EUROPA-FACHBUCHREIHEfür Reinigungsberufe

VERLAG EUROPA-LEHRMITTEL . Nourney, Vollmer GmbH & Co. KGDüsselberger Straße 23 . 42781 Haan-Gruiten

Europa-Nr.: 44414

5. Auflage

Fachwissen Gebäudereinigung

5

22

Bearbeiter des Buches „Fachwissen Gebäudereinigung”:Böhme, Matthias Dipl. Ing. Päd. DresdenGrüning, Peter Oberstudienrat DüsseldorfLiersch, Claudia Dipl. Ing. (FH), Studienrätin MetzingenPfaller, Claudia Dipl. Ing. (FH), Oberstudienrätin MetzingenScholz, Angelika Dipl. oec.troph. (FH), Studienrätin MetzingenSteggewentz, Uwe Oberstudienrat Kiel

Lektorat und Leitung des Arbeitskreises:Eberhard Ladner Oberstudienrat Metzingen

Bildbearbeitung:Verlag Europa-Lehrmittel, Zeichenbüro, 73760 OstfildernGrafische Produktionen Jürgen Neumann, 97222 Rimpar

Bildentwürfe: Die AutorenFotos: Leihgabe der Firmen (Verzeichnis Seite 400)

Das vorliegende Buch wurde auf der Grundlage der neuen amtlichen Rechtschreibregeln erstellt.

5. Auflage 2011Druck 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 gere-gelten 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: Grafische Produktionen Jürgen Neumann, 97222 RimparDruck: Media Print Informationstechnologie, 33100 Paderborn

5

33

Vorwort

Vorwort

Die Ausbildung zum / zur Gebäudereiniger/in gehört schon seit vielen Jahren zu den anerkannten Handwerksberu-

fen 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 In-

halte 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”, „Che-

mie 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 bear-

beitet werden kann. Dabei wurden auch Aufgaben aus den Bereichen Technische Mathematik und Technisches Zeich-

nen 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 Kennzeich-

nung 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 vor-

gesehen. Die Hinweise zur alten Kennzeichnung entfallen dann.

Für die hilfreiche Unterstützung in Form von Fachunterlagen und Bildmaterial möchten sich die Autoren bei den vie-

len 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

5

44

Inhaltsverzeichnis

1 Geschichte des Gebäudereiniger-Handwerks ..................... 7

2 Chemie der Inhaltsstoffe ........................... 9

2.1 Wasser ..................................................................102.1.1 Eigenschaften von Wasser .................................. 102.1.2 Aufbereitung von Wasser ................................... 12

2.2 Tenside .................................................................132.2.1 Aufbau der Tenside ..............................................132.2.2 Wirkungsweise der Tenside ................................142.2.3 Tensidarten...........................................................152.2.4 Biologischer Abbau von Tensiden ......................16

2.3 Kalkinaktivierungsmittel .................................... 17

2.4 Der pH-Wert .........................................................182.4.1 Säuren .................................................................. 192.4.2 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 Biozide .................................................................. 272.10.1 Rodentizide .......................................................... 272.10.2 Insektizide und Akarizide ....................................292.10.3 Desinfektionswirkstoffe ......................................34

3 Arbeitsschutz .......................................... 37

3.1 Gefahrstoffverordnung .......................................383.1.1 Gefahrstoffe .........................................................383.1.2 Gefährlichkeitsmerkmale ....................................393.1.3 Grenzwerte ........................................................... 413.1.4 Kennzeichnung ....................................................423.1.5 Sicherheitsdatenblatt ..........................................433.1.6 Gefährdungsanalyse ...........................................433.1.7 Unterrichtung/Unterweisung ..............................443.1.8 Projekt Gefahrstoffe ............................................45

3.2 Persönliche Schutzausrüstung ..........................463.2.1 Hautschutz ............................................................ 473.2.2 Atemschutz ..........................................................483.2.3 Sicherheitsgeschirre ............................................49

3.3 Zugangstechnik ...................................................503.3.1 Leitern und Tritte .................................................. 513.3.2 Gerüste .................................................................543.3.3 Hubarbeitsbühnen ...............................................583.3.4 Fassadenbefahranlagen und Arbeitskörbe .......593.3.5 Projekt Zugangstechnik .......................................60

3.4 Elektrischer Strom .............................................. 613.4.1 Grundlagen des elektrischen Stroms ................ 613.4.2 Gefahren des Stroms für den Menschen ..........623.4.3 Sicherheitsmaßnahmen......................................63

4 Nichttextile Fußböden Lernfeld 1 ................................................ 65

4.1 Elastische Beläge.................................................654.1.1 Linoleum ..............................................................664.1.2 PVC-Beläge .......................................................... 674.1.3 Elastomerbeläge ..................................................684.1.4 Polyolefinbeläge ..................................................694.1.5 Unterscheidung der elastischen Beläge ............704.1.6 Reinigungsarten .................................................. 714.1.6.1 Unterhaltsreinigung ............................................724.1.6.2 Zwischenreinigung ..............................................894.1.6.3 Teilflächenreinigung ............................................934.1.6.4 Grundreinigung ...................................................944.1.6.5 Einpflege/Grundpflege ........................................ 974.1.7 Spezielle elastische Beläge .................................994.1.7.1 Elektrostatisch ableitende elastische Beläge ....994.1.7.2 Elastische Beläge auf Doppelböden ................1004.1.7.3 Sporthallenbeläge ..............................................1014.1.8 Projekt Gebäudereinigungsbetrieb ..................103

4.2 Steinböden ........................................................ 1044.2.1 Steinerkennung ................................................. 1054.2.2 Säureempfindliche Natursteine ....................... 1074.2.3 Säurebeständige Natursteine ..........................1084.2.4 Kunststeinböden ...............................................1094.2.5 Reinigung von Steinböden ............................... 1124.2.6 Pflege von Steinböden ...................................... 1134.2.7 Kristallisation von Steinböden ......................... 1144.2.8 Schleifen von Steinböden ................................. 116

4.3 Holzböden .......................................................... 1174.3.1 Holz ..................................................................... 1184.3.2 Parkett .................................................................1204.3.3 Holzpflaster, Dielenböden................................. 1274.3.4 Korkböden ..........................................................1284.3.5 Laminatböden ....................................................1294.3.6 Projekt Holzfußböden im Kindergarten ........... 131

5 Textile Flächen Lernfeld 2 .............................................. 133

5.1 Fasern .................................................................1345.1.1 Pflanzliche Fasern ..............................................1355.1.2 Tierische Fasern ................................................. 1375.1.3 Anorganische Fasern ........................................1395.1.4 Halbsynthetische Fasern ...................................1395.1.5 Synthetische Fasern ..........................................140

5.2 Textile Gebilde ...................................................1425.2.1 Mopps/Breitwischbezüge..................................1445.2.2 Raumpflegetücher/Schwämme ........................ 1455.2.3 Reinigungspads ................................................. 147

5.3 Aufbau und Eigenschaften von textilen Belägen.................................................1495.3.1 Die Florschicht ...................................................1495.3.2 Das Trägergewebe ............................................. 1515.3.3 Der Rücken ......................................................... 1515.3.4 Die Verlegeart ..................................................... 1525.3.5 Der Untergrund ................................................. 152

5.4 Reinigungsverfahren für textile Beläge ...........1535.4.1 Unterhaltsreinigung ..........................................154

Inhaltsverzeichnis

5

55

Inhaltsverzeichnis

5.4.2 Zwischenreinigung ............................................1635.4.3 Grundreinigung .................................................1695.4.4 Ausrüstungsverfahren ......................................176

5.5 Polstermöbel ...................................................... 1775.5.1 Textile Polstermöbel .......................................... 1775.5.2 Lederpolstermöbel ............................................178

5.6 Reinigung von Textillamellen ...........................179

5.7 Schmutzfangzonen ...........................................1805.7.1 Schmutzfangmatten ..........................................1805.7.2 Reinigung von Schmutzfangmatten ................ 181

5.8 Projekt Textile Flächen ......................................182

6 Glasflächen Lernfeld 3 .............................................. 183

6.1 Geschichte und Zusammensetzung ................183

6.2 Eigenschaften und Herstellung ........................184

6.3 Glasarten ............................................................185

6.4 Fenster ................................................................1866.4.1 Bestandteile von Fenstern ................................1866.4.2 Fensterkonstruktionen ......................................1866.4.3 Öffnungsarten von Fenstern ............................. 1876.4.4 Verglasungsarten ...............................................188

6.5 Glaskonstruktionen ........................................... 191

6.6 Glasreinigung ....................................................1936.6.1 Glasreinigung mit der Teleskopstange ............1966.6.2 Reinigung mit demineralisiertem Wasser ....... 1976.6.3 Reinigung von beschichteten Gläsern .............199

6.7 Acrylglas.............................................................200

6.8 Projekt Glasreinigung ....................................... 201

7 Sanitärreinigung Lernfeld 4 .............................................. 202

7.1 Mikroorganismen ..............................................2037.1.1 Bakterien ............................................................2037.1.2 Pilze .....................................................................2047.1.3 Viren ...................................................................2057.1.4 Protozoen, Metazoen, Algen .............................206

7.2 Infektionen ......................................................... 207

7.3 Unterhaltsreinigung im Sanitärbereich ...........2087.3.1 Böden .................................................................2097.3.2 Ausstattung .........................................................211

7.4 Schwimmbad- und Saunareinigung ...............218

7.5 Projekt Unterhaltsreinigung eines Hallenbades .............................................220

8 Gesundheitseinrichtungen Lernfeld 5 .............................................. 221

8.1 Anforderungen an die Hygiene bei der Reini- gung und Desinfektion von Flächen nach RKI ...222

8.2. Maßnahmen zur Keimreduzierung ..................2258.2.1 Desinfizierende Reinigung ................................2268.2.2 Scheuerdesinfektion ..........................................230

8.2.3 Sprühdesinfektion ............................................. 2318.2.4 Reinigung mit anschließender Desinfektion ... 2318.2.5 Raumdesinfektion/Schlussdesinfektion ...........2328.2.6 Händedesinfektion ............................................233

8.3 Krankenhausreinigung ......................................2348.3.1 Desinfizierende Unterhaltsreinigungsverfahren ........................2358.3.2 Unterhaltsreinigung im Stationsbereich .........2448.3.3 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

9 Elektrotechnische Ausstattungsgegenstände Lernfeld 6 ............................................... 252

9.1 Beleuchtungsanlagen .......................................2539.1.1 Glüh- und Leuchtstofflampen...........................2539.1.2 Lichtreklamen ....................................................254

9.2 PC-Reinigung .....................................................256

9.3 Klimaanlagen ..................................................... 2579.3.1 Aufbau der Klimaanlage ................................... 2579.3.2 Wartung und Reinigung ....................................258

10 Außenanlagen und Verkehrsflächen Lernfeld 7 ..............................................259

10.1 Außenanlagen ...................................................25910.1.1 Arbeiten in begrünten Bereichen .....................26010.1.2 Arbeiten in nicht begrünten Bereichen ............265

10.2 Verkehrsleiteinrichtungen .................................270

10.3 Projekt Außenanlagen ....................................... 271

11 Fassaden Lernfeld 8 .............................................. 272

11.1 Fassaden als Elemente von Bauwerken ..........27211.1.1 Fassadenwerkstoffe ...........................................27311.1.2 Einflüsse auf Fassaden ..................................... 277

11.2 Reinigung und Pflege ........................................27911.2.1 Mechanische Reinigungsverfahren ................. 28111.2.2 Chemische Reinigungsverfahren ..................... 28711.2.3 Übersicht ............................................................ 29111.2.4 Pflege ..................................................................292

11.3 Licht- und Wetterschutzanlagen ......................294

11.4 Projekt Fassadenreinigung ...............................296

12 Verkehrsmittel Lernfeld 9 .............................................. 297

12.1 Busse ..................................................................298

12.2 Schiffe .................................................................299

5

66

12.3 Flugzeuge ...........................................................302

12.4 Bahn ...................................................................304

12.5 Pkw .....................................................................306

12.5 Projekt Bahnreinigung ...................................... 307

13 Industriereinigung Lernfeld 10 ............................................308

13.1 Objekt- und Leistungsbeschreibung ...............308

13.2 Holzverarbeitende Industrie .............................30913.2.1 Saugen von gefährlichen Stäuben ...................310

13.3 Metallverarbeitende Industrie ..........................31213.3.1 Manuelle Reinigung .......................................... 31213.3.2 Maschinelle Reinigung ......................................31413.3.3 Wartungsarbeiten ..............................................316

13.4 Nahrungsmittelverarbeitende Industrie .......... 317

13.5 Reinräume ..........................................................320

13.6 Projekt Metallverarbeitender Betrieb .............. 321

14 Schädlingsbekämpfung Lernfeld 11 ............................................323

14.1 Einführung in die Schädlingsbekämpfung .....323

14.2 Integrierte Schädlingsbekämpfung .................324

14.3 Schaben..............................................................32514.3.1 Biologie der Schaben ........................................32514.3.2 Bekämpfung der Schaben ................................ 327

14.4 Pharaoameisen ..................................................34014.4.1 Biologie der Pharaoameisen ............................34014.4.2 Bekämpfung der Pharaoameisen .................... 341

14.5 Dörrobstmotten .................................................34314.5.1 Biologie der Dörrobstmotten............................34314.5.2 Bekämpfung der Dörrobstmotten ....................344

14.6 Silberfischchen ..................................................34514.6.1 Biologie der Silberfischchen .............................34514.6.2 Bekämpfung der Silberfischchen .....................345

14.7 Hausstaubmilbe ................................................34614.7.1 Biologie der Hausstaubmilbe ...........................34614.7.2 Abwehr und Bekämpfung ................................... 347

14.8 Flöhe ...................................................................34814.8.1 Biologie der Flöhe .............................................34814.8.2 Bekämpfung der Flöhe ......................................349

14.9 Wespen ...............................................................35014.9.1 Biologie der Wespen .........................................350 14.9.2 Abwehr und Bekämpfung der Wespen ............ 351

14.10 Ratten .................................................................35214.10.1 Biologie der Wanderratte ..................................35214.10.2 Biologie der Hausratte ......................................35314.10.3 Bekämpfung der Ratten ....................................354

14.11 Hausmaus ..........................................................35614.11.1 Biologie der Hausmaus .....................................35614.11.2 Bekämpfung der Hausmaus ............................. 357

14.12 Tauben ................................................................35814.12.1 Biologie der Tauben ...........................................358

14.12.2 Abwehr und Vergrämung der Tauben ..............359

14.13 Rechtliche Grundlagen...................................... 361

14.14 Dekontamination...............................................362

14.15 Projekte Schädlingsbekämpfung .....................36414.15.1 Projekt Schädlingsbekämpfung - Insekten ......36414.15.2 Projekt Schädlingsbekämpfung - Nager ..........365

15 Sonderbereiche Dienstleistungen .........366

15.1 Hausmeisterdienste .......................................... 367

15.2 Fahrtreppenreinigung .......................................368

15.3 Catering ..............................................................369

15.4 Wäscheservice ...................................................370

15.5 Objektschutz und Sicherheitsdienste ............. 371

16 Qualitätsmanagement ...........................373

16.1 Gebäudereinigungsleistungen .........................37416.1.1 Leistungsbeschreibungen ................................. 37416.1.2 Nebenleistungen und besondere Leistungen .... 377

16.2 Abrechnung der Reinigungsleistung ...............37816.2.1 Ermittlung der Reinigungsflächen ...................378 16.2.2 Abrechnung .......................................................378

16.3 Gebäudereinigungsarbeiten ............................37916.3.1 Reinigungsarten ................................................37916.3.2 Reinigungsverfahren .........................................38016.3.3 Leistungsverzeichnis .........................................386

16.4 Leistungskontrolle ............................................38816.4.1 Kontrolle der Reinigungsleistung ....................38816.4.2 Schadensmeldung .............................................388

16.5 Qualitätsmesssystem .......................................389

16.6 Gutachten .......................................................... 39116.6.1 Erstellung eines Gutachtens ............................. 39116.6.2 Prüfverfahren ..................................................... 39116.6.3 Beispiel eines Gutachtens.................................392

16.7 Projekt Qualitätsmanagement .........................393 Sachwortverzeichnis .....................................................394

Firmenverzeichnis..........................................................400

Anhang ........................................................................... 401Änderung zur Gefahrstoffverordnung ......................... 401Gefahrenpiktogramme ..................................................402

Inhaltsverzeichnis

1878 Der 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 Die erste Fassadenreinigung wird in Frankfurt am Main mit Hilfe einer mechanischen Fahrleiter durch-geführt.

1901 Die Unternehmer gründen eine Berufsstandsorganisation, den „Verband der Reinigungs-Instituts-Un-ternehmer Deutschlands“. Initiator ist der Göttinger Verleger Ernst Kelterborn, der im April 1901 die erste Fachzeitschrift “Internationales Centralblatt für Reinigungsinstitute und verwandte Geschäfts-zweige“ 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 – 1918 Fast alle männlichen Erwerbstätigen des Reinigungsgewer-bes wer den zum Heer eingezogen oder zur Arbeit in rüs-tungswirtschaftlich wichtigen Unternehmen verpflich tet. An ihre Stelle treten die Frauen, die als Betriebsleiterinnen und Glasreinigerinnen arbeiten. Wäh rend des Krieges stellt der Verband seine Tätigkeiten ein.

1920 Im Südwesten wird der „Verband der Reinigungsinstituts-Unternehmer Süddeutschlands“, im Westen der „West-deutsche 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.

1928 Clemens Kleine gibt das erste Fachbuch für das Gebäuderei-nigergewerbe heraus.

1929 Der „Reichsverband der Glas- und Gebäudereinigerinnun-gen“ wird gegründet. Dem Verband gehören sechs Landes-verbände an: Westdeutscher Reinigungsunternehmerver-band, Verband der Reinigungsinstituts-Unternehmer Süd-deutschlands, Norddeutschlands, Ostdeutschlands, Sach-sens, Mitteldeutschlands. Als Vorsitzender wird der Düssel-dorfer Reinigungsunternehmer Clemens Kleine gewählt.

1934 Am 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 da-mit im ganzen Reich als „Handwerker“ anerkannt. Die Innun-gen werden „gleichgeschaltet“, d. h. der Vorstand muss in seiner Mehrheit aus Mitgliedern der NSDAP (Nationalsozia-listische deutsche Arbeiterpartei) bestehen. Nach der reichs-weiten Anerkennung als Handwerk wird der Reichsverband der Glas- und Gebäudereinigerinnungen aufgelöst.

1939 – 1945 Der Zweite Weltkrieg bringt für das Glas- und Gebäudereini-ger-Handwerk erneut einen großen Rückschlag. Wieder wer-den die männlichen Erwerbstätigen zu einem großen Teil zu den Waffen gerufen oder müssen ihren Dienst in rüstungs-wirtschaftlich 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 kön-nen deshalb ihre Tätigkeit während des Krieges nicht aufrecht erhalten.

1

7

1 Geschichte des Gebäudereiniger-HandwerksGeschichte 1

7

Reinigungsarbeiten gehörten sicherlich schon immer zu den Tätigkeiten des Menschen. Das Gebäudereiniger-Handwerk 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 Gebäuderei-niger-Handwerks ist vielmehr eng mit der Industrialisierung Deutschlands verknüpft. So hat sich das Gebäudereini-ger-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 chrono-logisch dargestellt.

Bild 1: Marius Moussy, † 1888

Bild 2: Glasreinigung um 1957

1946 In der Sowjetischen Besatzungszone, so hieß die Deutsche Demo-kratische Republik vor ihrer Gründung, werden alle Handwerksor-ganisationen mit Ausnahme der Handwerkskammern verboten.

1956 Die erste Produktionsgenossenschaft des Handwerks, die Produk-tionsgenossenschaft Putzteufel wird in Berlin gegründet. Gleich-zeitig werden weitere Dienstleistungskombinate eingerichtet, de-ren rentabelste Dienstleistung die Gebäudereinigung ist.

1958 Die Privatbetriebe werden aus dem Handwerk herausgenom-men. Die Unternehmen unterliegen sehr engen Steuergeset-zen. 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 Bundesrepub-lik Deutschland beibehalten.

1946 Der westliche Teil Deutschlands ist in drei Zonen, in die bri-tische, in die französische und in die amerikanische Besat-zungszone aufgeteilt. In der britischen Zone beginnt der Wie-deraufbau der Berufsorganisationen der Handwerke, u. a. auch die des Gebäudereiniger-Handwerks.

1950 Der „Zentralinnungsverband des Glas- und Gebäudereiniger-Handwerks“ wird gegründet.

1953 Das Gebäudereiniger-Handwerk wird in der neuen Handwerks-ordnung vom 17.09.1953 als 99. Handwerk in Anlage A auf-genommen. Der Zentralinnungsverband wird in „Bundesin-nungsverband des Gebäudereiniger-Handwerks“ umbenannt.

1973 Eine neue Berufsausbildungsverordnung für das Gebäudereini-ger-Handwerk wird erlassen. Die Lehrzeit beträgt 2,5 Jahre.

1985 Der „Verein für Reinigungstechnik e.V. Düsseldorf“ wird ge-gründet. 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.

1990 Am 03. Oktober 1990 findet die Wiedervereinigung der Deut-schen Demokratischen Republik mit der Bundesrepublik Deutschland statt. In den neuen Bundesländern werden die ersten Innungen gegründet.

1999 Die neue Verordnung über die Berufsausbildung zum Gebäu-dereiniger / 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 zu-lassungsfreien Handwerke als 33. Handwerk eingeführt.

1

8

Geschichte1 Geschichte des Gebäudereiniger-Handwerks1

8

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 unter-schiedlich. Während in der Bundesrepublik die Unternehmen vom wirtschaftlichen Aufschwung profitieren, können sich Privatunternehmen in der Deutschen Demokratischen Republik auf Grund der jede Eigeninitiative einschränken-den Steuergesetze kaum entwickeln.

Bild 1: Maschinen aus der DDR

Bild 2: Supermarktreinigung

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.

Entwicklung in der Deutschen Demokratischen Republik

Entwicklung in der Bundesrepublik Deutschland

Entwicklung nach der Wiedervereinigung

9

22

9

Die Behandlungsmittel, die für Arbeiten im Gebäudereiniger-Handwerk verwendet werden, sind aus einer Viel-zahl von Rohstoffen, den sogenannten Inhaltsstoffen zusammengesetzt. Jeder Rohstoff erfüllt unterschiedli-che Anforderungen bei der Reinigung und besitzt spezielle Eigenschaften. Je nach Rezeptur, d. h. Zusammen-

stellung der einzelnen Rohstoffe können verschiedene Behandlungsmittel hergestellt werden. Sie unterscheiden sich in der Anzahl, der Menge und der Art der einzelnen Inhaltsstoffe.

2 Chemie 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. Pfle-gende 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. Man-che der Stoffe können miteinander reagieren und dabei gesundheits-, umwelt- oder oberflächenschädigende Verbin-dungen 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.

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.

Wasch- und Reinigungsmittel werden in großen Mengen verwendet und kön-nen in den Wasserkreislauf gelangen. Daher gelten für sie hinsichtlich der bi-ologischen 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 Reini-gungsmittel 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 Tensid-Verordnung, 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.

Reinigungsmittel müssen laut einer EU-Empfehlung dauerhaft, deutlich les-bar 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

gekennzeichnet werden (Bild 1).

Einteilung der Inhaltsstoffe

Gesetzliche Regelungen

Kennzeichnung der Produkte

Tabelle 1: Einteilung der Inhaltsstoffe in Behandlungsmitteln

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

Tulip-KTulip-KUniversalreiniger-Konzentrat

Tulip-K ist ein Fett- und Schmutz-löser und reinigt gründlich undschonend Fußböden Glas, Kunst-stoff und lackierte Oberflächen,Tulip-K erhält den Glanz, trocknetklar auf und ist hautschonend.Anwendung und Dosierung:Bei normaler Verschmutzungreicht 1 Portion = 20 ml auf 8 lWasser.

Inhaltsstoffe gemäß EG-Empfeh-lung: 15-30% anlonische Tenside,15-30% nichtionische Tenside,Enthält Konservierungsmittel.Weitere Inhaltsstoffe: Alkohol,Parfümöl, Farbstoff,

pH-neutral

Liter

FALA-Werk Chemische Fabrik GmbH, Stahlstraße 5, 30916 Isernhagen

2

pH-Wert

003

3

2 4 6 8 10 12 14

für alle wasserfesten Oberflächen

DER

G

RÜNE PUNK

T Art-Nr 2575 FALA GÜTEGARANTIELABORGEPRÜFT

Bild 1: Produktetikett

2

10

Chemie der Inhaltsstoffe2

10

2.1 Wasser 2.1.1 Eigenschaften von Wasser

Wasser verdünnt die Reinigungschemikalien auf die ge-wünschte Anwendungskonzentration.

Es befördert als Trägermittel die Reinigungschemi kalien 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 rei-nigenden Gegenstand.

Bei bestimmten Reinigungsverfahren wie z. B. bei der Hochdruckreinigung unterstützt Wasser den Schmutz-ablöseprozess durch mechanische Energie.

Obwohl beinahe drei Viertel der Erdoberfläche mit Was-ser bedeckt sind, lassen sich nur 0,27 % davon für un-sere Wasserversorgung nutzen (Bild 1). Wasser ist un-ser höchstes Gut und für die Reinigung unabdingbar. Es muss als Rohstoff geschützt werden.

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 Wasserstoffato-me, entsteht eine ungleiche Ladungsverteilung im Mo-lekül. Das Sauerstoffatom hat einen Überschuss an negativer Ladung, die beiden Wasserstoffatome sind leicht positiv geladen. Das Wassermolekül ist polar. Es wird als Dipol-molekül bezeichnet.

Bild 2 zeigt eine modellhafte Darstellung des Wassermo-leküls mit seinen Ladungen.

Stoffe können in Abhängigkeit von der Temperatur und dem Druck als Feststoffe, Flüssigkeiten oder als Gase auf-treten. Diese Zustände werden als Aggregatzustände be-zeichnet. Feststoffe weisen große Zusammenhangskräf-te (Kohäsion) zwischen den einzelnen Teilchen (Atome oder Moleküle) auf. In Flüssigkeiten liegen die Teilchen nicht mehr so eng zusammen wie beim Feststoff. Bei Ga-sen geht der Zusammenhang zwischen den Teilchen fast verloren (Bild 3).Am Beispiel Wasser lassen sich die Aggregatzustände be-sonders 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.

Die Übergänge der Aggregatzustände werden wie folgt bezeichnet:von fest nach flüssig: → schmelzenvon flüssig nach gasförmig: → verdampfenvon fest nach gasförmig: → sublimierenvon gasförmig nach flüssig: → kondensieren von flüssig nach fest: → erstarrenvon gasförmig nach fest: → resublimieren

Aufgaben von Wasser im Reinigungsprozess

Aufbau des Wassermoleküls

Aggregatzustände

Meer Oberflächenwasser

Grund- undQuellwasser

Niederschlag

Wasserdampf inWolken gesammelt

Flüsseund

Seen

Ver

du

nst

un

g

stoff H stoff H

-stoff O

+ +

+

––

Bild 1: Wasserkreislauf

Bild 2: Modell des Wassermoleküls

sublimieren

resublimieren

fest

flü

gasförmig

schmelzen

verdampfen

erstarren

kondensieren

Bild 3: Aggregatzustände

11

2Chemie der Inhaltsstoffe 2

11

Im Wasser können die verschiedensten Mineralsalze ge-löst sein. Sie liegen dann als positiv oder negativ gela-dene Ionen vor. Durch die Menge der gelösten Calcium- und Magnesiumionen (Ca2+, Mg2+) wird die Härte des Wassers bestimmt.Der Anteil der Mineralsalze im Wasser ist in den ein-zelnen 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 Ein-heit °dH (Grad deutscher Härte). Die internationale Einheit lautet: Millimol Calciumoxid pro Liter Wasser (mmol CaO/ä H2O). Folgender Zusammenhang besteht:

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 Gebäude reiniger kann die Wasserhärte beim Wasserver-sorger (Stadtwerke) vor Ort erfragen. Für die Praxis ha-ben sich jedoch auch chemische Schnelltests und Indika-torpapiere bewährt. Wenn hartes Wasser verdampft, blei-ben Kalkablagerungen (Kesselstein) zurück. Durch diese festen Calcium- und Magnesiumsalze können Leitungen, Pumpen und Düsen von Dampfreinigungsgeräten und an-deren beheizbaren Geräten verstopfen (Bild 1). Die Ca2+- und Mg2+-Ionen reagieren mit den negativ geladenen Seifen zu einem wasserunlöslichen Molekül, das als Kalk seife (vgl. Kap. 2.3) bezeichnet wird. Diese Kalkseife hinterlässt auf dem zu reinigenden Werkstoff einen sicht-baren 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.

Bild 1: Ablagerungen in Wasserrohren

Tabelle 1: Wasserhärtebereiche

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

2.1 Wasser2.1.1 Eigenschaften von Wasser

Wasser trägt eine Rasierklinge, die vorsichtig auf die Oberfläche gelegt wird. Ein Wasserläufer kann sich auf der Was-seroberfläche fortbewegen, ohne zu versinken. Ursache ist die Oberflächenspannung von Wasser, die an der Grenz-fläche zur Luft entsteht.Die starke Oberflächenspannung tritt auf, weil Wasser ein Dipolmolekül ist. Zwischen den negativ geladenen Sauer-stoffatomen im Molekül und den positiv geladenen Wasserstoffatomen der Nachbarmoleküle wirken Anziehungs-kräfte. 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 erhebli-che 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 Grenzflächen-spannung, dass es auch in die Poren gelangt. Ein guter Reinigungseffekt ergibt sich nur bei entspanntem Wasser.

Wasserhärte

Oberflächenspannung

Bild 2: Kohäsion und Oberflächenspannung von Wasser

++ ++++

++++

++

++++

++

++++

++++

++

––

––

––––

–– ––

––

Kohäsion Wassertropfen auf glatter Fläche

Wassermoleküleschematisch dargestellt

Wassertropfen auf poröser Fläche

DipolmolekülWasser H2O

2

12

Chemie der Inhaltsstoffe2

12

Abwasser ist durch den Gebrauch verändertes Wasser. Der Gebäudereiniger transportiert mit dem Wasser den ent-fernten 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 Haus-halten 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 Klär-anlage 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 Vorbe-handlung zugeführt werden, bevor es in die Kläranlage gelangt.

2.1 Wasser 2.1.2 Aufbereitung von Wasser

Moderne Kläranlagen (Bild 1) arbeiten in vier Stufen:

Das Abwasser wird zunächst durch einen Rechen geleitet, um grobe Partikel heraus zu sieben. Anschließend wer-den im Sandfang kleinere Partikel entfernt und schließ-lich im Vorklärbecken durch Absetzung weitere unlösliche organische Stoffe abgetrennt (Bild 2a). Der entstandene Rohschlamm wird beseitigt und weiter behandelt. Die er-ste Stufe entfernt ca. 30% der Schmutzsubstanzen.

Hier werden Mikroorganismen in einem aeroben Abbau-prozess dazu eingesetzt, die organischen Schmutzstoffe als Nahrung zu verstoffwechseln. Dies geschieht im Belebungs-becken (Bild 2b). Die Mikroorganismen bilden den soge-nannten Klär- oder Belebtschlamm. Der sich durch Vermeh-rung bildende Überschussschlamm wird weiter behandelt, der Rest nach der Absetzung im Nachklärbecken rückgeführt.

In der dritten, chemischen Stufe werden vor allem Stick-stoffverbindungen 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.

Der Einbau von Filtern zur Entfernung der gebundenen Phosphate wird oft auch als vierte Stufe (Filtration) be-zeichnet. Die entsprechenden Filtermaterialien sind Quarzsand oder Blähschiefer. Das nun zu 96 - 97 % gerei-nigte Wasser kann in den Vorfluter, d. h. in ein Gewässerabgegeben werden.

In Deutschland gelten vor allem folgende Regelungen zum Schutz von Oberflächen- und Grundwasser:Wasserhaushaltsgesetz, Trinkwasserverordnung, Direkteinleiterverordnung, Indirekteinleiterverordnung, Wasch- und Reinigungsmittelgesetz, Tensidverordnung, Phosphathöchstmengenverordnung, Klärschlammverordnung, kommu-nale Vorschriften usw.

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 Gas-behälter 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.

Abwasser

Aufbau und Funktion der Kläranlage

Mechanische Stufe

Biologische Stufe

Chemische Stufe

Filtration

Gesetze und Verordnungen zum Gewässerschutz

Bild 1: Kläranlage Metzingen, Luftbild

Bild 2: a) Vorklärbecken, b) Belebungsbecken,c) Schlammpresse, d) Hauptgebäude mit Faultürmen

a) b)

c) d)

13

2Chemie der Inhaltsstoffe 2

13

2.2 Tenside2.2.1 Aufbau von Tensiden

Bereits vor über 3000 Jahren waren die Ägypter in der Lage, aus Holzasche und Fetten Seifen herzustellen. Diese wur-den 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 Seifenherstel-lung sind vor allem pflanzliche und tie-rische Fette sowie Öle, die unter Zuga-be von Natron- oder Kalilauge im Kes-sel gekocht werden. Durch das Erhit-zen werden die Fette in ihre Bestand-teile Fettsäuren und Glyzerin gespalten. Die Fettsäuren bilden mit den Laugen sofort in einer Neutralisationsreaktion die entsprechenden Natrium- oder Ka-liumsalze (Seifen, Bild 3). Mit Natron-lauge entsteht die feste Kernseife, mit Kalilauge dagegen die Schmiersei-fe (Bild 4). Ein Mangel an Fetten wäh-rend des Ersten Weltkrieges veranlass-te die Seifenhersteller, nach Ersatzstof-fen zu suchen. Die ersten synthetischen Waschrohstoffe (Tenside), die ein gutes Wasch- und Reinigungsverhalten zeig-ten, wurden 1928 entdeckt. Sie konnten sich durchsetzen, da ihre Eigenschaften denen der Seifen teilweise überlegen waren.

Da Tenside mit verschiedenen Begriffen bezeichnet werden, sind diese nach-folgend genauer erläutert.

Tenside sind grenzflächenaktive Stoffe, die die Oberflächenspannung des Wassers herabsetzen. Der Begriff leitet sich vom Wort „Tension“ für Span-nung ab. Andere Bezeichnungen für Tenside sind „Detergentien” oder „waschaktive Substanzen (WAS)” oder „oberflächenaktive Verbindungen”.

Seifen sind Salze höherer Fettsäuren. Sie sind ebenfalls grenzflächenaktive Stoffe und somit eine Untergruppe der Tenside.

Syndets sind synthetisch hergestellte grenzflächenaktive Stoffe und bilden ebenfalls eine Untergruppe der Tenside.

Tenside sind sehr große Moleküle (Makromoleküle). Sie setzen sich aus ei-nem wasserfreundlichen (hydrophilen) und einem fettfreundlichen (lipophi-len) Teil zusammen (Bild 5). Während der fettfreundliche Teil aus einer lan-gen Kohlenwasserstoffkette besteht, ist der andere Teil wasserfreundlich. Der wasserfreundliche Teil ist gleichzeitig fettabstoßend (lipophob), der fett-freundliche Teil ist wasserabstoßend (hydrophob). Diese Struktur ermög-licht, dass sich das Tensid sowohl in wässrigen als auch in öligen Substan-zen verteilt. Das ist die Voraussetzung dafür, dass ein Stoff reinigungstech-nisch wirksam ist.

Begriffe

Aufbau von Tensiden

Tenside

Seifen

Syndets

Bild 1: Seifenherstellung im Mittelalter Bild 2: Seifenherstellung heute

Bild 3: Bildung von Seife (Verseifungsreaktion)

Gly

ceri

n

Fettsäure 1

Fettsäure 2

Fettsäure 3

Alkali

Alkali

Alkali

+

SeifeAlkalie+ =Fett

Bild 4: Tensidhaltige Produkte

Bild 5: Struktur der Tenside

HCH

COO–

HydrophobeBaugruppe

Hydro-phileBau-gruppe

2

14

Chemie der Inhaltsstoffe2

14

Tenside sind auf vielfältige Art und Weise wirksam ge-gen Schmutz. Nachfolgend sind die wichtigsten reini-gungstechnischen Eigenschaften beschrieben.

Die Grenzflächenspannung des Wassers verhindert die vollständige Benetzung von zu reinigenden Oberflächen.

Die Tenside schieben sich zwischen die Wassermolekü-le. Dadurch werden die Wasserstoffbrückenbindungen, die für die Grenzflächenspannung verantwortlich sind, zerstört. Der Wassertropfen zerläuft. Das "entspannte" Wasser kann in Poren und Ritzen eindringen und reini-gungstechnisch wirksam sein (Bild 1).

Feinste Partikel schwimmen auf dem Wasser. Sie werden von der Grenzflächenspannung getragen. Bei Zugabe von Tensiden lagern sich diese zuerst an der Grenzfläche Was-ser-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 anzu-lagern, heißt Grenzflächenaktivität (Bild 2).

Sind alle möglichen Grenzflächen belegt, versuchen die Ten-side, die Partikel aufzuspalten, um deren Oberfläche zu ver-größern 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 ent-steht eine Dispersion.

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.

Kommt kein neuer Schmutz hinzu und sind alle Grenz-flächen belegt, bleibt den Tensiden noch die Möglichkeit der Mizellenbildung. Mizellen sind kugelförmige Gebil-de, die dadurch entstehen, dass sich die hydrophoben Teile der Tenside aneinander lagern. Nach außen wirken die Mizellen wasserfreundlich. Sie dienen als "Vorrats-lager" (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.

2.2.2 Wirkungsweise von Tensiden2.2 Tenside

Zerstörung der Oberflächenspannung

Grenzflächenaktivität

Dispergiervermögen

Emulgiervermögen

Mizellenbildung

Bild 1: Wassertropfen ohne und mit Tensiden

Bild 2: Verdrängung der Partikel an der Oberfläche

Bild 3: Emulgiervermögen von Tensiden

Emulsion

Fett

Wasser

Bild 4: Mizellenbildung

Mizellenbildung

Senkung der Oberflächenspannung

Öl

15

22

15

Haftender Schmutz auf Materialien wird mit Hilfe von Ten-siden abgelöst (Bild 1a, b). Tenside lagern sich auf Grund ihrer Grenzflächenaktivität auf der Oberfläche des Schmut-zes (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).

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 Ten-side an die Grenzflächen Gas-Flüssigkeit anlagern und sie stabilisieren. Diese Wirkung der Tenside ist z. B. bei Tep-pichshampoos nützlich. Es werden viele Tenside in den Teppich einmassiert. Die Tenside emulgieren den Schmutz an den Fasern und lösen ihn ab. Die dispergierten Sub-stanzen werden mit der Schmutzflotte abtransportiert.

Aufgrund ihrer chemischen Struktur liegen Tenside im Wasser als elektrisch geladene Teilchen (Ionen) vor. Sie wer-den an Hand ihrer Ladung unterschieden. Die sogenannte Ionogenität beeinflusst ihre reinigungstechnischen Eigen-schaften.

Chemie der Inhaltsstoffe2.2 Tenside

Die Ionogenität der Tenside kann bei falscher Anwen-dung von Behandlungsmitteln Probleme verursachen.Werden anionische Tenside und kationische Tenside mit-einander vermischt, ziehen sich die unterschiedlichen La-dungen 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 Be-handlungsmittel selbst zu mischen.

2.2.3 Tensidarten

Ablösen von Schmutz

Schaumbildung

Ionogenität von Tensiden

Seifenfehler

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 Emulgiervermö-gen werden heute nach dem Vor-bild der Seifen synthetisiert.Anionische Tenside sind in allen Reinigungsmitteln als reinigender Wirkstoff und z. T. in Pflegemitteln als Emulgatoren für die Pflegestof-fe enthalten.

Nichtionische Tenside tragen keine Ladung.Sie setzen in erster Linie die Ober-flächenspannung des Wassers her-ab. In Kombination mit anioni-schen Tensiden entsteht eine Wir-kungsverstärkung (Synergieeffekt), d. h. die Wirkung des nichtioni-schen Tensides auf die Oberflä-chenspannung verstärkt das Emul-giervermögen der anionischen Tenside. Die Reinigungsleistung wird positiv beeinflusst.Nichtionische Tenside sind in Be-handlungsmitteln enthalten, um deren Benet zungs vermögen zu verbessern.

Kationische Tenside tragen eine positive Ladung.Sie lagern sich an Grenzflächen an. Dies beeinträchtigt z. B. bei Bakterien und Pilzen deren Stoff-wechsel. Sie sterben ab. Deshalb werden kationische Tenside in desinfizierenden Behandlungsmit-teln eingesetzt. Die Waschmittelindustrie nutzt diesen Anlagerungseffekt für Weichspüler.Die Kosmetikindustrie setzt katio-nische Tenside für Haarspülungen, -kuren usw. ein.

Amphotere Tenside tragen eine positive und eine negative La-dung.Je nach umgebendem Medium (pH-Wert) überwiegt die Wirkung der einen oder der anderen La-dung. Amphotere Tenside sind sehr leis-tungsstarke Tenside und deshalb als Rohstoff sehr teuer. Sie werden als Inhaltsstoff für Des-infektionsreiniger, Geschirrspül-mittel und Spezialreiniger einge-setzt. Amphotere Tenside sind mit allen anderen Tensiden verträglich.

Tabelle 1: Reinigungstechnische Eigenschaften der verschiedenen Tensidarten

Bild 1: Ablösen von Schmutz

a

b

c

d

Schmutz

Tenside

Tenside lagern sich am Schmutz an

Tenside hüllen den Schmutz ein

Tenside transportieren den Schmutz ab

Bild 2: Entstehung des Seifenfehlers

–

–

+

+

+

Riesenmolekül

anionisches Tensid kationisches Tensid

2

16

Chemie der Inhaltsstoffe2

16

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 Syn-dets und in deren verschwenderischem, unkontrolliertem Einsatz in Wasch- und 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 Atmungsor-gane stark eingeschränkt. Der Fisch erstickt. Tenside gelten daher als fisch-giftig (fischtoxisch).

Die ökologischen Schäden durch den Einsatz von Tensiden erforderten eine gesetzliche Regelung zum Umgang mit waschaktiven Substanzen. Das bun-desdeutsche Wasch- und Reinigungsmittelgesetz (WRMG) lehnt sich an die im Oktober 2005 in Kraft getretene EU-Detergenzienverordnung an. Dem-nach dürfen im Gegensatz zum bisherigen Recht nur noch Wasch- und Rei-nigungsmittel in Verkehr gebracht werden, deren waschaktive Substanzen (Tenside) vollständig biologisch abbaubar sind.Um die Eigenschaften der Tenside zu zerstören, ist eine Trennung von hydro-philem und hydrophobem Teil erforderlich. Dadurch geht die Grenzflächen-aktivität und damit auch die Fischtoxizität verloren.

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 ab-bauen. Bei großen Mengen an Schmutz und Tensiden ist die Natur jedoch überfordert. Der Mensch setzt daher zur Reinigung von Abwässern die Klär-anlagen ein.

Den vom Menschen gesteuerten Abbauprozess übernehmen ebenfalls die Mikroorganismen in Form des Klärschlammes. Sie brauchen für diesen Stoff-wechselprozess 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 Koh-lendioxid, Wasser und Mineralsalze zerlegt (Bild 5).Bei manchen Tensiden können die während des biologischen Abbaus ent-stehenden Metabolite gefährlich für Mensch und Umwelt sein. Aus diesem Grund verzichtet die Industrie im speziellen Fall der APEO-Tenside (Nichtion-Tensid) freiwillig auf deren Einsatz, obwohl es sich dabei um sehr wirkungs-volle 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 Abbaubar-keit innerhalb von 28 Tagen mindestens 60% beträgt. Dies gilt für alle Ten-sidarten.

Weitere gesetzliche Regelungen zum Gewässerschutz sind z. B. das Wasser-haushaltsgesetz (WHG), die Trinkwasserverordnung, die Direkt- und Indirekt-einleiterverordnung, die Phosphathöchstmengenverordnung sowie kommu-nale Vorschriften.

2.2.4 Biologischer Abbau von Tensiden2.2 Tenside

Fischtoxizität

Biologischer Abbau von Tensiden

Bild 1: Fischtoxizität

Bild 2: Schaum auf Flüssen in den 50er Jahren

Bild 4: Biologische Stufe - Kläranlage

Bild 5: Sekundärabbau (Totalabbau,Mineralisierung)

Mineralien, CO2, H2O

Metabolite

Bild 3: Primärabbau

Trennung in hydrophilenund hydrophoben Teil

17

2Chemie der Inhaltsstoffe 2

17

2.3 Kalkinaktivierungsmittel2.3 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 Reini-gungsprozess. Sie blockiert einerseits die reinigungsakti-ven Tenside und hinterlässt andererseits als wasserunlös-liches Molekül einen Schmierfilm. Die Kalkseifenreaktion muss verhindert werden, um ein optimales Reinigungser-gebnis („streifenfreie Oberfläche“) zu erzielen.Die chemische Industrie setzt deshalb ihren Reinigungs-produkten so genannte Kalkinaktivierungsmittel (Enthär-ter) zu. Der Gehalt an Enthärter in einem Reinigungsmit-tel ist so bemessen, dass auch in Gebieten mit sehr har-tem Wasser gute Reinigungsleistungen erreicht werden.

Um den gelösten Kalk zu inaktivieren, gibt es mehrere Möglichkeiten. Haupt-sächlich wird zwischen Ionenaustau-schern, Komplexbildnern und Kristall-wachstumsinhibitoren unterschieden.Komplexbildner umschließen die störenden Calcium- und Magnesi-umionen, so dass sie nach außen neutral wirken. Die anionischen Ten-side können sich deshalb nicht mehr mit ihnen verbinden (Bild 2).Ionenaustauscher binden die Calci-um- und Magnesiumionen und ge-ben dafür ein Ion ab, das keine stören-de Reaktion hervorruft (Bild 3). Kris-tallwachstumsinhibitoren verhindern, dass sich der Kalk beim Auftrocknen zu Kristallen (Kalkflecken) verbindet.

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 Pflan-zenwelt eine wachstumsfördernde (düngende) Wirkung. Unter der Einwirkung von Phosphaten wuchern die Wasserpflanzen in stehenden und langsam flie-ßenden Gewässern. Die Mikroorganismen, die die vielen abgestorbenen Pflan-zenteile 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 Phosphatersatz-stoffen zu suchen.EDTA (Ethendiamintetraacetat) und NTA (Nitrilotriacetat) sind wie Phosphate Komplexbildner mit guter Wirkung. Jedoch besitzen sie ebenfalls eine umweltschädigende Eigenschaft. Sie lösen Schwer-metalle, z. B. Cadmium und Blei aus dem Grund von stehenden oder langsam fließenden Gewässern heraus. Schwerme-talle 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 Wirksam-keit 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 be-trachtet Silikate. Diese bilden die Hauptmasse der natürlich vorkommenden Gesteine und wirken daher umweltneutral.Polycarbonsäuren wirken als Kristallwachstumsinhibitoren. Sie zeigen eine gute Wirksamkeit und werden haupt-sächlich 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.

Wirkungsweise

Arten von Kalkinaktivierungsmitteln

Bild 2: Komplexbildner

– + +

+ +

Ohne Komplexbildner:Kalkseifenbildung, Tenside reinigen nicht

Mit Komplexbildner:Tenside reinigen, Kalk ist eingeschlossen

– –

Bild 3: Ionenaustauscher

Na+Ca2+

Ca2+

Na+

Na+

Na+

+

+

Ionenaus-tauschermolekül

Calcium-ion

Calciumion ist eingeschlossen

Bild 1: Kalkseifenreaktion

–

–

+ ++

– + +

Kalkseife

Bild 4: Eutrophiertes Gewässer

2

18

Chemie der Inhaltsstoffe2

18

Viele Reinigungsmittel sind gegen Oberflächen, Haut und Schmutz aggressiv. Sie enthalten oft Säuren oder Alkali-en. 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 Hydroniumio-nen“. 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 ha-ben, heißen Säuren.Flüssigkeiten, die einen pH-Wert zwischen 7 und 14 ha-ben, heißen Alkalien.Wenn der pH-Wert genau 7 beträgt, reagiert die Lösung 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.

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 Far-be 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 gelb-orange bis tiefrot. Neutrale Lösungen sind gelbgrün gefärbt, alkalische Lösungen weisen eine Farbabstufung von grün bis tiefblau auf (Bild 2).

2.4 Der pH-Wert 2.4 Der pH-Wert

Das Indikatorpapier wird mit der zu messenden Flüssigkeit benetzt. Durch Vergleichen mit der Farbskala auf dem Ge-häuse 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.

Messung des pH-Wertes

Tabelle 1: Beispiele für unterschiedliche pH-Werte gemessen mit Universalindikator

Bild 4: Messung vor Ort Bild 5: pH-ElektrodeBild 2: pH-Papier Bild 3: Hilfsmittel zur pH-Wert Messung

Bild 1: Saure und alkalische Behandlungsmittel

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

19

2Chemie der Inhaltsstoffe 2

19

Säuren sind chemische Verbindungen, die sich in einer wässrigen Lösung in Wasserstoffionen (H+) und Säurerestio-nen 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 pH-Wert, desto aggressiver und stärker dissoziiert ist die Säure. Starke Säuren färben den Universalindikator rot (Bild 1).

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 reizen oder verätzen die Haut.

Säuren werden anhand ihres chemischen Aufbaus in organische Säuren (Carbonsäuren) und anorganische Säuren (Mineralsäuren) eingeteilt. Orga-nische 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 anorgani-sche Säuren in Gewässer, bilden sie umweltschädliche Salze.

2.4.1 Säuren 2.4 Der pH-Wert

Wichtige Eigenschaften von Säuren

Arten von Säuren

Wichtige Säuren in Reinigungsmitteln

Org

anis

ch

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 pro-pantricarbonsäure)

C6H8O7 Citrate Einsatz in sauren Sanitärreinigern,WC-Reinigern

An

org

anis

ch

Säure Chemische Formel

Salze Reinigungstechnische Eigenschaften

Phosphorsäure H3PO4 Phosphate wirkt bei vielen Metallenkorrosionshemmend, 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 kalklö-send, reizend, wenig materialschädigend

Flusssäure (Fluorwasserstoffsäure) HF Fluoride giftig, ätzend, rostlösend,Einsatz zur Industrieglasreinigung

Bild 1: pH-Wert Messung von Säuren

Bild 2: Saure Behandlungsmittel

Tabelle 1: Säuren

2

20

Chemie der Inhaltsstoffe2

20

2.4 pH-Wert 2.4.2 Alkalien

Alkalien (Basen, Laugen) sind chemische Verbindungen, die in wässriger Lö-sung in Hydroxidionen (OH–) und in Metallkationen zerfallen. Dazu zählen in erster Linie die Verbindungen mit den Alkalimetallen Natrium und Kali-um. Aufgrund ihrer starken ätzenden Wirkung werden sie auch als Ätzalkali-en bezeichnet. Sie reagieren mit Wasser alkalisch, machen die Haut schlüpf-rig und können sie reizen bzw. ätzen.Da im Wasser gleich viele OH– und H+-Ionen vorliegen, erhöht sich bei Zu-gabe von Basen die OH–-Ionenkonzentration im Vergleich zur H+-Ionenkon-zentration. 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 Al-kalien 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.

Alkalien sind elektrisch leitfähig, weil sie wie die Säuren in Wasser zu Io-nen 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 Ei-

genschaft. Alkalien reagieren mit Säuren in einer Neutralisationsreaktion zu Salz und

Wasser. Dabei wird Wärme frei.

Alkalien sind sogenannte Hydroxidverbindungen. Als Hydroxide werden Mo-leküle bezeichnet, die eine oder mehrere freie Hydroxidionen (OH–-Grup-pen) enthalten. Aus Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid und Ammoniumhy-droxid entstehen die für das Gebäudereinigerhandwerk wichtigen Alkalien Natronlauge, Kalilauge und Ammoniakwasser (Salmiakgeist). Die wässrige Lösung von Natriumcarbonat (Soda) reagiert stark alkalisch und wird eben-falls in Reinigungsmitteln eingesetzt.

Wichtige Eigenschaften von Alkalien

Arten von Alkalien

Wichtige Alkalien in Behandlungsmitteln

Bild 1: pH-Wert Messung von Alkalien

Bild 2: Alkalische Behandlungsmittel

Alkalien WässrigeLösung

ChemischeFormel

Reinigungstechnische Eigenschaften Einsatzgebiete

Natrium-hydroxid

Natronlauge NaOH stark alkalisch,ätzend, verseift Fette,Natriumhydroxid ist stark hygroskopisch,Natronlauge wird zur Kernseifenherstellung verwendet

GrundreinigerAbflussreinigerBackofenreinigerGrillreinigerFassadenreinigerIndustriereiniger

Kalium-hydroxid

Kalilauge KOH stark alkalisch,ätzend, verseift Fette,nimmt aus der Luft Kohlendioxid auf,Kalilauge wird zur Schmierseifenherstellung verwendet

GrundreinigerAbflussreinigerBackofenreinigerGrillreinigerFassadenreinigerIndustriereiniger

Ammoniak-wasser

Salmiakgeist NH4OH Ammoniak ist sehr gut wasserlöslich,mittelstark alkalisch, hohes Emulgiervermögen,Ammoniakgas entweicht

alkalische Allzweckreini-ger („salmiak-verstärkt”)Grundreiniger

Natrium-carbonat

Sodalösung Na2CO3 stark alkalisch,wird zur Herstellung von Seifen und Glas verwendet

Grundreiniger, pulverför-mige WC-Reiniger

Tabelle 1: Alkalien