Redoxchemie im Kontext der Dauerwelle · Nessler band von ihrem langen Haar drei Strähnen ab,...

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45 RAAbits Chemie, November 2013

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15. Redoxchemie im Kontext der Dauerwelle

Redoxchemie im Kontext der Dauerwelle

Dr. Leena Bröll, Gundelfingen, Dr. Nicole Kunze, Kirchzarten

Niveau: Sek. II

Dauer: 3 Doppelstunden

Bezug zu den KMK-Bildungsstandards

Fachwissen:

Elektrische Energie in chemischen Reaktionen/Redoxchemie/chemische Energetik: Festigung des Energieübertragungsbegriffs, Ermittlung der Oxidationszahlen über die Molekülstruktur, Festigung des Aufstellens von Redoxgleichungen, Bindungs-arten (Vergleich von Wasserstoffbrücken, Disulfidbrücken und Ionenbindung)

Erkenntnisgewinnung:

Treffen von sicherheits- und umweltrelevanten Maßnahmen. Fachgerechter Umgang mit Chemikalien. Experimente planen, durchführen, beobachten und Schlussfolgerungen ziehen, aus Texten und Podcast wichtige Informationen ziehen, Informationen selbstständig erarbeiten

Kommunikation:

Fachlich korrektes und folgerichtiges Argumentieren, richtiger Gebrauch der Fach-sprache, Austausch über Inhalte aus Texten/Podcast

Bewertung:

Erkennen der Bedeutung des Unterrichtsgegenstandes für den Alltag

Der Beitrag enthält Materialien für:

ü Offene Unterrichtsformen ü Schülerversuche

ü Fachübergreifenden Unterricht ü Hausaufgaben

Hintergrundinformationen

Bereits im 17./18. Jahrhundert, also im Barock und Rokoko, galten gelockte Haare als Statussymbol. So wurden Haare für Perücken und sonstige Haarteile dauerhaft gekraust. Man wickelte die Haarsträhnen auf Kraushölzer und kochte diese mehrere Stunden in einer alkalischen Lösung. Nach dem Abkühlen wurde mit Essigwasser neutralisiert. Für die Umformung waren also Alkali und Wärme notwendig. Für die Anwendung beim Kopfhaar war dieses Verfahren natürlich untauglich.

Karl Ludwig Nessler gilt als Vater der Dauerwelle. Seine erste „Kundin“ war seine Frau Katharina. Nessler band von ihrem langen Haar drei Strähnen ab, feuchtete sie mit unterschiedlichen alkalischen Flüssigkeiten an und wickelte sie auf Metallstäbe. Diese erhitzte er mit einer glühenden Zange. Anfangs wurde Katharina für die Dauerwellver-suche ihres Mannes arg gestraft: Die erste Haarsträhne löste sich vom Kopf. Unter der zweiten bildete sich eine dicke, schmerzhafte Brandblase, von einer Locke war keine Spur zu sehen. Erst die dritte Haarsträhne war und blieb gewellt. Die Dauerwelle war erfunden. Nach einigen Weiterentwicklungen erhielt Nessler 1908 auf seine Erfindung der Dauerwelle einen internationalen Patentschutz zugesprochen. Die Dauerwelle trat ihren Siegeszug an.

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http://www.netzwerk-lernen.de/::12915.html

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www.nessler-todtnau.de/index.php?site=erfindung&menu=erfindung

Hier finden sich zahlreiche Informationen über Karl Ludwig Nessler und die Dauer-welle.

Bezugsquellen

• Dauerwellprodukte (Wellmittel und Fixiermittel im Doppelpack) können im Droge-riemarkt günstig erworben werden (ca. 3 €).

• Haarsträhnen können im Internet bestellt werden, z. B. unter www.x10sion.de (25 Strähnen ca. 20 €) oder im Friseurfachhandel erworben werden. Dabei ist darauf zu achten, dass es sich um Echthaarsträhnen handelt und nicht um Kunsthaar.

• Ammoniumthioglykolat ist als 60%ige Lösung bei SIGMA-ALDRICH zu bestellen (www.sigmaaldrich.com; Suchname: Ammonium thioglycolate solution, 1 Liter ca. 35 €).

Materialübersicht pro Experimentiergruppe

· V = Vorbereitungszeit SV = Schülerversuch Ab = Arbeitsblatt · D = Durchführungszeit Fo = Farbfolie FoVo = Folienvorlage Info = Informationsblatt

M 1 Fo Neulich im Internet

M 2 Ab, SV Station 1: Biologischer Aufbau des Haares

· V: 1 min

· D: 5 min

r1 langes menschliches Haar

M 3 Ab, SV Station 2: Das Locken von Haaren – Wasserwelle und

Dauerwelle

· V: 5 min

· D: 10 min

rLeitungswasser

r2 gekaufte Haarsträhnen

rWellmittel

rFixiermittel

rFöhn

r2 Glasstäbe

r3 Reagenzgläser

rNescofilm

rKristallisierschale

M 4 Ab Hausaufgabe: Inhaltsstoffe eines Dauerwellproduktes

M 5 Ab, SV Reduzierende Wirkung des Wellmittels/Oxidierende

Wirkung des Fixiermittels

· V: 5 min

· D: 10 min

rIod-Kaliumiodid-Lösung

rStärkelösung

rWellmittel

rFixiermittel

rheißes Leitungswasser

rReagenzglas

r2 Einmalpipetten

rBecherglas, 250 ml

r2 Messzylinder, 10 ml

rSchutzbrillen

M 6 Ab Oxidationszahlen in Molekülen

M 7 Ab, Info Gruppenpuzzle zu chemischen Bindungen im Haar

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M 8 Ab, SV Spalten einer Disulfidbindung – ein einfacher Modellver-

such zur Funktionsweise einer Dauerwelle

· V: 5 min

· D: 10 min

rWasserstoffperoxid, w = 2 %

rAmmoniumthioglykolat, w = 10 %

rPufferlösung, pH = 7 (Kalium-dihydrogenphosphat/di-Natri-umhydrogenphosphat)

rCystein

rWasser, dest.

rheißes Wasser für Wasserbad

rReagenzglas

rWaage

rReagenzglasständer

rSpatel

r2 Einmalpipetten

rMesszylinder, 10 ml

rSchutzbrillen

M 9 Ab, Info Die Dauerwelle im Wandel der Zeit

M 10 Ab, SV Die Mildwelle – Tippkarten

· V: 5 min

· D: 10 min

rWasserstoffperoxid, w = 2 %



rPufferlösung, pH = 7 (Kalium-dihydrogenphosphat/di-Natri-umhydrogenphosphat)

rCystein

rheißes Wasser für Wasserbad

r3 Einmalpipetten

r2 Reagenzgläser

rReagenzglasständer

rWaage

rMesszylinder, 10 ml


rSchutzbrillen

M 11 FoVo, Info Wir nehmen einen Podcast auf

Die Erläuterungen und Lösungen finden Sie ab Seite 19.

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15. Redoxchemie im Kontext der Dauerwelle6 von 24


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M 1 Neulich im Internet

Hallo,

wahrscheinlich wurde diese Frage schon 100-mal in diesem Forum gestellt, aber ich bin mir halt nicht sicher. Ich war heute Morgen beim Friseur und habe eine Dauerwelle machen lassen. Und da hieß es, dass ich meine Haare 2–3 Tage lang nicht waschen darf, weil sonst die Dauer-welle kaputtgeht. Stimmt das? Und was ist, wenn ich in den Regen komme?

Bitte antwortet … Tina

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M 3 Station 2: Das Locken von Haaren – Wasserwelle

und Dauerwelle

Viele Menschen drehen sich abends ins nasse Haar Lockenwickler und haben am nächsten Morgen schöne Wellen im Haar. Warum also zum Friseur gehen und für viel Geld eine Dauerwelle machen lassen? Finden Sie den Unterschied zwischen Wasser- und Dauerwelle heraus.

Schülerversuch: Wasserwelle und Dauerwelle im Vergleich

· Vorbereitung: 5 min Durchführung: 10 min

Chemikalien/Gefahrenhinweise Geräte

rLeitungswasser

r2 gekaufte Haarsträhnen

rWellmittel

rFixiermittel

rFöhn

r2 Glasstäbe

r3 Reagenzgläser

rNescofilm


Entsorgung: Abguss/Restmüll

Versuchsaufbau

Versuchsdurchführung und Aufgaben

Wickeln Sie beide Haarsträhnen auf je einen Glasstab und fixieren Sie sie am oberen und unteren Ende mit Nescofilm. Füllen Sie ein Reagenzglas mit Wasser und stellen Sie eine Haarsträhne für zwei Minuten hinein. Tupfen Sie nach Ablauf der Zeit die Haarsträhne am Glasstab ab, föhnen Sie sie trocken und wickeln Sie sie anschließend vorsichtig vom Glasstab ab.

Füllen Sie in das zweite Reagenzglas Wellmittel und in das dritte Reagenzglas Fixier-mittel. Stellen Sie die zweite Haarsträhne für zwei Minuten in das Wellmittel hinein. Waschen Sie danach die Haarsträhne am Glasstab ab und stellen Sie sie in das Reagenzglas mit Fixiermittel. Nehmen Sie nach 60 Sekunden die Haarsträhne aus dem Fixiermittel, spülen Sie sie mit Leitungswasser ab und föhnen Sie sie mit dem Föhn trocken. Nun können Sie die Haarsträhne vom Glasstab wickeln.

Aufgabe 1: Notieren Sie sich das Ergebnis der Wasserwelle und der Dauerwelle.

Tauchen Sie jetzt beide Haarsträhnen kurz in die Kristallisierschale mit Wasser und trocknen Sie diese danach mit einem Papiertuch ab. Wiederholen Sie die Wasserbe-handlung.

Aufgabe 2: Notieren Sie sich auch nun das Aussehen beider Haarsträhnen.

GlasstabNescofilm

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M 4 Hausaufgabe: Inhaltsstoffe eines Dauerwell-

produktes

Auf den Verpackungen eines Dauerwellprodukts findet man folgende Informationen:

INGREDIENTS WELLMITTEL (u. a.): Aqua, Ammonium Thioglycolate, Ammonium bicarbo-

nate, Ammonia; PEG-35 Castor Oil, Cocamidopropyl Betaine, Parfum, Styrene/PVP Copo-

lymer, Laureth-4, PEG/PPG-14/4 Dimethicone, Bis(c13-15 Alkoxy) PG-Amodimethicone,

Tetrasodium EDTA, Hydrolyzed Silk, Glycol, Sodium Benzoate, Phenoxyethanol, Methyl-

paraben, Linalool, Citronellol

INGREDIENTS FIXIERMITTEL (u. a.): Aqua, Hydrogen Peroxide, Propylene Glycol, PEG-150/

Decyl Alcohol/SMDI Copolymer, Sodium Laureth Sulfate, Cocamidopropyl Hydroxysul-

taine, Coceth-10, Parfum, Etidronic Acid, Polyquaternium-11, Acetaminophen, Benzoic

Acid, Linalool, Citronellol, Geraniol

Aufgabe: Informieren Sie sich im Internet, welcher Bestandteil zu

welchem Zweck eingesetzt wird.

WELLMITTEL

Reduktionsmittel

Alkalisierungsmittel und pH-Stabilisatoren

Penetrationshilfsmittel

Duftstoffe, Emulgatoren, Konservierungsmittel und Tenside (Schaumverstärker)

Kämmbarkeitsverbessernde Stoffe

Trübungsmittel und Farb-stoffe

FIXIERMITTEL

Oxidationsmittel

Quellmittel, Emulgator

Stabilisatoren

Pflegende und duftende Zusätze

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Zu M 7: Chemische Bindungen im Haar

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M 11 Wir nehmen einen Podcast auf

Geschafft! In der zurückliegenden Unterrichtseinheit haben Sie viel über Haare und die Funktionsweise einer Dauerwelle kennengelernt.

Erstellen Sie in Kleingruppen (3–4 Lernende pro Gruppe) einen Podcast, der maximal drei Minuten lang ist und in dem Sie die wesentlichen Inhalte noch einmal auf unter-haltsame und lehrreiche Weise zusammentragen.

Hier ein paar hilfreiche Tipps:

Vorbereitung

Schreiben Sie den Text auf ein Blatt Papier und üben Sie ihn ein paar Mal zu lesen. Dadurch ist der Textinhalt vertraut, und Fehler beim Ablesen werden vermieden.

Aufnahme

Zur Aufnahme eignet sich z. B. ein Diktiergerät.

Raumsituation

Wenn man innerhalb eines Raumes aufnimmt, muss man darauf achten, dass nicht zu viel Hall entsteht. Kahle Wände und vor allem glatte Fenster-fronten sind die Hauptursache für Hall, der sich nachher störend auf die Aufnahme legt und es den Zuhörern unnötig schwer macht, dem Gespro-chenen zu folgen. Von Vorteil sind deshalb: schräge Wände, Bücherregale, Pflanzen, Polstermöbel und Teppiche, Wandteppiche oder Vorhänge.

Sprecherposition

Eine bequeme Sitzposition ist wichtig, am Besten aufrecht, sodass der Brustkorb und Bauchbereich seine volle Atmungsunterstützung entwi-ckeln kann. Gut ist auch eine Sprechposition im Stehen.

Mikrofon

Wenn mehrere Personen sprechen, sollten Sie darauf achten, dass bei der Weitergabe des Mikrofons nicht zu viel Rauschen entsteht. Das Mikrofon nahe an den Mund halten und normal sprechen.

Am Anfang ist es immer komisch, sich selbst aufzunehmen, und vor allem, seine eigene Stimme aufgenommen zu hören. Versuchen Sie es ein paar Mal, Sie werden sehen, wie schnell gute Ergebnisse dabei herauskommen.

Viel Freude bei der Präsentation!

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Erläuterungen und Lösungen

Erläuterung (M 2)

Das Haar ist von einer Schuppenschicht umgeben, die aus flachen, verhornten, abge-storbenen Zellen besteht. Diese sind in Wuchsrichtung angeordnet.

Lösungen (M 2)

Zu 1.:

Zu 2.: Fährt man von der Wurzel aus in Richtung Haarspitze, fühlt sich das Haar glatt an. Fährt man von der Haarspitze zur Wurzel zurück, fühlt man einen Widerstand.

Erläuterung (M 3)

Bei diesem Versuch stellen die Schülerinnen und Schüler eine Wasserwelle und eine Dauerwelle phänomenologisch nach. Die Wasserwelle kennt jeder, der schon einmal Lockenwickler ins nasse Haar gedreht hat und anschließend gelockte Haare hatte, wobei die Locken nicht von Dauer waren. Eine Wasserwelle entsteht aber auch unbe-absichtigt, wenn man mit feuchten Haaren ins Bett geht und am nächsten Morgen Haarwirbel etc. hat, die nur schwer zu bändigen sind, bis man die Haare erneut gewa-schen hat.

Lösungen (M 3)

Zu 1.: Bei der Dauerwelle sind nach dem Abwickeln der Haarsträhne deutliche Locken entstanden. Bei der Wasserwelle sind nach dem Abwickeln der Strähne auch Locken entstanden, jedoch sind die Locken nicht so deutlich wie die der Dauerwelle.

Zu 2.: Feuchtet man die Locken der Wasserwelle an, lassen die Locken deutlich nach und verschwinden nach erneutem Befeuchten. Die Locken der Dauerwelle hingegen sind nach dem Waschen genauso wellig wie zuvor. Diese bleiben auch nach einem erneuten Wasserbad in der gleichen Intensität erhalten.

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