Hintergrundwissen über pflanzliche Farbstoffe
Wozu brauchen Pflanzen Farbstoffe?
Wie du bereits festgestellt hast, gibt es zahlreiche Farbstoffe in der Natur. Sie haben bei den Pflanzen unterschiedliche Aufgaben. So dient der grüne Blattfarbstoff (Chlorophyll) der Photosynthese. Durch diese kann die Pflanze aus Kohlenstoffdioxid, Wasser und Salzen, die Stoffe Glucose, Stärke und Eiweiße herstellen, die sie für ihr Wachstum braucht. Für diesen Prozess ist Sonnenlicht nötig. Gleichzeitig entsteht bei der Photosynthese Sauerstoff, den die Pflanze an die Luft abgibt und den wir Menschen und die Tiere brauchen.
Andere Farben dienen zum Beispiel dazu Insekten anzulocken, die die Pflanze bestäuben.
Internettipp: Wer tiefer in die Farbchemie von Pflanzen und Tieren einsteigen will, kann sich beispielsweise auf folgender Seite der Uni Hannover informieren. Vorkenntnisse in Chemie sind bei der Seite hilfreich.
https://www.itp.uni-hannover.de/fileadmin/arbeitsgruppen/zawischa/static_html/botzoo.html
Farbveränderungen von Farbstoffen
Einige Farbstoffe können ihre Farben verändert. Das wohl bekannteste Beispiel ist der Rotkohl, auch Blaukraut genannt. Je nach Boden auf dem er wächst, hat er einen anderen Farbton wie Violett oder Rot.
Dies liegt daran, dass der Farbstoff des Rotkohl als Indikator wirkt.
Indikatoren sind Stoffe, die ihre Farbe wechseln, wenn sie mit Säure oder Lauge reagieren.
Chemisch gesehen sind Säure und Laugen Gegenspieler, das heißt sie reagieren miteinander unter anderem zu Wasser.
Beide Stoffgruppen kennen wir aus dem Alltag.
Säuren finden wir zum Beispiel in Früchten (Zitronensäure, Apfelsäure) und in Essig (Essigsäure).
Laugen kennen wir unter anderem als Seifenlauge oder als Ummantelung von Laugengebäck.
Je nach Stoffart (Säure oder Lauge) und Konzentration verfärbt sich der Rotkohl.
Der Farbstoff des Rotkohls färbt sich bei Säurezugabe ins rötliche, bei Laugenzugabe ins grünliche und gelbliche.
Internettipp: Tiefer gehende chemische Informationen zur Indikatorwirkung des Rotkohlfarbstoffs findest du beispielsweise unter https://www.chemieunterricht.de/dc2/tip/rotkohl.htm
Praxistipp: Diese Farbveränderungen kannst du nutzen, um Farbstoffe für deine Farben zu gewinnen. Wie die Farbstoffe aus Rotkohl herstellen kannst, zeigt dir folgender Versuch.
Versuche zur Farbveränderung von Rotkohlfarbstoff
Du benötigst:
- mehrere Gläser
- einige Blätter Rotkohl
- Wasser
- einen Topf
- Natron (gibt es bei den Backzutaten)
- Essig (5% Säure)
- Essigessenz (25% Säure) – Vorsicht, bei der Arbeit mit Essigessenz am Besten Handschuhe tragen
Essigessenz hat mehr Essigsäure als Essig, deshalb liefern die beiden auch unterschiedliche Farbveränderungen des Rotkohls.
Extraktion (Herausziehen) des Farbstoffs aus dem Rotkohl
- Schneide einige Blätter Rotkohl klein und koche sie einige Minute in Wasser aus! Das Wasser färbt sich.
- Lass das farbige Wasser mit dem Rotkohl abkühlen!
- Gieße das Ganze durch einen Kaffeefilter, so dass alle festen Bestandteile herausgefiltert werden!
Herstellung unterschiedlich starker Laugen
Die Lauge wird aus Natron und Wasser hergestellt.
- Löse etwas Natron in Wasser auf!
- Je mehr Natron im Wasser gelöst ist, desto stärker wird die Lauge!
Versuche zur Farbveränderung
- Stelle mehrere Gläser neben einander!
- Gib in jedes Glas etwas des durch den Rotkohl gefärbten Wassers!
- Gib nun in je ein Glas einige Tropfen Essig, ins nächste Essigessenz, in die anderen unterschiedlich Starke Natronlösungen. Zusätzlich kannst du den Essig 5% mit Wasser verdünnen, so wird die Säure schwächer. Teste auch damit die Farbveränderungen!
Tipp: Wenn du keine Pipette hast, kannst du auch einen Löffel verwendet, von dem du Säure oder Lauge vorsichtig herunter Tropfen lässt.
Wichtig: Wenn du eine der so entstandenen Farbstoffe für deine Malfarben verwenden lässt, musst du dir folgendes notieren:
Herstellung der Farblösung:
Menge des Rotkohls und des Wassers in der er ausgekocht wurde
Herstellung des Farbstoff:
Genaue Menge des Wassers mit Rotkohlfarbstoff + genaue Menge und Konzentration von Säure und Lauge.
Zum Notieren der Konzentrationen
- Bei der Essigsäure kannst du den Prozentwert von der Verpackung übernehmen.
- Bei der Lauge notierst du die Menge Natron und die Menge Wasser in dem du das Natron aufgelöst hast.
Hintergrundwissen:
Essig mit 5% Säure bedeutet in 100ml Essig befinden sich 5ml Essigsäure.
Unser Kurs neigt sich dem Ende zu. Ich hoffe du hattest bisher Spaß und bereits erste Ergebnisse.
Zum morgigen Abschluss gibt es unter anderen Tipps, wie du dein Projekt fortsetzen kannst.
Deine Fragen kannst du wie gewohnt an onlinekurs-farben@forscherkids-wertheim.de senden!
Kursnavigation
Zum nächsten Kurskapitel (Weitere Ideen für dein Forschungsprojekt) – verfügbar ab 20.3.2020 12 Uhr