
Zitronensäure, 10%
pH = 1,7
Darmsaft
pH = 8,3
Zitronensaft
pH = 2
Waschmittellösung
pH = 10
Speiseessig
pH = 3
Soda
pH = 11
Coca Cola
pH = 3
Ammoniaklösung, 25%
pH = 12
Wein
pH = 4
Natronlauge, 3%
pH = 14
Bier
pH = 5
Kalilauge, 3%
pH = 14
Tabelle 1: Beispiele für unterschiedliche pH-Werte gemessen mit Universalindikator
Das Indikatorpapier wird mit der zu messenden Flüssigkeit benetzt. Durch Vergleichen mit der Farbskala auf dem Gehäuse der Papierrolle kann der pH-Wert festgestellt werden (Bild 2, 4).
Einen genaueren Wert liefern elektronische Geräte (Bild 5), die den pH-Wert in Abhängigkeit von der Temperatur
messen. Solche Geräte werden hauptsächlich im Labor verwendet. Für den Gebäudereiniger sind sie in den meisten
Fällen für die Praxis zu unhandlich.
Bild 2: pH-Papier
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Bild 3: Hilfsmittel zur pH-Wert
Messung
Bild 4: Messung vor Ort
Bild 5: pH-Elektrode
Chemie der Inhaltsstoffe
2.4 Der pH-Wert
2.4.1 Säuren
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Säuren sind chemische Verbindungen, die sich in einer wässrigen Lösung in Wasserstoffionen (H+) und Säurerestionen aufspalten (dissoziieren). Dadurch dass Wasserstoffionen frei werden, verändert sich deren Anzahl und somit der
pH-Wert. Er nähert sich 0 an. Säuren besitzen daher immer einen pH-Wert, der zwischen 0 und 7 liegt. Je kleiner der pHWert, desto aggressiver und stärker dissoziiert ist die Säure. Starke Säuren färben den Universalindikator rot (Bild 1).
Wichtige Eigenschaften von Säuren
 Säuremoleküle
dissoziieren in Wasser zu geladenen und frei beweglichen
Teilchen, den Ionen. Säuren sind daher elektrisch leitfähig.
 Beim
Kontakt mit unedlen Metallen (z. B. Eisen, Aluminium) entsteht aus
dem Säurerestion und dem Metallion ein Salz. Das Metall korrodiert.
 Mineralische
Stoffe wie z. B. Kalk (Calciumcarbonat) werden durch Säu-
ren zersetzt.
 Säuren
greifen Zellulose (z. B. Baumwolle) an.
 Säuren
reagieren mit Alkalien in einer Neutralisationsreaktion zu Salz und
Wasser. Dabei wird Wärme frei.
 Säuren
Bild 1: pH-Wert Messung von Säuren
reizen oder verätzen die Haut.
Arten von Säuren
Säuren werden anhand ihres chemischen Aufbaus in organische Säuren
(Carbonsäuren) und anorganische Säuren (Mineralsäuren) eingeteilt. Organische Säuren stammen ursprünglich aus der belebten Natur. Sie enthalten
Kohlenwasserstoffverbindungen. Mikroorganismen sind in der Lage, sie zu
Wasser und Kohlendioxid abzubauen (Mineralisierung). Um unabhängig von
Rohstoffen und biologischen Prozessen zu sein, werden organische Säuren
heute vorwiegend synthetisch (künstlich) hergestellt.
Anorganische Säuren werden der unbelebten Natur zugeordnet. Sie können
deshalb nicht von Mikroorganismen abgebaut werden. Gelangen anorganische Säuren in Gewässer, bilden sie umweltschädliche Salze.
Bild 2: Saure Behandlungsmittel
Anorganisch
Organisch
Wichtige Säuren in Reinigungsmitteln
Säure
Chemische
Formel
Salze
Reinigungstechnische Eigenschaften
Oxalsäure
(Ethandisäure)
HOOC-COOH
Oxalate
(z. B. Kleesalz)
wirken entfärbend, rostbeseitigend,
Einsatz in Detachurmitteln
Ameisensäure
(Methansäure)
H-COOH
Formiate
(Methanate)
stechend riechend,
hohes Kalklösevermögen,
Einsatz in sauren Sanitärreinigern, Kalklösern,
Zementschleierentfernern
Essigsäure
(Ethansäure)
CH3-COOH
Acetate
(Ethanate)
stechend riechend, gut kalklösend,
Einsatz in sauren Sanitärreinigern
Zitronensäure (2-Hydroxi-1,2,3 propantricarbonsäure)
C6H8O7
Citrate
Einsatz in sauren Sanitärreinigern,
WC-Reinigern
Säure
Chemische
Formel
Salze
Reinigungstechnische Eigenschaften
Phosphorsäure
H3PO4
Phosphate
wirkt bei vielen Metallen
korrosionshemmend, gut kalklösend,
Einsatz in Sanitärgrundreinigern
Salzsäure (Chlorwasserstoffsäure)
HCI
Chloride
greift Oberflächen stark an, neigt zu Ausblühungen,
Einsatz in Fassadenreinigern
Amidosulfonsäure
H2NSO2OH
Sulfate
Einsatz in Sanitärreinigern, WC-Reinigern, gut kalklösend, reizend, wenig materialschädigend
Flusssäure (Fluorwasserstoffsäure)
HF
Fluoride
giftig, ätzend, rostlösend,
Einsatz zur Industrieglasreinigung
Tabelle 1: Säuren
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Chemie der Inhaltsstoffe
2.4 pH-Wert
2.4.2 Alkalien
Alkalien (Basen, Laugen) sind chemische Verbindungen, die in wässriger Lösung in Hydroxidionen (OH–) und in Metallkationen zerfallen. Dazu zählen
in erster Linie die Verbindungen mit den Alkalimetallen Natrium und Kalium. Aufgrund ihrer starken ätzenden Wirkung werden sie auch als Ätzalkalien bezeichnet. Sie reagieren mit Wasser alkalisch, machen die Haut schlüpfrig und können sie reizen bzw. ätzen.
Da im Wasser gleich viele OH– und H+-Ionen vorliegen, erhöht sich bei Zugabe von Basen die OH–-Ionenkonzentration im Vergleich zur H+-Ionenkonzentration. Damit verändert sich der pH-Wert. Er liegt bei Alkalien zwischen
7 und 14. Je höher der pH-Wert, desto aggressiver ist die Alkalie. Starke Alkalien färben den Universalindikator blau (Bild 1).
Alkalien sind chemische Verbindungen, die in einer Neutralisationsreaktion
mit Säuren Salze bilden können. Für die Säuren sind sie die Grundlage (gr.
basis) zur Salzbildung. Von dieser Eigenschaft wurde der Name „Basen” für
Alkalien abgeleitet.
Bild 1: pH-Wert Messung von Alkalien
Wichtige Eigenschaften von Alkalien
 Alkalien
sind elektrisch leitfähig, weil sie wie die Säuren in Wasser zu Ionen zerfallen.
 Alkalien zersetzen organische Stoffe wie z. B. Gummi, Wachse, Fette und
Öle.
 Alkalien reagieren mit Fetten zu Seifen (Verseifungsreaktion).
 Alkalien zerstören Eiweiß. Viele Hautverätzungen beruhen auf dieser Eigenschaft.
 Alkalien reagieren mit Säuren in einer Neutralisationsreaktion zu Salz und
Wasser. Dabei wird Wärme frei.
Arten von Alkalien
Alkalien sind sogenannte Hydroxidverbindungen. Als Hydroxide werden Moleküle bezeichnet, die eine oder mehrere freie Hydroxidionen (OH–-Gruppen) enthalten. Aus Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid und Ammoniumhydroxid entstehen die für das Gebäudereinigerhandwerk wichtigen Alkalien
Natronlauge, Kalilauge und Ammoniakwasser (Salmiakgeist). Die wässrige
Lösung von Natriumcarbonat (Soda) reagiert stark alkalisch und wird ebenfalls in Reinigungsmitteln eingesetzt.
Bild 2: Alkalische Behandlungsmittel
Wichtige Alkalien in Behandlungsmitteln
Alkalien
Wässrige
Lösung
Chemische
Formel
Reinigungstechnische Eigenschaften
Einsatzgebiete
Natriumhydroxid
Natronlauge
NaOH
stark alkalisch,
ätzend, verseift Fette,
Natriumhydroxid ist stark hygroskopisch,
Natronlauge wird zur Kernseifenherstellung verwendet
Grundreiniger
Abflussreiniger
Backofenreiniger
Grillreiniger
Fassadenreiniger
Industriereiniger
Kaliumhydroxid
Kalilauge
KOH
stark alkalisch,
ätzend, verseift Fette,
nimmt aus der Luft Kohlendioxid auf,
Kalilauge wird zur Schmierseifenherstellung verwendet
Grundreiniger
Abflussreiniger
Backofenreiniger
Grillreiniger
Fassadenreiniger
Industriereiniger
Ammoniakwasser
Salmiakgeist
NH4OH
Ammoniak ist sehr gut wasserlöslich,
mittelstark alkalisch, hohes Emulgiervermögen,
Ammoniakgas entweicht
alkalische Allzweckreiniger („salmiak-verstärkt”)
Grundreiniger
Natriumcarbonat
Sodalösung
Na2CO3
stark alkalisch,
wird zur Herstellung von Seifen und Glas verwendet
Grundreiniger, pulverförmige WC-Reiniger
Tabelle 1: Alkalien
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