Färben mit Farbstoffen (Expertenwissen)

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Farben und Farbstoffe

Farben – Einführung (Expertenwissen)

Farbstoffmoleküle – Was macht Moleküle farbig?

Farbstoffe – Einführung

Farbstoffe – Einführung (Expertenwissen)

Aufbau eines Farbstoffs

Aufbau und Wirkungsweise eines Farbstoffes

Azokupplung

Zusammenhang zwischen Farbe und Struktur

Zusammenhang zwischen Farbe und Struktur (Expertenwissen)

Farbstoffe und Färbemittel – Einführung

Färben mit Farbstoffen

Färben mit Farbstoffen (Expertenwissen)

Färben von Naturfasern und Kunstfasern

Wechselwirkungen zwischen Farbstoff- und Fasermolekül

Phenolphthalein – Funktion eines Indikators
Färben mit Farbstoffen (Expertenwissen) Übung
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Erstelle einen Überblick über die Farbstoffklassen.
TippsEin Küpenfarbstoff ist z.B. Indigo.
LösungUnter Farbstoffen versteht man im engeren Sinne die chemischen Stoffe, die zum Färben von Textilien geeignet sind und sich dadurch auszeichnen, dass sie schon in geringer Konzentration sehr krätig sind. Man unterscheidet allgemein zwischen:
- sauren bzw. basischen Farbstoffen: Sie sind gut geeignet für Wolle, Seide und Polyester, da diese Stoffe basische und saure Gruppen besitzen, mit denen die Farbstoffe Bindungen eingehen können.
- Beizenfarbstoffen: Sie werden heute nur noch für Kostüme genutzt, da sie giftig sind und das Färbeverfahren teuer und aufwendig ist.
- Substantiven Farbstoffen: Sie stellen das einfachste Färbeverfahren dar und eignen sich besonders für Baumwolle.
- Küpenfarbstoffen: Hierzu gehören z.B. Indigo oder Purpur. Hier werden die unlöslichen Farbstoffe erst in lösliche Formen gebracht und später auf der Kleidung wieder in die farbige Form überführt.
- Entwicklungs- und Reaktivfarbstoffen.
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Schildere, wie Textilien mit Indigo gefärbt werden können.
TippsDie Oxidationszahl ist beim Leukoindigo kleiner als beim Indigo.
Überlege, welche Reaktion stattfindet, wenn die Oxidationszahl kleiner wird.
LösungIndigo ist ein tiefblauer Farbstoff und gehört zu den Küpenfarbstoffen. Neben Indigo gehören Purpur und Indanthrenblau zu den bekanntesten Küpenfarbstoffen. Alle Küpenfarbstoffe lassen sich nicht in Wasser lösen, d.h., sie können in ihrer Ausgangsform keine Textilien einfärben. Um sie fürs Färben zu nutzen, müssen sie zunächst in eine lösliche Form überführt werden. Dazu werden sie zur Leukoform reduziert (verküpt). Der entstehende Leukofarbstoff kann nun zum Färben genutzt werden und durch Oxidation wird die wasserlösliche Form zurück in die Ausgangsform überführt.
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Nenne die Besonderheit der Azofarbstoffe.
TippsLösungAzofarbstoffe sind die größte Gruppe der synthetischen Farbstoffe. Charakterisiert werden sie durch eine oder mehrere Azogruppen $N=N$. Azofarbstoffe werden zum Färben von Textilien, Fetten, Stroh, Holz usw. verwendet. Sie werden aus einer Vielzahl an Aminen hergestellt. Es wurde herausgefunden, dass der menschliche Körper die Fähigkeit besitzt, diese Azofarbstoffe in ihre Ausgangsstoffe zu zersetzen. Es gibt Amine, bei denen vermutet wird, dass sie krebserzeugend sind, deshalb dürfen bestimmte Azofarbstoffe in der EU nicht für Lebensmittel, Kosmetik und Textilien genutzt werden.
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Erläutere den Färbevorgang für das Färben mit Indigo.
TippsBeginne mit der Eigenschaft des Indigos.
LösungIndigo gehört wie Purpur zu den Küpenfarbstoffen. Die Küpenfärberei gehört zu den ältesten Färbeverfahren. Sie sind wasserunlöslich und müssen erst reduziert werden, damit sie Stoffe färben können. Indigo ist sowohl ein natürlicher Farbstoff als auch ein synthetischer Farbstoff, der erstmals 1870 von dem deutschen Chemiker Adolf von Baeyer hergestellt wurde. Chemisch handelt es sich beim Indigo um das 2,3-Dihydro-3-oxoindolyliden.
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Benenne die Anforderungen an einen Farbstoff.
TippsDie Farbe des Stoffes soll nicht ausbleichen.
LösungFarbstoffe haben eine große Aufgabe. Sie sollen nicht nur eine Textilie einfärben, sondern möglichst lang das gleiche Farbergebnis halten. Daher müssen Farbstoffe gegen folgende Faktoren resistent sein:
- Licht,
- Wasser sowie
- Säuren und Basen.
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Charakterisiere die Farbhaftung bei der Beizenfärbung.
TippsÜberlege, warum die Beizenfärbung heute nicht mehr genutzt wird.
Warum sind Beizenfarbstoffe giftig?
LösungZur Familie der Beizenfarbstoffe gehören z.B. Blauholz, Krapp, Reseda oder Alizarin. Damit diese Farbstoffe auf Wolle oder Seide haften, müssen sie zunächst kurz in einem Beizmittel aufgekocht werden. Dazu werden z.B. Eisen(III)-chlorid, Aluminiumalaun oder Chromalaun in destilliertem Wasser gelöst. Der Farbstoff wird in Wasser gelöst und mit ein bis zwei Tropfen Natronlauge versetzt. Nachdem die Textilie gebeizt wurde, kann sie in die Farblösung getaucht werden. Die Metallionen werden von Hydroxidgruppen der Faser komplexiert. Auch die Farbstoffe koordinieren an die Metallionen, sodass die Farbstoffe über die koordinative Bindung an der Faser haften.
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