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Färben mit Farbstoffen (Expertenwissen)

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Die Autor*innen
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André Otto
Färben mit Farbstoffen (Expertenwissen)
lernst du in der Oberstufe 7. Klasse - 8. Klasse - 9. Klasse

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.
  • 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.

  • 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.

  • 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.

  • 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.

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