Das Video kommt von YouTube: erst beim Abspielen verbindet sich die Seite mit YouTube (Google).
Chemische Voraussetzungen für die Farbigkeit
Das Wichtigste aus dem Video
Tipp auf eine Zeit – das Video springt genau dorthin.
Transkriptautomatisch erstellt · 57 Zeilen
- [Musik] Also Leute, wir sprechen jetzt von den Farbstoffen. Das sind diese geilen
- farbgebenden Mittel, die in ihrem Anwendungsprodukt löslich sind und die weltfarbig erscheinen lassen. Diese
- Moleküle sind immer organisch, das heißt, die haben immer Kohlenstoffatome in ihrer Verbindung. Die
- Farbstoffmoleküle können aber auch noch ein bisschen mehr. Sie haben zudem noch bewegliche Teilchen, die sogenannten
- Elektronen. Wie das habt ihr schon gewusst. Ihr liegt auch verdammt richtig mit der Annahme, dass doch alle Moleküle
- Elektronen haben. Bloß tanzen die Elektronen der Farbstoffmoleküle wortwörtlich bisschen aus der Reihe. Sie
- sind nämlich so beweglich, dass sie aus den Schalen ihres eigentlichen Atoms raushüpfen und dann quasi frei zu
- anderen Atomschalen wandern können. Wenn Elektronen so beweglich in einem System vorliegen, bedeutet das, dass sie keinen
- bestimmten Platz haben, also delokalisiert sind. Die Elektronen schwiren sozusagen etwas planlos herum.
- So ein System nennt man auch delokalisiertes Elektronensystem. Solche beweglichen bzw. delokalisierten
- Elektronen spielen für uns eine ausschlaggebende Rolle. Sie sind nämlich für die Farbigkeit verantwortlich. Sie
- werden durch die Aufnahme von eintreffenden Lichtstrahlen des weißen Sonnenlichts angeregt. Das könnt ihr
- euch ungefähr so vorstellen. Die Lichtstrahlen treffen auf die chemische Verbindung des Farbstoffes. Das ist
- weißes Licht mit seinen kurzen und langen Wellenlängen eben das sichtbare Lichtspektrum. Die delokalisierten
- Elektronen schlucken dann Lichtenergie und werden dadurch angeregt. Jetzt wird das Licht aber wieder zurückgeworfen.
- Doch ein paar Wellenlängen fehlen nun in dem Licht, nämlich die, die von den Elektronen aufgenommen wurden. Und jetzt
- wird's interessant, Leute. Ohne diese verschluckten Wellenlängen kann kein weißes Licht mehr reflektiert werden. Es
- können nur noch die restlichen Wellenlängen zurückstrahlen. Das wiederum bedeutet, dass die restlichen
- Wellenlängen, die nicht von den Elektronen verschluckt wurden, die Farbe ergeben, die der Farbstoff für uns hat.
- Im Groben und ganzen ist das doch mal eine feine Sache. Die Moleküle besitzen also die beweglichen Elektronen und das
- Licht regt die Dinge an. so dass am Schluss eine Farbe übrig bleibt und wir eigentlich gar nichts dafür tun müssen.
- Weil wir aber genau wissen wollen, was da so alles abläuft, geht es nun weiter im Text. Bei den Elektronen, die für die
- Farbigkeit verantwortlich sind, handelt es sich um sogenannte delokalisierte Pi- Elektronen. Erstmal Pi Elektronen sind
- an sogenannten Piindungen beteiligt und man findet sie in Doppel oder dreifachbindungen.
- Da sind sie aber noch nicht gleich delokalisiert. Das sind sie erst in konjugierten System. Konjugiert bedeutet
- hier, dass in einem System immer zwischen zwei Doppelbindungen eine Einfachbindung vorhanden sein muss. So
- wie es z.B. bei 13 Butad die. Hier seht ihr die Doppelbindungen rot markiert und dazwischen liegt die gelb markierte
- Einfachbindung. Konjugierte Pi Elektronensysteme könnt ihr auch daran erkennen, dass man da in der
- Strukturformel Doppelbindungen kettenreaktionsmäßig hin und her klappen kann. Solche Elektronsysteme, in denen
- delokalisierte Pi Elektronen vorliegen, wie hier im Butadien, sind konjugierte CC Doppelbindungen. Zu denen gehören
- aber auch noch aromatische Systeme. Mit aromatischen Molekülen sind die Verbindung gemeint, die mindestens ein
- Ringsystem mit delokalisierten Elektronen besitzen, wie z.B. das Binzol. Hier haben wir euch die 6 Pi
- Elektronen im Ringsystem mal markiert. Ja, so ohne Ende und Anfang hat es ja auch wirklich bisschen was mit einem
- Ring gemeint. Diese Moleküle, die solche rumwuselnden Pielektronen besitzen, werden auch als Chromophore bezeichnet.
- Ein Chromophor ist also der Teil in der chemischen Struktur, der sozusagen die Farbe trägt. Aber hier müsst ihr
- aufpassen, denn wenn an dem Benzol noch irgendeine Endgruppe hängen würde, die keine Wirkung auf seine Farbigkeit hat,
- gehört die nicht zu dem Chromopor dazu. Die wird dann extra betrachtet. Die Farbigkeit der organischen Verbindung
- hängt also davon ab, wie viele Pi Elektronen in dem Chromophor delokalisiert vorliegen. Wenn jetzt sehr
- viele Pi Elektronen in einem Molekül herumschwirren, können diese leichter angeregt werden als wenige Pi
- Elektronen. Ihnen reicht dann schon die energiermere Strahlung, also die längeren Wellenlängen des Donnen nichts
- aus, um angeregt zu werden. Bei wenigen Pi Elektronen muss die Strahlung energiereicher sein, um sie anzuregen,
- also kurzwelliger. Sozusagen ist die Anzahl der delokalisierten Pi Elektronen in dem Chromophor für die Farbigkeit
- verantwortlich. Der Grad der Delokalisierung, also die Anzahl der anregbaren Elektronen, ist aber nicht
- fix vorgeschrieben, sondern kann durch ein paar Faktoren beeinflusst werden, die dann zur Farbigkeit beitragen. Einen
- ausschlaggebenden Einfluss hat hierbei die Struktur der chemischen Verbindung. Ihr müsst also auf die Anzahl und die
- Lage der mehrfachbindungen achten, also ob es ein konjugiertes System ist. Zu diesen Merkmalen ist aber auch noch das
- vorhanden sein von bestimmten funktionellen Gruppen ausschlaggeben dafür, in welchem Farbton uns ein
- Farbstoff erscheint. Zu guter Letzt spielen neben den chemischen Voraussetzungen aber auch der pH-Wert
- sowie das Lösungsmittel des Anwendungsprodukts eine ausschlaggebende Rolle für die Farbe. Schauen wir uns am
- besten noch mal alles an, was jetzt chemisch betrachtet für die Farbigkeit wichtig ist. Also, die beweglichen Pi
- Elektronen, die in einem konjugierten Farbstoffmolekül drin sind, sind ausschlaggebend für die Farbigkeit.
- Check. Gemerkt. Diese Teilchen können nämlich durch die Aufnahme von Lichteinstrahlung angeregt werden und
- durch das Zurückstrahlen von den Komplementärfarben zur Farberscheinung führen. Neben dem vorhanden Seien dieser
- Elektronen müssen wir aber auch auf die Struktur des Moleküls achten, also wo die Doppelbindungen liegen und ob es ein
- konjugiertes System ist. Es ist aber nicht nur die chemische Zusammensetzung des Farbstoffes für die Farbigkeit
- verantwortlich, sondern auch noch der pH-Wert sowie das Lösungsmittel des Anwendungsproduktes. Wenn ihr noch mehr
- zu dem Thema wissen wollt, dann kommt einfach auf theimpleclub.de und ladet euch unsere App runter. Bis gleich.
Zum Nachlesen
FarbstoffeFarbstoffe sind Farbmittel, die im Gegensatz zu Pigmenten in Anwendungsmedien wie Wasser oder anderen Lösungsmitteln löslich sind.
Organische FarbmittelOrganische Farbmittel sind Farbstoffe oder Pigmente, die in der organischen Chemie beschrieben werden, also Kohlenstoff enthalten.
Kationische FarbstoffeKationische Farbstoffe sind Farbstoffe mit einer positiven Ladung im Molekül, die bevorzugt mit Polyacrylnitrilfasern (PAN) oder anionischen modifizierten …
KörperfarbeKörperfarbe (auch Gegenstandsfarbe) ist die Farbe eines Nichtselbstleuchters, also eines Körpers, der zur Sichtbarmachung einer beleuchtenden Strahlung bedarf.