Mizellen

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In diesem Artikel erklären wir dir alles, was du für deine nächste Klausur über Mizellen wissen musst! 

Mizellen erweitern den Themenbereich Lipide und werden im Fach Chemie behandelt.


StudySmarter wünscht dir viel Spaß beim Lesen!




Was versteht man unter Mizellen?


  • Mizellen werden auch Assoziationskolloide genannt. 


  • Sie sind Aggregate aus amphiphilen Molekülen, also grenzflächenaktiven Substanzen, sie sich in einem Dispersionsmedium spontan zusammenlagern. Dieses Medium ist meistens Wasser. Den Vorgang nennt man auch Selbstaggregation.


  • Mizellen können sich ab einer bestimmten Stoffkonzentration aufgrund ihrer Neigung der Tenside zur Phasentrennung bilden. Das heißt, die hydrophilen (wasserliebend) Teile (Köpfe) der Tensidmoleküle richten sich zu den nebenliegenden Wassermolekülen aus, während die hydrophoben (wassermeidend) Teile (Schwänze) sich zusammen lagern und eine eigene Phase bilden.


  • Solch eine Mizelle ist üblicherweise wenige Nanometer groß. Beispielsweise hat eine SDS-Mizelle in Wasser eine Größe von ca. 4 Nanometern.




Abb. 1: Aufbau einer Mizelle im direkten Vergleich zum Liposom.

 




Inverse Mizellen


Mizellen mit umgekehrter Orientierung nennt man inverse Mizellen. Die gibt es in organischen Lösungsmitteln. Neben der geometrischen Form als Kugel gibt es auch andere Formen, wie z.B. Stäbchen, Plättchen etc., welche abhängig von dem Größen- und Längenverhältnis von Kopf bis Schwanz ist.


Flüssigkristalle


Wenn eine Lösung hochkonzentriert an grenzflächenaktiven Substanzen ist, bilden die vielen Mizellen, welche gebildet werden, höhere Ordnungszustände, welche auch Flüssigkristalle genannt werden.




Bindungsenergie


Der Mizellen-Bildungs-Prozess liegt einem thermodynamisches Gleichgewicht zugrunde, weshalb Mizellen sich immer spontan bilden können. Die treibende Kraft ist die Freisetzung von Wassermolekülen, welche zuvor mit den Tensid-Molekülen assoziiert waren. 

Dadurch nimmt die Entropie zu. 


Die Wärme der Mizellenbildung lässt sich anhand einer Formel beschreiben:


 


  • n      = Konstante, variiert zwischen 1 und 2 je nach Ladung der Mizellen
  • Ck     = kritische Konzentration der Mizellenbildung 
  • T      = Temperatur in Kelvin
  • R     = universelle Gaskonstante
  • ΔHm      = Mizellenbildungsenthalpie




Das Wichtigste zu Mizellen auf einen Blick!


Durchatmen! Du hast es bis zum Ende geschafft! Nun eine kurze Checklist, ob du alles verstanden hast:


Was ist eine Mizelle?


  • Eine Mizelle sind Aggregate aus grenzflächenaktiven Substanzen, welche sich meist in Wasser zusammenlagern.
  • Sie bilden sich ab einer bestimmten Stoffkonzentration.
  • Der Kopf ist hydrophil und richtet sich zu den benachbarten Wassermolekülen. Während der Schwanz hydrophob ist und eine eigene Phase bildet.


Gut gemacht! Nachdem du alles abgehakt hast, solltest du nun alles über Mizellen wissen.


Finales Mizellen Quiz

Frage

Worauf beruht die Waschwirkung von Seifen?

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Antwort

Die Waschwirkung von Seifen basiert auf: 

  • Netzkraft (Herabsetzung der Oberflächenspannung)

  • Emulgier- und Suspendiervermögen

  • Schmutztragevermögen









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Frage

Welche Vor- und Nachteile weisen Seifen auf? 

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Antwort

Seifen sind biologisch abbaubar, jedoch haben sie in wässriger Lösung eine Protonenakzeptor Eigenschaft, weshalb sie auf die wässrige Lösung eine basische Wirkung hat und folglich hautreizend sind. Sie sind außerdem säureempfindlich. Dabei reagiert die Carboxylatgruppe mit Wasser zu einem Oxonium Ion unter Abscheidung einer freien Fettsäure. Es bildet sich ein weißer Niederschlag. Es kommt zum Verlust der Waschwirkung und Verschmutzunge der Wäsche. Darüber hinaus sind Seifen härteempfindlich. Hierbei reagieren Carboxylationen mit Ionen des Kalkwassers und bilden Kalkseife Niederschläge. Die Seife verliert ihre Waschwirkung und die Wäsche verschmutzt mit dem Kalk-Niederschlag. 



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Frage

Welche 4 unterschiedlichen Arten von Tensiden gibt es? Erklären Sie in wiefern sie sich voneinander unterscheiden.  

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Antwort

Es gibt nichtanionische, anionische, kationische und amphotere Tenside. Nichtanionische Tenside bestehen aus Alkohol und Ethergruppen. Anionische Tenside besitzen Carboxylat-, Sulfonat- und Sulfatgruppen. Kationische Tenside besitze Ammoniumgruppen. Amphotere Tenside bestehen aus Ammonium-und Carboxylatgruppen. 

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Frage

Ordnen Sie folgende Fettsäuren die jeweiligen Schmelzpunkte zu:  Palmitinsäure, Stearinsäure, Ölsäure, Linolsäure und Linolensäure. 73°C, 13 °C, 62°C, -5 °C und -11°C.

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Antwort

Palmitinsäure63°C
Stearinsäure70°C
Ölsäure13°C
Linolsäure-5°C
Linolensäure-11°C


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Frage

Welche Ionen befinden sich in Kernseife bzw. Schmierseife?

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Antwort

Natrium- und Kaliumionen befinden sich jeweils in Kernseife und Schmierseife. 

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Frage

Vervollständigen Sie folgenden Lückentext:


Fette sind energiereiche ____. Sie können als ____ gespeichert werden und bei  ____ abgebaut und verwertet werden.  Fette haben ebenfalls eine isolierende Funktion, sie sind ____. Darüber hinaus werden Fette für die Herstellung von ____ verwendet. ____ sind Gewebehormone, die aus Fetten synthetisiert werden. ____ sind Proteine, welche zuständig sind für den Abbau von Fetten. 

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Antwort

Fette sind energiereiche Markomoleküle. Sie können als Speicherstoffe/Fettreserven gespeichert werden und bei  Nahrungsmangel abgebaut und verwertet werden. Fette haben ebenfalls eine isolierende Funktion, sie sind Wärmeisolatoren. Darüber hinaus werden Fette für die Herstellung von Hormonen verwendet. Prostaglandine sind Gewebehormone, die aus Fetten synthetisiert werden. Lipasen sind Proteine, welche zuständig sind für den Abbau von Fetten. 

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