Experimente Kosmetik Arbeitsgemeinschaften Chemie - BASF.com

Arbeitsgemeinschaften
Chemie
Experimente Kosmetik
Emulsionen
1. Öl und Wasser lieben sich nicht
2. Bestandteile einer Creme / Lotion bzw.
eines Shampoos / Duschgels
3. Bestimmung des Emulsionstyps
Rezepturen für Pflegeprodukte
4. Tagescreme für empfindliche Haut
5. Bodylotion für normale Haut
6. Lippenpflege
Rezepturen für Reinigungsmittel
7. Shampoo und Duschgel
8. Sanfte Waschlotion
Zahncreme unter der Lupe
9. Putz- und Scheuerwirkung von Zahncreme
10. Kariesschutz durch Zahncreme
Arbeitsgemeinschaften Naturwissenschaften und Technik
Eine Zusammenarbeit der BASF Aktiengesellschaft, der Chemieverbände Rheinland-Pfalz und 10 Gymnasien im Rhein-Neckar-Dreieck

Experimente Kosmetik
Emulsionen
1. Öl und Wasser lieben sich nicht
Materialien:
Chemikalien:
Durchführung:
Auswertung:
Magnetheizplatte 3 Reagenzgläser
Rührfisch 2 Stopfen
Thermometer Reagenzglasständer
Becherglas 250 ml Spatel
Glasstab
Pflanzenöl Sudanrot
Tegomuls Methylenblau
Öl und Wasser
1. Gib in ein Reagenzglas ca. 2 ml Wasser und ca. 2 ml Pflanzenöl.
2. Verschließe das Reagenzglas mit einem Stopfen und schüttele kräftig.
Warte ab und beobachte.
3. Gib eine kleine Spatelspitze Sudanrot und Methylenblau dazu. Verschließe
das Reagenzglas wieder und schüttele kräftig. Warte ab und beobachte.
Emulsionen
1. Bereite ein Wasserbad, indem du ein 250 ml Becherglas mit Wasser füllst
und es auf der Heizplatte auf ca. 80°C erwärmst.
2. Gib in ein Reagenzglas 2 ml Pflanzenöl und 1 Spatel Tegomuls. Gib in ein
neues Reagenzglas 2 ml Wasser.
3. Erwärme die beiden Reagenzgläser im Wasserbad auf ca. 70°C.
4. Gieße das warme Wasser aus dem einen Reagenzglas zu der Pflanzenölphase
in das andere Reagenzglas. Setze den Stopfen auf und schüttele kräftig.
Wie verhalten sich die Flüssigkeiten Wasser und Öl zueinander?
Was verändert sich bei kräftigem Schütteln?
In welcher Flüssigkeit lösen sich die Farbstoffe?
Was bewirkt die Zugabe des Stoffs Tegomuls?
Kennst du den Fachausdruck für diese Wirkungsweise?
Wo werden solche Chemikalien eingesetzt?
Lehrerinformation
Alternativ zu dem hydrophilen Farbstoff Methylenblau kann auch Tinte in allen Farben verwendet werden.
Arbeitsblatt
01/11
Das Gewürz Rosenpaprika enthält sowohl hydrophile als auch lipophile Farbstoffe, die sich entsprechend auf die
beiden Phasen verteilen. So wird die Wasserphase gelb-orange und die Ölphase rot gefärbt. Allerdings sind auch
in beiden Phasen unlösliche Stoffe enthalten, die man durch Dekantieren abtrennen kann.
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Experimente Kosmetik
Emulsionen
2. Bestandteile einer Creme / Lotion bzw. eines Shampoos / Duschgels
Fettphase:
Wasserphase:
Pflanzenöle:
Synthetische Öle:
Emulgatoren:
Konsistenzbildner:
Wirkstoffe:
Konservierungsmittel:
Wasser:
Wirkstoffe:
Wasser:
Tenside:
Verdicker:
Wirkstoffe:
Sesam-, Erdnuss-, Sonnenblumen-, Soja-, Jojoba-,
Rizinus- oder Mandelöl
Paraffinöl
Tegomuls oder Emulsan II
Bienenwachs, Kakaobutter, Shea-Butter, Walratersatz
oder Cetylalkohol
fettlösliche Vitamine und UV-Filter
Antiranz, Paraben K
Destilliertes Wasser, das nochmals abgekocht werden
muss
Bisabolol, Vitamine, Meristem-Extrakt, D-Panthenol,
Allantoin
Spinnrad (Colimex, Omikron, ALC, Stella, Heicos)
Schau im Lexikon / Internet folgende Begriffe nach:
Emulgator, Emulsion, Konsistenzgeber, Konservierungsmittel
Arbeitsblatt
02/11
Bestandteile einer Creme / Lotion
Eine Creme besteht aus einer Fettphase und einer Wasserphase. Die beiden Phasen haben üblicherweise
folgende Zusammensetzung:
Bestandteile eines Shampoos / Duschgels
Diese kosmetischen Produkte bestehen nur aus einer Wasserphase.
Wasserphase:
Bezug:
Aufgabe:
Destilliertes Wasser, das nochmals abgekocht werden
muss
Sanfteen, Collagentensid P, Betain
Rewoderm, Quat SP
ProVit F, Nuratin P
Welche Funktionen erfüllen die Wirkstoffe? Suche dir einen aus der Liste heraus
und beschreibe seine Wirkung.
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Experimente Kosmetik
Emulsionen
3. Bestimmung des Emulsionstyps
Petrischalen (Uhrgläser) Holzstäbchen
kleine Bechergläser Spatel (Teelöffel)
Cremeproben Sudanrot
Wasser Methylenblau
Arbeitsblatt
03/11
Einführung
Eine Hautcreme und eine Bodylotion sind Emulsionen. Die beiden Flüssigkeiten Wasser und Öl lösen sich
nicht ineinander, können aber durch intensives Rühren in feinste Tröpfchen zerteilt werden und bilden eine
Emulsion. Der Emulgator verhindert, dass sich die Wasser- und Öltröpfchen wieder finden und zusammenlagern.
Der Emulgator entscheidet auch darüber, welcher Emulsionstyp vorliegt.
Materialien:
Chemikalien:
Durchführung:
Auswertung:
Aussehen der Cremeprobe nach
Zugabe der beiden Farbstoffe
Aussehen der Cremeprobe nach
Zugabe von Wasser
Emulsionstyp
O/W-Emulsion: Öltröpfchen in Wasser
W/O-Emulsion: Wassertröpfchen in Öl
1. Gib auf eine Petrischale eine Portion der Creme.
2. Streue je eine Spatelspitze des roten Farbstoffs Sudanrot und des blauen
Farbstoffs Methylenblau auf die Cremeportion. Lass die Farbkristalle mindestens
3 Minuten einwirken.
3. Verrühre die Farbkristalle mit dem Holzstab gleichmäßig in der Cremeportion.
4. Gib eine kleine Portion der gleichen Creme in ein kleines Becherglas.
Fülle es halb mit Wasser und schwenke das Becherglas leicht.
Erinnere dich an die Eigenschaften der beiden Farbstoffe im Versuch:
Öl und Wasser lieben sich nicht. Mit dieser Information kannst du entscheiden,
welchem Emulsionstyp deine Cremeprobe angehört. Beschreibe deine Beobachtung
und erkläre.
Creme 1 Creme 2
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Experimente Kosmetik
Emulsionen
3. Bestimmung des Emulsionstyps
Arbeitsblatt
04/11
Lehrerinformation
Zum Gelingen des Versuchs reichen schon kleine Mengen der beiden Farbstoffe aus. So wird 1 Teelöffel einer Cremeprobe
von einigen Farbstoff-Kristallen ausreichend angefärbt.
Wichtig ist es, die Einwirkzeit einzuhalten und die Farbkristalle gründlich und sorgfältig einzurühren.
Der Test kann auch mit Paprikapulver probiert werden (s.o.).
Die Wasserzugabe liefert eindeutige Ergebnisse, die jedoch durch Rühren verfälscht werden können:
Eine W/O-Emulsion emulgiert dann scheinbar das Wasser, weil das Lösemittel Öl mechanisch so fein verteilt wird,
dass der Eindruck einer Emulsion entsteht.
Der Versuch hat den Vorteil, dass ihn die Schüler zu Hause mit ihren eigenen Cremes durchführen können.
Name der Creme
Aussehen der Cremeprobe
nach Zugabe der beiden
Farbstoffe
Aussehen der Cremeprobe
nach Zugabe von Wasser
Emulsionstyp
Nivea Soft
Florena Soft
Handsan
herbacin Kamille
atrix
Im Versuch: überwiegend blau
mit roten Punkten
Das Wasser löst sich teilweise in der
Creme und wird milchig, es wird emulgiert.
Nivea Creme
Nivea Milk
Florena Creme
Der Farbstoff, der sich in der Lösemittel- bzw. äußeren Phase (Matrix) der Emulsion
löst, diffundiert merklich in die Creme und färbt sie recht gleichmäßig an.
Der Farbstoff, der sich in der inneren Phase (den Tröpfchen) der Emulsion löst, verteilt
sich in der Creme und bleibt als Farbstoffteilchen erkennbar.
Im Versuch: überwiegend rot
mit blauen Punkten
Die Creme verteilt sich in Flocken und
das Wasser bleibt klar, es wird nicht
emulgiert.
O / W W / O
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Experimente Kosmetik
Rezepturen für Pflegeprodukte
4. Tagescreme für empfindliche Haut
Materialien:
Chemikalien:
Sauberkeit:
Sicherheit:
Durchführung:
Magnetheizplatte Becherglas 100 ml
Rührfisch Becherglas 50 ml
Thermometer Messzylinder 25 ml
Glasstab
Tegomuls D-Panthenol
Erdnuss- oder Mandelöl Meristem-Extrakt
Antiranz Parfümöl
Destilliertes Wasser Paraben K
Kontrolliere, dass alle Arbeitsmaterialien absolut sauber sind!
Arbeitsblatt
05/11
Heißes Fett kann schwere Verbrennungen hervorrufen.
Lass die Fettphase nicht heißer als 70°C werden
und nimm sie rechtzeitig von der Heizplatte herunter.
Arbeite mit Schutzbrille und Wärmeschutz-Handschuhen.
Herstellen der Fettphase
1. Gib 5 g Tegomuls mit einem sauberen Löffel in ein sauberes 100 ml
Becherglas.
2. Miss mit dem Messzylinder 18 ml Erdnuss- oder Mandelöl ab und gib es
zu dem Tegomuls in das Becherglas.
3. Stelle das Becherglas auf eine Heizplatte und erwärme es langsam. Wenn
das Tegomuls geschmolzen ist, erwärme die Flüssigkeit weiter auf ca. 70°C.
4. Nun gib noch 3 Tropfen Antiranz dazu.
Zubereitung der Creme
1. Gib 30 ml destilliertes Wasser in ein Becherglas und koche es auf. Lass es
auf 80°C abkühlen.
2. Gib das 80°C heiße Wasser nach und nach in die Fettphase. Rühre dabei mit
einem Glasstab kräftig um, damit sich eine Emulsion bildet. Lass die Creme
abkühlen und rühre zwischendurch um.
3. Ist die Emulsion auf ca. 30°C abgekühlt, gib nacheinander zu:
1 Spatelspitze D-Panthenol
4 Tropfen Meristem-Extrakt
Evtl. 1 Tropfen Parfüm
2 Tropfen Paraben K
4. Fülle die Creme in ein sauberes Vorratsgefäß.
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Experimente Kosmetik
Rezepturen für Pflegeprodukte
5. Bodylotion für normale Haut
Materialien:
Chemikalien:
Sauberkeit:
Durchführung:
Magnetheizplatte Bechergläser 250 ml
Rührfisch Becherglas 50 ml
Thermometer Messzylinder 50 ml
Glasstab
Fettphase (für zwei Kleingruppen oder 4-5 Portionen)
11 g Emulsan II
40 ml Soja- oder Sesamöl
Wasserphase mit Wirkstoffen
45 ml destilliertes Wasser
10 Tropfen Allantoin
10 Tropfen Bisabolol
Evtl. 2-3 Tropfen Parfüm
6 Tropfen Paraben K
4 Tropfen D-Panthenol
Kontrolliere, dass alle Arbeitsmaterialien absolut sauber sind!
Arbeitsblatt
06/11
Herstellen der Fettphase
1. Gib 11 g Emulsan II mit einem sauberen Löffel in ein sauberes 250 ml
Becherglas.
2. Miss mit dem sauberen Messzylinder 40 ml Öl ab und gib es zu dem
Emulsan II in das Becherglas.
3. Stelle das Becherglas auf eine Heizplatte und erwärme es langsam auf
ca. 70°C.
Zubereitung der Lotion
1. Fülle 15 g der warmen Fettphase (70°C) ab und übergieße sie mit 45 ml
ca. 80°C heißem Wasser. Rühre danach kräftig um.
2. Lass die Creme auf 30°C abkühlen und rühre die weiteren Wirkstoffe
nacheinander unter.
3. Fülle die Lotion in ein sauberes Vorratsgefäß ab.
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Experimente Kosmetik
Rezepturen für Pflegeprodukte
6. Lippenpflege
Materialien:
Chemikalien:
Durchführung:
Haltbarkeit:
Auswertung:
Magnetheizplatte 2 Bechergläser 250 ml
Rührfisch Glasstab
Thermometer Vorratsgefäße
Reagenzglasständer
Lippenglanzpflege Lippenstift
Rizinusöl Jojobaöl
2-Octyldodecanol Bienenwachs
Dehymuls K Sheabutter
Parfümöl Vitamin E
Evtl. eine Spatelspitze Pigment
Lippenglanzpflege
1. Wiege die Zutaten ab:
40 g Rizinusöl
20 g 2-Octyldodecanol
40 g Dehymuls K
Einige Tropfen Parfümöl
2. Erwärme die Mischung vorsichtig in einem Becherglas, bis alle Stoffe gelöst
sind. Rühre während des Erwärmens sorgfältig um.
3. Gieße die Lösung in mehrere kleine Vorratsgefäße.
Lippenstift
1. Wiege folgende Zutaten in das Becherglas ein (Menge für zwei Stifte):
10 ml Jojobaöl
5 g Bienenwachs
1/2 Teelöffel Sheabutter
2 Tropfen Vitamin E
Evtl. 1 Spatelspitze Pigment
2. Lass die Zutaten in einem Becherglas langsam verschmelzen und rühre
währenddessen sorgfältig um.
3. Fülle die Lösung noch flüssig in eine Lippenstifthülse und stelle sie kühl.
Die Lippenpflegeprodukte können circa ein Jahr benutzt werden.
Wozu dienen Lippenglanzpflege bzw. Lippenstift?
Arbeitsblatt
07/11
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Experimente Kosmetik
Rezepturen für Reinigungsmittel
7. Shampoo und Duschgel
Materialien:
Chemikalien:
Durchführung:
Magnetheizplatte Bechergläser 250 ml
Rührfisch Glasstäbe
Thermometer
Arbeitsblatt
08/11
Shampoo Duschgel
70 ml destilliertes Wasser 70 ml destilliertes Wasser
3 Messlöffel Sanfteen 3 Messlöffel Sanfteen
30 ml Betain 35 ml Betain
15 ml Collagentensid P 25 ml Collagentensid P
1-2 Messlöffel Rewoderm 15 Tropfen D-Panthenol
(je nach gewünschter Festigkeit) 1-2 Messlöffel Rewoderm
3 ml Glycerin (je nach gewünschter Festigkeit)
2 Messlöffel Quat SP 20 Tropfen Kalweg
24 Tropfen Paraben K 28 Tropfen Paraben K
1/2 Messlöffel Nuratin P Evtl. 8-20 Tropfen Parfümöl
30 Tropfen Vithaar
20 Tropfen ProVitF
1 Messlöffel D-Panthenol
1 Messlöffel Jojobaöl
15 Tropfen Seidenproteine
15 Tropfen Kalweg
Evtl. 8-20 Tropfen Parfümöl
1. Koche ca. 100 ml Wasser ab und lass es handwarm abkühlen. Fülle 70 ml
davon in ein Becherglas.
2. Gib das Sanfteen zu dem Wasser in das Becherglas und löse es unter
Rühren auf.
3. Gib die übrigen Zutaten für das Shampoo oder Duschgel in der obigen
Reihenfolge zu. Rühre nach jeder Zugabe sorgfältig um.
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Experimente Kosmetik
Rezepturen für Reinigungsmittel
8. Sanfte Waschlotion
Materialien:
Chemikalien:
Durchführung:
Auswertung:
Becherglas 250 ml Glasstab
Messzylinder 50 ml Pipette
2 Messzylinder 25 ml pH-Indikatorpapier
3 Messzylinder 10 ml
Tensid 1: Lamepon Wasser
Tensid 2: Betain Pflanzenöl
Verdicker: Rewoderm Duftöl
Emulgator: Mulsifan Zitronensaft
1. Gib nacheinander die folgenden Zutaten in das große Becherglas und rühre
nach jeder Zugabe mit dem Glasstab sehr gut um.
25 ml Tensid 1
20 ml Tensid 2
10 ml Verdicker
45 ml Wasser
5 ml Pflanzenöl
10 ml Emulgator
20 Tropfen Duftöl
Arbeitsblatt
09/11
2. Prüfe den pH-Wert der Waschlotion mit dem Indikatorpapier. Gib solange
tropfenweise Zitronensaft hinzu, bis der pH-Wert 5.5 beträgt.
Der pH-Wert sagt uns, wie sauer ein Stoff ist. Stoffe mit pH-Wert 7 sind neutral,
z.B. Wasser.
Liegt der pH-Wert zwischen 1 und 6, sind die Stoffe sauer.
Liegt der pH-Wert zwischen 8 und 14, sind die Stoffe alkalisch.
Warum sollte deine Waschlotion leicht sauer sein?
Kennst du Beispiele für saure und alkalische Stoffe?
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Experimente Kosmetik
Zahncreme unter der Lupe
9. Putz- und Scheuerwirkung von Zahncreme
Materialien:
Chemikalien:
Durchführung:
Auswertung:
Reinigungsmittel
Wasser
Kalkbrei
Kieselsäure
Zahncreme
4 Zahnbürsten
2 Spatel
2 Uhrgläser
Alte, dunkle Münzen Kalkpulver
Verschiedene Zahncremes Kieselsäure-Hydrat
Wasser
1. Verreibe 5 Spatelspitzen Kalkpulver mit etwas Wasser auf einem Uhrglas
zu einem Brei.
2. Verreibe 5 Spatelspitzen Kieselsäure-Hydrat mit etwas Wasser auf einem
neuen Uhrglas zu einem Brei.
3. Bürste die alten Münzen gründlich mit den unterschiedlichen
Reinigungsmitteln:
reinem Wasser
Kalkbrei
Kieselsäure-Hydratbrei
Zahncreme
Wie sehen die Münzen nach der Reinigung aus?
Trage deine Beobachtungen in die Tabelle ein und erkläre.
Aussehen der gebürsteten Münzen
Arbeitsblatt
10/11
Lehrerinformation
Putzwirkung: In reinem Wasser bleiben die Münzen unverändert, während die anderen Reinigungsmittel die Münzen
blank glänzen lassen.
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Experimente Kosmetik
Zahncreme unter der Lupe
10. Kariesschutz durch Zahncreme
Materialien:
Chemikalien:
Sicherheit:
Durchführung:
Auswertung:
Verhalten im Essigbad
nach dem 3. Schritt
frisch aufgetragen
nach dem 4. Schritt
abgespült
Becher Pinsel
Spatel Papiertücher
Hühnereier Essig
Zahncremes Wasser
Aceton
Trage Schutzhandschuhe, wenn du mit Aceton arbeitest!
Arbeitsblatt
11/11
1. Feuchte ein Papiertuch mit Aceton an. Entfette die Oberfläche eines
Hühnereis, indem du es mit Aceton abreibst.
2. Fülle einen Becher mit Essig.
3. Nimm das Hühnerei und pinsele eine Hälfte mit Zahncreme ein. Halte die
so beschichtete Hälfte 30 Sekunden in das Essigbad. Tauche dann die unbeschichtete
Ei-Hälfte für 30 Sekunden in das Essigbad.
4. Spüle die Zahncreme unter fließendem Wasser ab und trockne das Ei mit
einem Papiertuch ab. Tauche jetzt das gesamte Ei noch einmal in das
Essigbad.
Wie verhalten sich die unterschiedlich behandelten Ei-Hälften im Essigbad?
Trage deine Beobachtungen in die Tabelle ein und erkläre.
mit Zahncreme behandelte Ei-Hälfte unbehandelte Ei-Hälfte
Lehrerinformation
Kariesschutz: Die unbehandelte Ei-Hälfte sprudelt im Essigbad heftig, da die Kalkschicht unter CO2-Bildung von der
Säure angegriffen wird. Die Zahnpasta schützt das Ei vor dem Säureangriff und es sind nur vereinzelt Bläschen zu
erkennen. Die Schutzwirkung der Zahnpasta bleibt auch nach dem Abspülen und Abtrocknen des Eies noch in abgeschwächter
Form erhalten.
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