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Wechselwirkungen zwischen Farbstoff- und Fasermolekül 07:53 min

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Transkript Wechselwirkungen zwischen Farbstoff- und Fasermolekül

Hallo, alle miteinander!

Auch ich wasche manchmal, könnt ihr mir glauben. Ich nehme dafür warmes Wasser. Es ist wohl warm genug. Ein kleines neues T -Shirt hinein. Soll man ja waschen vor dem ersten Tragen. Von Zeit zu Zeit wird die Textilie im Wasser hin und her bewegt. Und nach einiger Zeit haben wir das Ergebnis. Und das alles ohne Waschmittel! Das heutige Video heißt: "Wechselwirkungen zwischen Farbstoff- und Fasermolekül" Nach dem Versuch müssen wir uns die Frage stellen: Warum verliert das T-Shirt seine Farbe? Farbverlust einer Textilie nennt man Waschechtheit. Offensichtlich steigt die Waschechtheit mit zunehmender Haftung der Farbstoffmoleküle auf der Textilfaser. Sind die Kräfte zwischen beiden schwach, so löst sich ein Teil des Farbstoffs von der Faser. Die Textilie "blutet". Man sieht das am gefärbten Waschwasser. Wechselwirkungen zwischen Molekülen Zur Erinnerung:

  1. Die schwächsten Wechselwirkungen finden durch van - der - Waals - Kräfte (vdW - Kräfte) statt. Dabei können (a) Dipole miteinander interagieren, (b) Dipole in unpolaren Molekülen Dipole induzieren oder (c) unpolare Moleküle durch temporäre Dipole miteinander wechselwirken. Die Anziehung zwischen zwei Molekülen liegt im Bereich von 0,4 - 4,0 kJ/mol.
  2. Stärker sind die Wasserstoffbrückenbindungen (abgekürzt WBB). Wasser ist ein gutes Beispiel dafür. Die Anziehung zwischen zwei Molekülen liegt im Bereich von 12 - 40 kJ/mol.
  3. Die stärkste Bindung ist die kovalente Bindung Eine Einfachbindung hat eine Stärke von 200 - 500 kJ/mol. Für das Färben bedeutet das, dass das Farbstoffmolekül mit der Faser ein noch größeres Molekül bildet. Bei welcher Färbung treffen wir welche Wechselwirkungen?

Bei den populären Färbeverfahren werden alle drei Wechselwirkungen verwirklicht. Reaktivfärbung Derivate des Dichlortriazins reagieren chemisch mit der Faser und bilden kovalente Bindungen aus. Die Hydroxy - Gruppen der Cellulose liefern Ether - Bindungen -C-O-. Die Energie einer solchen Bindung beträgt 360 kJ/mol. Es entstehen sehr waschechte und brillante Einfärbungen.

Durch Reaktivfärbung lassen sich einfärben:

Baumwolle
Wolle
Polyamidfasern
Viskosefasern

Andere Färbeverfahren Neben der Reaktivfärbung gibt es eine Reihe anderer Färbeverfahren.

Direktfärbung Die Textilien werden einfach in die Färbeflotte eingetaucht. Ein klassisches Beispiel dafür ist das Färben von Baumwolle durch Kongorot. Kongorot enthält Sulfonsäure - Gruppen. Nach Dissoziation bilden sich Anionen, die mit den Wasserstoff - Atomen der Hydroxyl - Gruppen der Cellulose Wasserstoffbrückenbindungen ausbilden. Achtung: Kongorot wird heutzutage nicht mehr verwendet, da es im Verdacht steht, krebserregend zu sein.

Entwicklungsfärbung Manche Azofarbstoffe sind im Wasser schlecht löslich. Man löst das Problem, indem man zunächst die Textilie zum Beispiel mit ß-Naphthol tränkt und anschließend die vorbehandelte Faser in eine Lösung mit einem Diazoniumsalz taucht. Es entsteht ein Farbstoff auf der Faser. Er haftet durch vdW - Kräfte und durch WBB auf der Faser.

Küpenfärbung Ein populäeres Beispiel dafür ist die Färbung mit Indigo. Der Farbstoff wird reduziert. Man erhält den farblosen, wasserlöslichen Leuko - Indigo (Indigoweiß). Die Faser wird mit Leuko - Indigo getränkt. An der Luft wird dieser zum blauen Indigo oxidiert. Indigo haftet durch vdW - Kräfte und WBB auf der Faser. Diese Adsorption ist nicht sehr hoch, wie man am Auswaschen und Verbleichen von Jeans gut erkennt. Alle Färbeverfahren außer der Reaktivfärbung beruhen auf der Anhaftung des Farbstoffs durch vdW - Kräfte und WBB. Wie hoch ist die Affinität der Farbstoffe bei nicht reaktiver Haftung auf der Faser? Zwei Untersuchungen für Azofarbstoffe möchte ich nennen. Hier die Ergebnisse: 1. 1,92 -22,26 kJ/mol (Cellulose) 2. 8,59 -25,51 kJ/mol (Polyamid) Die Zitate findet ihr im Anhang. Die Werte sind erheblich niedriger als die Stärke der Etherbindung von 360 kJ/mol. Somit können wir feststellen: Sehr gute Waschechtheit ist nur bei der Reaktivfärbung möglich.

Das wars auch schon wieder. Alles Gute und viel Erfolg! Tschüs Euer André