30 Tage kostenlos testen:
Mehr Spaß am Lernen.

Überzeugen Sie sich von der Qualität unserer Inhalte.

Färben mit Farbstoffen (Expertenwissen) 08:09 min

Textversion des Videos

Transkript Färben mit Farbstoffen (Expertenwissen)

Guten Tag und herzlich willkommen. Dieses Video heißt Färben mit Farbstoffen. Der Film gehört zur Reihe Farbstoffe. Als Vorkenntnisse solltet ihr wissen, was aliphatische und aromatische Kohlenwasserstoffe sind. Ihr kennt Kationen, Anionen, Säuren, Basen und der Begriff der Mesomerie ist euch bekannt. Mein Ziel ist es, euch einen Überblick über die wichtigsten Färbeverfahren und verwendeten Farbstoffe, Färbemittel zu geben. Das Video habe ich in 8 Abschnitte unterteilt. 1. Anforderungen an einen Farbstoff 2. Saure und basische Farbstoffe 3. Beizenfarbstoffe 4. Substantive Farbstoffe 5. Küpenfarbstoffe 6. Entwicklungsfarbstoffe 7. Reaktivfarbstoffe und 8. Dispersionsfarbstoffe   1. Anforderungen an einen Farbstoff: Wir halten eine chemische Verbindung mit einer schönen, leuchtenden Farbe in den Händen. Das ist eine Voraussetzung für einen Farbstoff. Aber reicht das schon? Wenn ein T-Shirt schon nach einigen Wäschen ausbleicht, so wird das dem Kunden sicher nicht gefallen. Ein Farbstoff muss waschecht sein. Wenn das T-Shirt unter der Sonne ausbleicht, so wird uns das auch nicht gefallen. Ein Farbstoff muss lichtecht sein. Wenn der Farbstoff wenig wasserlöslich ist, so ist er für den Färbeprozess im Allgemeinen nicht geeignet. Man hätte es gerne, wenn er wasserlöslich ist. Farbstoffe sollten nach Möglichkeit wasserlöslich sein. Auch dieses Bild streben wir nicht an. Die Textilie soll durch den Farbstoff gleichmäßig eingefärbt sein. Wir fordern von der Farbstofflösung ein gleichmäßiges Aufziehen. Und als Letztes, und nicht Unwichtigstes, der Farbstoff soll gegenüber Säuren und Basen in einem gewissen Bereich resistent sein.   2.  Saure und basische Farbstoffe: Wolle, Seide und Nylon enthalten alle dipeptid respektive Polyamidgruppe. Sie enthalten aber auch die Carboxylgruppe, bzw. das Corboxylation. Dieser Teil der Textilie ist sauer. Außerdem befindet sich in der Textilie die Aminogruppe respektive die protonierte Aminogruppe. Dort ist die Textilie basisch. Ein basischer Farbstoff baut auf der Aminogruppe auf. Er ist kationisch. Es kommt zu einer Bindung zwischen den beiden, gegensätzlich geladenen Ionen. Ein saurer Farbstoff enthält die Carboxylatgruppe. Es kommt zur Bindung mit den basischen Komponenten der Textilie. Saure Farbstoffe sind somit anionisch. Neben der Carboxylatgruppe kann auch der Sulfonsäurerest wirken. Mit sauren und basischen Farbstoffen kann man Wolle, Seide, Polyamide, Polyester und Polyacrylnitril färben.   3. Beizenfarbstoffe: Im ersten Schritt dieser Färbung findet eine Beizung der Textiloberfläche statt. Das kann zum Beispiel mit Aluminumhydroxid oder Chromhydroxid geschehen. Im 2. Schritt wird gefärbt und es findet eine Farbstoffbindung mit der Textiloberfläche statt. Mit der Beizenfärbung kann man leuchtende Farben erzielen. Nachteile sind, dass die Beizenfärbung teuer und langwierig ist. Außerdem sind Schwermetallionen giftig. Daher haben Beizenfarbstoffe heute an Bedeutung verloren. Lediglich für die Einfärbung von Bühnenkostümen werden sie noch verwendet.   4. Substantive Farbstoffe: Substantive Farbstoffe wirken nach einem einfachen Färbungsverfahren. Die Farbe wird aufgelöst, die Textilie eingelegt, sie wird durchgefärbt, entnommen und getrocknet. Und die Färbung ist beendet. Gut geeignet für die Färbung mit substantiven Farbstoffen ist Baumwolle. Zwischen dem Farbstoff und der Baumwolloberfläche werden Wasserstoffbrückenbindungen gebildet. Baumwolle ist im Wesentlichen Cellulose. Der hier demonstrierte Farbstoff ist Kongo-Rot. Leider ist er nicht waschecht und steht im Verdacht giftig zu sein. Ein anderer substantiver Farbstoff ist der Naturfarbstoff Luteolin. Luteolin wird aus der Pflanze Färberwau gewonnen.   5. Küpenfarbstoffe: Indigo ist ein schöner, blauer Farbstoff. Leider ist er nicht wasserlöslich. Um ihn wasserlöslich zu machen, wird er reduziert. Meist wird dafür Natriumdithionit verwendet. Im Ergebnis erhält man farbloses Leukoindigo. Dieser Stoff ist wasserlöslich und die Textilie kann nun gefärbt werden. Die Trocknung ist eigentlich eine Oxidation des Leukoindigo auf der Textilfaser zum Indigo. Küpe bedeutet übrigens Fass, oder Tonne, worin der Färbevorgang stattfindet.   6. Entwicklungsfarbstoffe: Hier findet die Synthese auf der Faser statt. Bei der Farbstoffsynthese reagiert ein Aromat mit einem Diazoniumsalz. Dabei wird ein Azofarbstoff synthetisiert. Ein Beispiel für so einen Entwicklungsfarbstoff ist Indrarot.   7. Reaktivfarbstoffe: Bei Reaktivfarbstoffen kommt es zur Ausbildung kovalenter Bindungen mit der Textilie. Gut geeignet für diese Färbung ist Baumwolle. Am Reaktivfarbstoff sitzt ein Triazinrest mit einem aktivierten Chloratom. Dieser reagiert mit den Hydroxilgruppen der Cellulose. Es wird Chlorwasserstoff abgespalten. Im Ergebnis kommt es zur Ausbildung kovalenter Bindungen. Hier präsentiere ich ein Beispiel für die Färbung mit einem Reaktivfarbstoff. Man erhält einen an Cellulose gebundenen Farbstoff.   8. Dispersionsfarbstoffe: Es gibt leuchtende Farbstoffe, die unpolar und daher wasserunlöslich sind. Es ist aber möglich, sie sehr fein zu zerkleinern. Durch Dispergieren kann eine wässrige Suspension dieser Farbstoffe hergestellt werden. Nun können diese wasserunlöslichen Farbstoffe zum Färben verwendet werden. Geeignet für die Färbung mit Dispersionsfarbstoffen sind unpolare Faseranteile. Daher sind Polyester und Polyamide für die Färbung gut geeignet. Circa 50 % aller Dispersionsfarbstoffe sind Azofarbstoffe.

Ich hoffe, es ist mir gelungen, euch einen kleinen Einblick über das Färben mit Farbstoffen zu geben. Ich danke für eure Aufmerksamkeit. Alles Gute. Auf Wiedersehen.

1 Kommentar
  1. Wie immer ein sehr gutes Video! Dankeschön :)

    Von Helen H., vor mehr als einem Jahr

Färben mit Farbstoffen (Expertenwissen) Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Färben mit Farbstoffen (Expertenwissen) kannst du es wiederholen und üben.

  • Benenne die Anforderungen an einen Farbstoff.

    Tipps

    Die Farbe des Stoffes soll nicht ausbleichen.

    Lösung

    Farbstoffe 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.
    Außerdem sollte man Farbstoffe gleichmäßig aufziehen können, damit keine Flecken entstehen.

  • Erstelle einen Überblick über die Farbstoffklassen.

    Tipps

    Ein Küpenfarbstoff ist z.B. Indigo.

    Lösung

    Unter 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.
  • Schildere, wie Textilien mit Indigo gefärbt werden können.

    Tipps

    Die Oxidationszahl ist beim Leukoindigo kleiner als beim Indigo.

    Überlege, welche Reaktion stattfindet, wenn die Oxidationszahl kleiner wird.

    Lösung

    Indigo 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.

  • Charakterisiere die Farbhaftung bei der Beizenfärbung.

    Tipps

    Überlege, warum die Beizenfärbung heute nicht mehr genutzt wird.

    Warum sind Beizenfarbstoffe giftig?

    Lösung

    Zur 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.

  • Nenne die Besonderheit der Azofarbstoffe.

    Tipps
    Lösung

    Azofarbstoffe 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.

  • Erläutere den Färbevorgang für das Färben mit Indigo.

    Tipps

    Beginne mit der Eigenschaft des Indigos.

    Lösung

    Indigo 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.