Wie funktioniert Seife? Das zweigesichtige Molekül, das sauber macht

Versuch einmal, eine fettige Pfanne nur mit Wasser zu spülen: Das Fett perlt ab und rutscht umher. Ein Tropfen Seife, und das Fett lässt los. Das wirkt alltäglich, ist aber ein schönes Stück Chemie. Das Geheimnis steckt in einem Molekül mit gespaltener Persönlichkeit.

Wasser und Öl mischen sich nicht

Wassermoleküle sind polar: Sie haben ein leicht positives und ein leicht negatives Ende und halten deshalb stark zusammen. Öle und Fette sind unpolar. Sie können solche Anziehungskräfte mit Wasser nicht aufbauen; das Wasser drängt sie beiseite, und Fett sammelt sich in Tröpfchen oder Filmen.

Der meiste Schmutz auf Händen und Kleidung wird von Fetten festgehalten: von den natürlichen Hautfetten, Speisefett oder Schmiere. Deshalb spült Wasser zwar Salz oder Zucker ab, aber keinen fettigen Fingerabdruck.

Ein Molekül mit zwei Gesichtern

Ein Seifenmolekül löst das Problem, indem es beides zugleich ist.

• Ein Ende, der Kopf, trägt eine elektrische Ladung. Er liebt Wasser und löst sich leicht darin. Chemiker nennen ihn hydrophil.
• Das andere Ende, der Schwanz, ist eine lange Kette aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen, ähnlich wie Fettmoleküle. Er meidet Wasser und löst sich in Fett – er ist hydrophob.

Solche Moleküle heißen Tenside. Sie senken außerdem die Oberflächenspannung des Wassers, sodass es sich ausbreitet und in Stoffe und feine Hautfalten eindringt.

Mizellen: winzige Käfige für Fett

Trifft Seifenwasser auf einen Fettfleck, ordnen sich die Seifenmoleküle von selbst. Ihre Schwänze schieben sich ins Fett, um dem Wasser zu entkommen, während die Köpfe nach außen ins Wasser zeigen.

Durch Reiben zerfällt das Fett in kleinere Tröpfchen, und jedes wird von Seifenmolekülen umhüllt: Es entsteht eine winzige Kugel, die Mizelle. Von außen sieht sie aus, als bestünde sie aus wasserliebenden Köpfen, deshalb bleibt sie im Wasser in der Schwebe, statt wieder an der Haut zu haften. Beim Abspülen werden die Mizellen samt Schmutz fortgetragen.

Wie Seife manche Keime zerstört

Seife wäscht nicht nur Schmutz ab. Viele Viren, darunter Grippe- und Coronaviren, sind von einer dünnen Hülle aus Fettmolekülen umgeben. Auch Bakterien haben Membranen aus Fetten.

Die fettliebenden Schwänze der Seifenmoleküle können sich in diese Fetthüllen schieben. Drängen immer mehr Seifenmoleküle hinein, reißt die Hülle auf – ähnlich wie eine platzende Seifenblase. Ohne Hülle kann das Virus keine Zellen mehr infizieren. Die Bruchstücke werden in Mizellen eingeschlossen und weggespült.

Warum die 20 Sekunden zählen

Gesundheitsbehörden wie die US-amerikanischen Centers for Disease Control and Prevention empfehlen, die Hände mindestens 20 Sekunden lang mit Seife und Wasser zu waschen. So hat die Seife Zeit, sich überall zu verteilen, Fette zu lösen, Keime aufzubrechen und abzulösen. Die Reibung beim Aneinanderreiben der Hände ist dabei ein wichtiger Teil.

Vergiss die oft übersehenen Stellen nicht: Handrücken, Fingerzwischenräume, Daumen und unter den Nägeln. Gründliches Abspülen und Abtrocknen mit einem sauberen Handtuch runden das Ganze ab, denn nasse Hände nehmen Keime leichter auf und verbreiten sie.

Seife, Tenside und hartes Wasser

Klassische Seife entsteht, wenn Fette oder Öle mit einer starken Lauge wie Natronlauge erhitzt werden – die Verseifung. Sie ist mild und wirksam, hat aber eine Schwäche. In hartem Wasser mit viel Calcium und Magnesium binden die Seifenmoleküle an diese Mineralien und bilden einen unlöslichen grauen Belag: Kalkseife, den Rand in der Badewanne.

Synthetische Tenside, im 20. Jahrhundert entwickelt, funktionieren genauso wie Seife, ihre Köpfe binden aber nicht an Calcium und Magnesium. Deshalb bestehen die meisten heutigen Waschmittel, Spülmittel und Shampoos aus solchen Tensiden.

Kurz gesagt

• Wasser allein entfernt fettigen Schmutz nicht, weil sich Öl und Wasser nicht mischen.
• Ein Seifenmolekül hat einen wasserliebenden Kopf und einen fettliebenden Schwanz.
• Seifenmoleküle umschließen Fett in winzigen Mizellen, die Wasser wegspült.
• Seife zerstört die Fetthülle von Viren wie Grippe- und Coronaviren.
• Mindestens 20 Sekunden Waschen und Reiben aller Stellen geben der Seife Zeit zu wirken.
• Synthetische Tenside wirken auch in hartem Wasser.