Archiv der Kategorie: Chemie

Wie funktioniert Sonnencreme?

So langsam macht sich doch der Sommer und vor allem die Sonne bei uns breit. Die Tage werden immer wärmer und die Sonne immer intensiver. Um sich trotzdem in die Sonne legen zu können greifen wir zur Sonnencreme um nicht am nächsten Tag mit einem ordentlichen Sonnenbrand aufzuwachen. Aber wie funktioniert eigentlich eine Sonnencreme? Wie kann sie uns vor der gefährlichen Strahlung der Sonne schützen?

Die Meisten wissen, dass die UV-Strahlung der Sonne diejenige ist, die Sonnenbrand und andere Hautschäden verursacht und dass Sonnencremes über einen UV-Schutz verfügen. Vielleicht hast du dich ja auch schon einmal gefragt, wie dieser UV-Schutz eigentlich funktioniert.

Es gibt zwei Mechanismen, die in Sonnencremes verwendet werden, um uns vor UV-Strahlung zu schützen. Einen physikalischen Effekt und einen chemischen. Für den physikalischen Effekt werden der Sonnencreme sehr kleine Teilchen aus Metalloxiden wie Titanoxid oder Zinkoxid zugegeben. Diese Teilchen, die beim Einschmieren auf der Hautoberfläche haften bleiben, wirken wie winzige Spiegel. Die Spiegel reflektieren einen Großteil des auf die Haut fallenden UV-Lichts und sorgen dadurch dafür, dass die Strahlung gar nicht erst in die Haut eindringen kann. Für den chemischen Effekt werden der Creme synthetische Stoffe beigemischt, die nach dem auftragen in die Haut eindringen und dort einen Schutzfilm bilden. In diesem Schutzfilm wird die Strahlung nicht reflektiert, sondern unschädlich gemacht. Die UV-Strahlung wird von den Stoffen absorbiert und in für uns unschädliche Infrarotstrahlung, also Wärme, umgewandelt.

Die meisten Sonnencremes kombinieren beide Effekte um möglichst effizient zu wirken. Ein 100%iger Schutz vor UV-Strahlung ist aber nie gewährleistet. Unsere Haut hat aber ja auch noch einen eigenen Schutzmechanismus, nämlich die Hautbräune. Einen Artikel zum Thema „Warum werden wir von der Sonne braun“ findest du auf diesem Link. Dort ist auch der Unterschied zwischen UV-A und UV-B Strahlung beschrieben.

Wenn du dich jetzt das nächste Mal mit einer Sonnencreme einschmierst weißt du auch was diese bewirkt und vor allem wie sie es tut.

 

Quellen:

http://www.wdr.de/tv/kopfball/sendungsbeitraege/2013/0512/sonnenmilch.jsp

http://www.pflichtlektuere.com/26/07/2013/wissenswert-so-funktioniert-sonnencreme/

https://www.welt.de/wissenschaft/article108370049/So-funktioniert-die-Chemie-der-Sonnencreme.html

Wie funktioniert ein Taschenwärmer?

Bevor die kalte Jahreszeit sich langsam dem Ende neigt, noch ein Thema für den Winter.

Wie funktionieren die Taschenwärmer?

Viele haben vielleicht schon einmal einen benutzt. Man knickt das Metallplättchen im Inneren und der Taschenwärmer wird warm. Für die Wiederverwendung muss er dann in kochendes Wasser gelegt werden. Aber was passiert dabei eigentlich, dass die Wärme frei wird?

Die Substanz, die sich im Inneren eines solchen Taschenwärmers befindet, nennt sich Natriumacetat Trihydrat. Natriumacetat ist ein Salz (allerdings keines, dass zum Verzehr geeignet ist). Trihydrat bedeutet, dass an jedem Salzmolekül drei Wassermoleküle hängen, die das Salz umgeben.

Beim Erwärmen im kochenden Wasser trennen sich die Wassermoleküle vom Salz, wodurch das Salz sich wiederum im freigewordenen Wasser lösen kann. Wie Kochsalz, dass man in Wasser gibt. Da die Menge an Salz, die im Wasser gelöst werden kann von der Temperatur abhängt, würde beim Abkühlen normalerweise das Salz wieder kristallisieren, also fest werden. Dafür benötigt es aber einen Auslöser, wie zum Beispiel eine Unreinheit oder eine raue Oberfläche. Wenn man den Taschenwärmer in Ruhe abkühlen lässt, gibt es keine Auslöser für die Kristallisation. Was jetzt entsteht ist also ein Zustand, in dem das immer noch gelöste Salz eigentlich fest werden will, aber ohne Auslöser nicht kann. Diesen Zustand nennt man „Metastabil„. Der Auslöser, der den metastabilen Zustand zum Einsturz bringt, ist das Knicken des Metallplättchens im Taschenwärmer. An der Knickstelle entsteht auf mikroskopischer Ebene eine raue Oberfläche, an der die Kristallisation beginnen kann. Wenn einmal ein Salzkristall gebildet ist geht es ziemlich schnell und es dauert nicht lange, bis der ganze Inhalt des Taschenwärmers fest ist. Die dabei entstehende Wärme, die dann die Hände wärmt, ist die Selbe, die man mit heißem Wasser reinstecken musste, um den Inhalt zu verflüssigen.

Ein Taschenwärmer ist also im Prinzip ein chemischer Wärmespeicher, den man mit heißem Wasser Aufladen und durch das Knicken des Metallplättchens wieder entladen kann.