ZahnpflegemittelChemie rund um den Mund

Inhaltsübersicht1. Warum putzen wir unsere Zähne?2. Aufbau eines Zahns3. Fluoretten – Zahnpflege schon bei

Milchzähnen!4. Inhaltsstoffe von Zahnpasta & Co5. Ein Blick in die Tube

1. Warum putzen wir unsere Zähne?

Versuch 1: pH-Wert im Mund• vor Verzehr des Kaugummis: etwa pH 5-6

C6H12O6 Plaque

BakterienLactobacillus

• nach Verzehr des Kaugummis: pH 7

H3O+(aq) + OH-

(aq) 2 H2O

CO32-

(aq) + H2O HCO3-(aq) + OH- (aq)

O

OH

OH

2

2. Aufbau eines Zahns

Zahnschmelz

ZahnschmelzHydroxylapatit: hexagonal dipyramidal

wenig Säure: 2 Ca5(PO4)3OH(s) + 2 H3O+

(aq) 3 Ca3(PO4)2(s) + 1 Ca2+(aq) + 4

H2O

viel Säure: 2 Ca5(PO4)3OH(s) + 8 H3O+

(aq) 6 HPO42-

(aq) + 10 Ca2+(aq)+ 10

H2O

3. Fluoretten – Zahnpflege schon bei Milchzähnen!

Versuch 2: Fluorid-Nachweis

[FeCl2(H2O)4]+(aq) + 2 SCN-

(aq) [Fe(NCS)2(H2O)4]+(aq) + 2

Cl-(aq)

gelb blutrot[Fe(NCS)2(H2O)4]+(aq)+ 5 F-

(aq) [FeF5(H2O)]2-(aq) + 2 SCN-

(aq)+ 3 H2O

blutrot farblos

Was passiert am Zahn:

Ca5(PO4)3OH(s) + F-(aq) Ca5(PO4)3F(s) + OH-

(aq)

Hydroxylapatit Fluorapatit

02000400060008000

100001200014000

max. Fluorid-gehalt in1/ppm

Fluorid-gehalt in1/ppm

Wieviel Fluorid ist drin in...

0200400600800

1000120014001600

ZP allgemein Meridol aronal/elmex Kinder ZP

max. Fluorid-gehalt in1/ppm

Fluorid-gehalt in1/ppm

Morgens aronal, abends elmex...

4. Inhaltsstoffe von Zahnpasta & Co4.1 Feuchthaltemittel4.2 Abrasionsstoffe 4.3 Zahnaufheller4.4 Geschmacks- und Farbstoffe4.5 Weitere Zusatzstoffe4.6 Herstellung einer Zahnpasta

4.1 Feuchthaltemittel• WasserVersuch 3: Wasser-Nachweis

• Sorbit• Glycerin • Alkohole z.B. 1,2-Propandiol (Propylenglycol)

CuSO4·H2O(s) + 4 H2O [Cu(H2O)4]SO4·H2O

weiß blau

4.2 Abrasionsstoffe

Demonstration 1: Abrasionswirkung

• Grundstoffe: CaCO3 und (SiO2)·nH2O• zusätzliche Abrasionsstoffe: Aluminiumoxid und Polymere

Zahnpasta RDA-Wert BeispielSensitiv 20-30 Elmex Sensitiv„Normale“ 60-80 Meridol, Kinder

ZPWhite > 100 Raucher ZP

RDA-Wert: „Radioaktive Dentin Abrasion“

Abhängig von der Härte, Größe und Oberflächenstruktur des Putzkörpers

Versuch 4: CaCO3-Gehalt in Zahnpasta

CaCO3(s) + 2 H3O+(aq) + 2 Cl-(aq) Ca2+

(aq) + 2 Cl-(aq) + CO2(g) + 3 H2O H3O+

(aq) + Cl-(aq) + Na+(aq) + OH-

(aq) Cl-(aq) + Na+(aq) + 2

H2O

N N

OHO

OO

O3S

Bei pH = 12,5 : 3-

[HInd]3-(aq) =-

-

-

Vorbereitung:

Calconcarbonsäureverreibung

Komplexometrische Titration von Ca2+

2-

Na2H2EDTA CaEDTA 2-

2 Na+

Ca2+(aq) + [HInd]3-

(aq) + H2O [CaInd]2-(aq) + H3O+

(aq) blau violett

[CaInd]2-(aq) + [H2EDTA]2-

(aq) + 2 H2O [CaEDTA]2-(aq) + [HInd]3-

(aq) + H3O+

(aq) violett farblos blau

N N

OHO

O

O

O

OH

O-O

2-

4.3 ZahnaufhellerDemonstration 2: Wasserstoffperoxidgehalt in Zahnaufhellern

1-2Wochen

H2O2 (aq) H2O + O-1 0-2<Kat

>

Zuckeralkohole

ZuckeraustauschstoffeHaushaltszuckerSaccharose

„Zucker“

Fructose

4.4 Geschmacks- und Farbstoffea) Geschmacksstoffe

SüßstoffeSaccharin

Cyclamat Aspartam

Süßungsmittel

nährstoffhaltig nicht nährstoffhaltig

Sorbit Mannit Xylit

OH

OHH

HOH

OHH

OHHH

Zuckeraustauschstoffe

Zuckeralkohole

Versuch 5: Cool-EffektLösungswärme von Xylit: Hsolv = +23 kJ·mol-1 Einwaage: 1,5 g entspricht 0,01 mol

H(Xylit)=Qn(Xylit)

= C(H2O) · m(H2O) · T n(Xylit)

T = H(Xylit) · n(Xylit)

C(H2O) · m(H2O)

T = 23000 J·mol-1 · 0,01 mol4,18 J·g-1·K-1 · 50 g

= 0,9 K

b) Farbstoffe: Versuch 6: Farbstoffchromatogramm

Fließmittel: Trinatriumcitrat-Lösung : Ammoniak-Lösung : Ethanol : H2O 40 : 10 : 3 : 3DC: Cellulose auf Kunststoff Laufzeit: 35 min.

0,66124Cochenillerot A16255

131Patentblau V42051

Rf-WertE-NummerFarbstoffCI-Nummer0,90

• Waschaktive Substanzen, Tenside, Oberflächenbenetzer z.B. Natriumdodecylsulfat

• Weißtöner z.B. Titandioxid

• Verdickungsmittel z.B. Gummi arabicum, HEC

• Ionenaustauscher z.B. Pentanatriumtriphosphat

• Emulgatoren, Konservierungsmittel ...

4.5 Weitere Zusatzstoffe

POO O

PO

O

P OO

O OO

Na+

Na+

Na+ Na

+

Na+

-

-

-

-

-

Na+

O O3S 10

-

-- - -

-

4.6 Demonstration 3: Herstellung einer Zahnpasta

Zutaten: - 0,4 g Fluoretten (entspr. 5 mg Fluorid) - 11 g Glycerin- 5 g Sorbit - 10 g Calciumcarbonat

- 2,5 g Xylit - einige Tropfen Aromaöl

Wasser mit Farbstoff, bis zur gewünschten Konsistenz

5. Blick in die Tube• Wie kommen die Streifen in die Tube?

• Wie lange kann ich eigentlich mit 100 ml Zahnpasta meine Zähne putzen?

~ 55 – 70 Tage, denn: 1,5 – 2 cm pro Zahnbürste, 2 mal am Tag putzen,also 3 – 4 cm am Tag; 220 cm aufgetragen

Eigene Zähne bis ins hohe Alter• schon im Kindesalter: Fluoretten und Kinderzahnpasta

... und wenn es zu spät ist: Gebissreiniger

• ein Leben lang:- Zahnpasta- Zahnspülungen- Zahnseide / Interdentalbürsten - alle 2 Monate: neue Zahnbürste

• für zwischendurch: - Brush Aways- Zahnpflegebonbons / -kaugummis

Da war`s schon zu Ende...

leider zu weit geklickt!

4.2 Stoffe zur Kariesprävention• Fluoride:

- Natriumfluorid - Aminfluoride (Decafluor/Olafluor )- Zinnfluorid

• Puffersubstanzen bzw. Basen:- K/NaOH, Na2CO3

- Zitronensäure/Milchsäure