Wäschst du deine Hände mit Seife, bekommst du den Dreck viel besser ab als nur mit Wasser. Das liegt an den Mizellen in der Seife. Was das ist, erklären wir dir hier und im Video dazu!
Inhaltsübersicht
Was sind Mizellen?
Mizellen sind 20 bis 50 Nanometer kleine kugelförmige Strukturen. Sie bestehen aus speziellen Molekülen, welche einen wasserliebenden Teil und wasserabstoßenden Teil besitzen. Moleküle mit diesen Eigenschaften nennst du amphiphil. Zu ihnen gehören beispielsweise die Tenside in Seifen.
Treffen amphiphile Moleküle auf Wasser, formieren sie sich zu einer Kugel, sodass der wasserabstoßende Teil in die Mitte zeigt. Diese Formation heißt Mizelle.
Wichtig: Hauptsächlich werden Mizellen aus Tensiden gebildet, können aber auch aus anderen amphiphilen Molekülen wie Lipiden bestehen.
Mizellen sind 20-50 Nanometer kleine, kugelförmige Formatierungen aus amphiphilen Molekülen. Sie entstehen im Wasser durch die wasserliebenden und wasserabstoßenden Eigenschaften der Moleküle. Der Vorgang zur Mizellbildung heißt auch Selbstaggregation.
Formation zu Mizellen im Wasser
Was genau passiert, wenn amphiphile Moleküle wie Tenside auf Wasser treffen? Die Tenside für sich sind erstmal ungeordnet und durcheinander. Erst im Wasser beginnen sie sich zu Mizellen zu formieren.
Grund dafür ist die wasserabweisende (hydrophobe) Seite der Tenside, welche nichts mit dem Wasser zu tun haben möchte. Um möglichst wenig Wasserkontakt zu haben, bilden sich innerhalb des Wassers kugelförmige Strukturen mit der hydrophoben Seite nach innen. Somit richtet sich die wasseranziehende (hydrophile) Seite der Tenside nach außen.
An der Wasseroberfläche bilden sich keine Kugeln, sondern Tensid-Ketten entlang der Oberfläche. Dabei richtet sich die hydrophile Seite zum Wasser hin und die hydrophobe Seite vom Wasser weg an die Oberfläche.
Übrigens: Durch Tenside entstehen Seifenblasen. Die Tenside drängen sich zwischen Wasser und Luft und machen die Oberfläche elastisch. Durch die Tenside in der Seife ist die Wasseroberfläche elastisch genug, um sich ausreichend dehnen zu können und Blasen zu bilden.
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Anwendung von Mizellen
Durch ihre fettlöslichen Eigenschaften sind Mizellen in der Kosmetik sehr beliebt. Schmutzpartikel, Talg-Überschuss und Make-up werden in der fettanziehenden Mitte der Mizellen eingeschlossen und können mit Wasser einfach weggewischt werden. Nach aktuellem Wissensstand sind Mizellen ungefährlich.
Es gibt vier verschiedene Arten von Tensiden. Die Anwendung richtet sich dabei danach, wie mild sie für die Haut sind und wie effektiv sie reinigen.
| Art | Beschreibung |
| anionische Tenside | Enthalten eine negative Ladung. Sie sind günstig in der Herstellung und reinigen sehr stark. Häufig verwendet in Waschmitteln und Seifen. Beispiel: Natriumlaurylsulfat, Natriumlaurethsulfat |
| kationische Tenside |
Enthalten eine positive Ladung. Häufig verwendet in Weichspülern, Haarpflegeprodukten und textilpflegenden Produkten. |
| Nichtionische Tenside | Enthalten keine Ladung. Häufig verwendet in Reinigungsmitteln, Emulsionen und kosmetischen Produkten. Beispiele: Polysorbat, Sorbitanmonostearat |
| Amphotere Tenside | Enthalten sowohl eine positive als auch eine negative Ladung. Je nach pH-Wert fungieren sie anionisch oder kationisch. Häufig verwendet in Shampoos, Duschgels und Reinigungsmitteln. Beispiele: Cocamidopropylbetain, Dinatriumcocoamphodiacetat |
Bildung von Mizellen
Damit Tenside Mizellen bilden können, müssen sie sich zunächst von ihren ursprünglichen Wassermolekülen lösen. Beim Loslösen verändern sich insbesondere zwei Faktoren.
- Die einzelnen Wassermoleküle verteilen sich im Wasser. Dadurch steigen die Anordnungsmöglichkeiten und somit die Unordnung. Die Entropie, als Maß für die Unordnung, steigt dadurch.
- Zudem gibt es eine Bindungsenergie zwischen den Tensiden und den Wassermolekülen. Die Energie wird in Form von Wärme freigesetzt, welche hier Mizellenbildungsenthalpie genannt wird. Sie kann mit der Gibbs–Helmholz-Gleichung berechnet werden.
Tenside
Klasse! Jetzt weißt du, was Mizellen sind und warum du ihnen häufig in deinem Alltag begegnest. Mizellen sind eng mit Tensiden verbunden. Mehr über Tenside erfährst du hier in diesem Video!
Mizellen — häufigste Fragen
(ausklappen)
Mizellen — häufigste Fragen
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Warum bilden Tenside in Wasser Mizellen?Tenside bilden in Wasser
Mizellen, weil ihre hydrophoben Teile den Kontakt mit Wasser möglichst klein halten. Deshalb lagern sich viele Tensid-Moleküle zusammen und ordnen sich kugelförmig, sodass die hydrophoben Teile innen liegen und die hydrophilen Teile nach außen ins Wasser zeigen. Dieser Zusammenschluss heißt Selbstaggregation.
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Was ist der Unterschied zwischen Mizellen im Wasser und Tensiden an der Wasseroberfläche?Mizellen im Wasser sind kugelförmige Aggregate, bei denen die hydrophoben Teile nach innen und die hydrophilen Teile nach außen zum Wasser zeigen. Tenside an der Wasseroberfläche bilden dagegen eher eine Schicht entlang der Oberfläche: Der hydrophile Teil zeigt ins Wasser , während der hydrophobe Teil aus dem Wasser heraus Richtung Luft zeigt.
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Wie waschen Mizellen Fett und Schmutz mit Wasser ab?Mizellen waschen Fett und Schmutz ab, indem sie fettige Teilchen in ihrem hydrophoben Inneren einschließen. Außen bleibt die Mizelle durch die hydrophilen Teile gut im Wasser „löslich“, sodass das eingeschlossene Fett mit dem Wasser mitgezogen und beim Abspülen entfernt werden kann, statt am Gegenstand zu haften.
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Welche Rolle spielen Entropie und Wärmefreisetzung bei der Mizellenbildung?Entropie (Maß für Unordnung) steigt bei der Mizellenbildung, weil Wassermoleküle, die zuvor an einzelne Tenside gebunden waren, sich danach freier im Wasser verteilen können. Außerdem wird beim Loslösen und Neuordnen Bindungsenergie als Wärme frei, was als Mizellenbildungsenthalpie (Wärmeänderung) beschrieben wird.
Tenside verstehen
Mizellen gehören zum Themenfeld der Tenside und sind ein wichtiges Beispiel aus der Chemie im Alltag. Wer sich mit Tensiden beschäftigt, betrachtet ihren Aufbau, ihre Wirkung in Wasser und ihren Einsatz in Seifen, Waschmitteln und Kosmetik. Dabei wird klar, wie wasserliebende und wasserabweisende Teile zusammenwirken und warum Fette so besser entfernt werden können. Weitere Videos dazu findest du in unserem Chemiebereich.