Farbenhändlerin auf einem Markt in Peru
(Foto: Daggi)
Färben
Experimente:
Versuch: Substantivfärbung mit künstlichen Farbstoffen
Versuch: Färben mit Berliner Blau
Versuch: Substantivfärben mit Biofarbstoffen
Versuch: Färben mit Anilinschwarz
Versuch: Küpenfärbung mit Indigo
Versuch: Beizenfärbung
Was einen Farbstoff auszeichnet
Nicht jeder farbige Stoff ist ein Farbstoff im technischen Sinne. Um färbend zu wirken,
muss der Stoff auf der Faser oder auf der Oberfläche ausreichend fest haften.
Außerdem muss er stabil sein gegenüber folgenden Einwirkungen:
Einige dieser Einwirkungen könnt ihr nach den im folgenden Text beschriebenen Färbeverfahren im Schullabor rasch nachvollziehen:
- | Kongorot ist instabil gegenüber Säuren und färbt sich schon unter Einwirkung einer Zitrone um (-> Versuch 7). |
- | Der Farbstoff der preußischen Uniformen, das Berliner Blau, entfärbt sich bei Einwirkung von schwachen Alkalien wie Soda (-> Versuch 8). (Dass die Österreicher weiße Uniformen trugen, hatte seinen Grund darin, dass sie sich die Preise für Farbstoffe nicht leisten konnten und nur mit gebleichten Leinen in den Krieg ziehen mussten. Aus dieser Not machten sie später eine Tugend, wie die weißen Kaiseruniformen zeigten.) |
- | Indigo entfärbt sich unter Einwirkung von Ozon. Der Farbstoff ist so empfindlich, dass man ihn sogar (bzw. eine lösliche Variante) in den Teströhrchen zum Nachweis von Ozon einsetzt. |
Die wichtigsten Färbeverfahren
1 Direktfärbung und Substantivfärbung
Gut gelingt die Direktfärbung auch mit Kongorot oder Kristallviolett (-> Versuch 7).
Bild 11: Strukturformel von Kristallviolett
Sind die Direktfarbstoffe ungeladen, so spricht man von Substantivfarbstoffen. Sie werden
durch Wasserstoffbrückenbindungen oder durch van der Waals-Kräfte fixiert.
2 Reaktivfärbung
Bei diesem Färbungstyp wird der Farbstoff über kovalente Brücken verankert. Beispiele
für reaktive Ankergruppen sind Cyanurchlorid und andere heterocyclische Substanzen.
Cyanurchlorid
3 Entwicklungsverfahren
3a Komponentenfärben
Hier wird der Farbstoff aus den niedermolekularen mehr oder weniger farblosen Bausteinen
erst auf der Faser synthetisiert. Beispiele sind der anorganische Farbstoff Berliner Blau
(-> Versuch 8) und der Azofarbstoff Anilinschwarz (->
Versuch 9). Berliner Blau hat als Farbstoff nur noch historische
Bedeutung; Anilinschwarz dient noch zum Färben von Leder oder Jeansstoff.
Bild 12: Reaktion zur Bildung von Berliner Blau
Bild 13: Bildung von Anilinschwarz
Die endgültige Struktur des Anilinschwarz soll so aussehen:
3b Küpenfärbung
In Wasser unlösliche Farbstoffe bringt man auf die Faser, in dem man sie zuvor in eine
lösliche (meist mehr oder weniger farblose) "Leukoform" überführt. Dies geschieht
z. B. durch Reduktion in einer Lösung ("Küpe"). Ein Beispiel ist das Indigo, dessen
phenolische Form Indigweiß bzw. das sich im alkalischen Milieu daraus bildende Anion löslich ist.
Früher dienten als Reduktionsmittel anaerobe Bakterien, heute nimmt man Natriumdithionit
(-> Versuch 10). Nach dem Auftragen des Leukoindigo wird die
Textilie in der frischen Luft mit Sauerstoff in Kontakt gebracht ("Verhängen"), wodurch sich
der Farbstoff zurückbildet.
Bild 14: Reaktion zur Bildung von Leukoindigo, dessen Anion und Rückreaktion zu Indigo
Auf einer Gastwebseite schildert Georg Stark,
wie man früher, als man das Dithionit noch nicht kannte, mit Indigo gefärbt hat. Er nimmt zur Bereitung
seiner Küpe wie um 1750 Kalkstein als Alkali und Eisen(II)-sulfat
(Eisenvitriol) als Reduktionsmittel ("Vitriolküpe"). Schauen
Sie sich die schöne Webseite mal an, vor allem auch schon deshalb, weil Georg Stark dieses
alte Handwerk noch heute betreibt! Vor allem erfährt man auch, was es alles für Sprichwörter um das
"Blaue Wunder" Indigo gibt.
3c Beizenfärbung
Hierbei werden die Farbstoffmoleküle mit Hilfe eines Metall-Ions auf der Faser fixiert.
Dieses Ion bildet zwischen Faser und Farbstoff Komplexbindungen aus. Diese Bindungen sind oftmals sehr
stabil. Je nach Metall-Ion kann der Farbstoff eine andere Färbung zeigen. Ein Beispiel ist das
Alizarin (-> Versuch 11).
Bild 15: Beizenfärbung mit Alizarin
Bild 16: Färbeergebnisse mit Alizarin bei verschiedenen Komplexbildnern
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