Opgaver til T2.4

Opgaverne hører til siden T2.4 Farvning af tøj. Prøv selv, før du åbner hjælpen under opgaven.

Opgave T2.4.1: De vigtigste ord

  1. Hvad er et farvestof?
  2. Hvad er et pigment?
  3. Hvad bruges et bindemiddel til?
  4. Hvad vil det sige, at en farve er vaskeægte?
  5. Hvad er et reaktivfarvestof?
  6. Hvad hedder den metode, der bruges til at farve tøj med indigo?

Læs afsnittene Farvestof eller pigment og Vaskeægte farver på siden T2.4. Svaret på spørgsmål f står i afsnittet Indigo.

Forskellen på et farvestof og et pigment er, om stoffet kan opløses. Et reaktivfarvestof har sit navn, fordi det reagerer med fiberen.

  1. Et farvet stof, som kan opløses i den væske, det bruges i. Molekylerne kan derfor trænge ind i det, der skal farves.
  2. Små korn af et farvet stof, som ikke kan opløses.
  3. Det holder kornene af pigment fast. Det klæber dem til overfladen.
  4. Farven bliver siddende, når tøjet bliver vasket.
  5. Et farvestof, som reagerer med OH-grupperne i cellulosen og danner en rigtig kemisk binding til fiberen.
  6. Kypefarvning

Opgave T2.4.2: Farvestof eller pigment?

Tabellen beskriver farven i fem produkter.

Produkt Sådan er farven
rød saftevand Farven er opløst i vandet, og saftevanden er klar.
hvid vægmaling Farven er små korn, som er rørt ud i malingen.
tusch, der kan vaskes af Farven er opløst i vand.
læbestift Farven er små korn, som er rørt ud i voks og olie.
pulver til at farve garn Pulveret opløses i varmt vand, før garnet kommer i gryden.
  1. Er farven et farvestof eller et pigment? Svar for hvert af de fem produkter.
  2. Hvad holder kornene fast på læberne, når læbestiften er smurt på?
  3. Når vægmalingen er tør, kan den hvide farve ikke vaskes af med vand. Forklar hvorfor.
  4. Hvorfor kan kornene fra malingen ikke bruges til at farve garn i en gryde med vand?

Læs afsnittet Farvestof eller pigment på siden T2.4. Se i tabellen efter, om farven er opløst, eller om den er små korn.

Et farvestof er opløst. Et pigment er korn, som skal holdes fast af et bindemiddel.

Til spørgsmål c og d kan du begynde dine sætninger sådan:

  • Kornene i malingen kan ikke … i vand, og bindemidlet …
  • Kornene kan ikke opløses, så de kan ikke trænge ind i …
  1. Farven er et farvestof i saftevanden, i tuschen og i pulveret til garn. Farven er et pigment i vægmalingen og i læbestiften.
  2. Voksen og olien. De er bindemidlet, som klæber kornene til læberne.
  3. Kornene af pigment kan ikke opløses i vand, og bindemidlet klæber dem til væggen.
  4. Kornene kan ikke opløses, så de kan ikke trænge ind i garnets fibre. De bliver i vandet eller lægger sig uden på garnet. Et farvestof er opløst, og derfor kan dets molekyler trænge ind i fibrene.

Opgave T2.4.3: Fiber og binding

Tabellen beskriver tre farvestoffer.

Farvestof Molekylet har
A to sulfonatgrupper, −SO3−
B flere OH-grupper og NH2-grupper, men ingen ladninger
C ingen ladninger og ingen OH-grupper. Molekylet er lille og upolært.
  1. Hvilken fiber passer hvert farvestof bedst til? Vælg mellem bomuld, uld og polyester.
  2. Hvilken slags binding holder hvert farvestof fast på fiberen?
  3. Hvilke grupper i bomuld og i uld binder farvestofferne sig til?
  4. Et tørklæde af silke skal farves. Hvilket af de tre farvestoffer vil du vælge? Begrund dit svar.
  5. Londonbindinger findes mellem alle molekyler. Hvorfor nævner siden T2.4 dem alligevel kun ved polyester?

Se figuren med de tre fibre og tabellen under figuren.

Farvestof og fiber skal passe sammen. OH-grupper passer til OH-grupper. En negativ ladning passer til en positiv ladning. Et upolært farvestof passer til en upolær fiber.

Til spørgsmål d: Silke er et protein ligesom uld.

Til spørgsmål e: I afsnit B3.2 står der, i hvilke stoffer londonbindinger er den eneste slags. Du kan begynde sådan: “Polyester har hverken … eller …, så londonbindingerne er …”

  1. Farvestof A passer til uld, farvestof B til bomuld og farvestof C til polyester.
  2. Farvestof A sidder fast med ionbindinger, farvestof B med hydrogenbindinger og farvestof C med londonbindinger.
  3. I bomuld er det OH-grupperne i cellulosen. I uld er det de positivt ladede grupper, −NH3+.
  4. Farvestof A. Silke er et protein med ladede grupper ligesom uld. Farvestoffet kan derfor sidde fast med ionbindinger.
  5. Polyester har hverken OH-grupper eller ladninger. Londonbindingerne er derfor de eneste bindinger, der kan holde farvestoffet fast. På bomuld og uld er der også londonbindinger, men dér betyder hydrogenbindingerne og ionbindingerne mest.

Opgave T2.4.4: Uldgarn og eddike

Et nøgle hvidt uldgarn skal farves rødt. Farvestoffet har sulfonatgrupper, −SO3−. I opskriften står der, at der skal eddike i gryden. Eddike er en syre.

  1. Hvilken ladning har en sulfonatgruppe?
  2. Uld har aminogrupper, −NH2. Hvad bliver de til i en sur opløsning?
  3. Hvilken slags binding holder farvestoffet fast på ulden? Mellem hvilke to grupper sidder bindingen?
  4. Forklar, hvorfor garnet tager dårligere imod farven, hvis eddiken bliver glemt.
  5. Et nøgle bomuldsgarn tager næsten ikke imod farven i den samme gryde. Forklar hvorfor.

Læs om uld og silke i afsnittet Fibre og bindinger på siden T2.4. Se også den midterste del af figuren med de tre fibre.

En syre afgiver hydroner, og en aminogruppe kan optage en hydron.

Du kan begynde dine sætninger sådan:

  • I en sur opløsning optager aminogrupperne … og bliver til …
  • Uden eddike er der færre …, så farvestoffet …
  • Bomuld har mange …, men ingen …
  1. Den er negativ. En sulfonatgruppe har én negativ ladning.
  2. De optager en hydron og bliver til −NH3+.
  3. En ionbinding. Den sidder mellem −NH3+ i ulden og −SO3− i farvestoffet.
  4. Uden eddike er der færre aminogrupper, som er blevet til −NH3+. Så er der færre positive ladninger, farvestoffet kan sidde fast på, og mere af farvestoffet bliver i vandet.
  5. Bomuld er cellulose. Den har mange OH-grupper, men ingen ladede grupper. Der kan derfor ikke dannes ionbindinger til sulfonatgrupperne, og farvestoffet bliver skyllet ud igen.

Opgave T2.4.5: Den røde sok

En ny, rød sok af bomuld kommer med i vaskemaskinen sammen med hvide håndklæder af bomuld. Efter vasken er håndklæderne lyserøde. Farvestoffet i sokken sidder kun fast med hydrogenbindinger.

  1. Hvilke grupper i bomulden danner hydrogenbindinger til farvestoffet?
  2. Forklar, hvorfor farvestoffet slipper sokken i vaskemaskinen.
  3. Forklar, hvorfor farvestoffet sætter sig på håndklæderne.
  4. Fabrikken vil gøre sokkerne vaskeægte og skifter til et reaktivfarvestof. Forklar, hvorfor det farvestof bliver siddende i vask.
  5. Siden T2.4 nævner to andre måder at gøre en farve vaskeægte på. Hvilke?

Læs afsnittet Vaskeægte farver på siden T2.4.

Vandmolekyler har selv O−H og kan danne hydrogenbindinger, som du så i afsnit B3.2.

Du kan begynde dine sætninger sådan:

  • Vandmolekylerne kan danne … til både … og …
  • Håndklæderne er også lavet af …, så farvestoffet kan …
  • Et reaktivfarvestof danner en … til fiberen. Den er meget …
  1. OH-grupperne i cellulosen.
  2. Vandmolekylerne kan danne de samme hydrogenbindinger til både fiberen og farvestoffet. Så slipper farvestoffet fiberen og følger med vandet.
  3. Håndklæderne er også lavet af bomuld og har de samme OH-grupper. Farvestoffet i vandet kan danne hydrogenbindinger til dem og sætte sig fast.
  4. Et reaktivfarvestof reagerer med OH-grupperne i cellulosen og danner en rigtig kemisk binding til fiberen. Den er meget stærkere end en hydrogenbinding, og vandet kan ikke bryde den.
  5. Farvestoffet kan være et stort molekyle med mange grupper. Så holdes det fast af mange bindinger på én gang. Farvestoffet kan også laves om til et stof, der ikke kan opløses i vand, mens det sidder inde i fiberen. Det er idéen i farvning med indigo.

Opgave T2.4.6: Indigo trin for trin

Her er de fire trin i farvning med indigo i tilfældig rækkefølge:

  • Tøjet trækkes op i luften.
  • Et reduktionsmiddel tilsættes, og der dannes en gul opløsning.
  • Blåt pulver af indigo kommes i vand, men det opløses ikke.
  • Tøjet dyppes i opløsningen.
  1. Skriv de fire trin i den rigtige rækkefølge.
  2. Indigo kan ikke opløses i vand. Hvorfor er det et problem, når tøjet skal farves?
  3. Den reducerede form af indigo kan opløses i vand. Forklar hvorfor.
  4. Lige når tøjet kommer op af opløsningen, er det gult. Lidt efter er det blåt. Forklar, hvad der sker.
  5. Hvorfor bliver den blå farve ikke vasket ud, når bukserne kommer i vaskemaskinen?
  6. Hvorfor bliver cowboybukser lyse på knæene?

Se figuren med de fire trin, og læs afsnittet Indigo på siden T2.4.

Farvningen begynder med det blå pulver og slutter oppe i luften.

Du kan begynde dine sætninger sådan:

  • Den reducerede form har to …, og de gør den …
  • Oxygen fra luften … den gule form til …
  • Indigo kan ikke …, og den sidder som … inde i fibrene.
  • Indigoen sidder mest i … Når stoffet bliver slidt, …
  1. Blåt pulver af indigo kommes i vand, men det opløses ikke. Et reduktionsmiddel tilsættes, og der dannes en gul opløsning. Tøjet dyppes i opløsningen. Tøjet trækkes op i luften.
  2. Et farvestof skal være opløst for at kunne trænge ind i bomuldens fibre. Det kan indigo ikke.
  3. Den reducerede form har to negative ladninger. Ladningerne gør den hydrofil, så den kan opløses i vand.
  4. Tøjet er gult af den reducerede form. Oxygen fra luften oxiderer den til indigo igen, og indigo er blå.
  5. Indigo kan ikke opløses i vand. Den sidder som små, blå korn inde i fibrene, og vandet kan ikke tage den med.
  6. Indigoen sidder mest i det yderste af tråden. På knæene bliver stoffet slidt, og de yderste fibre falder af. Så kommer den hvide bomuld indeni frem.

Opgave T2.4.7: Elektroner og farve

Indigo og reduceret indigo. Indigo er blå og kan ikke opløses i vand. Molekylet har to grupper C=O og en dobbeltbinding i midten. I den reducerede form er de to grupper blevet til C−O med en negativ ladning, og dobbeltbindingen i midten er blevet til en enkeltbinding. Den reducerede form er gul og kan opløses i basisk vand. En pil mærket reduktion peger fra indigo til den reducerede form, og en pil mærket oxidation peger den anden vej.

Figuren er den samme som på siden T2.4. Den viser indigo og den reducerede form af indigo.

  1. Ved reduktionen optager indigo to elektroner. Hvilke to ting ændrer sig i molekylet?
  2. Hvor mange negative ladninger har den reducerede form?
  3. Reduktionsmidlet afgiver elektronerne til indigo. Bliver reduktionsmidlet selv oxideret eller reduceret?
  4. Oppe i luften bliver den reducerede form til indigo igen. Optager eller afgiver den elektroner, og hvor mange?
  5. Hvilket stof er oxidationsmidlet, når tøjet hænger i luften? Hvad sker der med det stof?
  6. Indigo er blå, og den reducerede form er gul. Forklar, hvorfor de to former har hver sin farve.

Læs teksten lige under figuren med indigo på siden T2.4. Ordene oxidation, reduktion og oxidationsmiddel er forklaret i afsnit 8.1 i bogen til C-niveau.

En reduktion er, at et stof optager elektroner. En oxidation er, at et stof afgiver elektroner. Et oxidationsmiddel optager elektroner.

Til spørgsmål a: Sammenlign de to molekyler i figuren ét sted ad gangen. Se på grupperne med oxygen og på bindingen i midten.

Til spørgsmål f kan du begynde sådan: “I den reducerede form er … væk, så det konjugerede system …”

  1. De to grupper C=O bliver til C−O−, og dobbeltbindingen i midten af molekylet bliver til en enkeltbinding. I figuren kan du også se, at der er kommet en ny dobbeltbinding i hver af de to ringe med nitrogen. Dobbeltbindingerne har flyttet sig.
  2. To. Hver af de to grupper C−O− har én negativ ladning.
  3. Oxideret. Et stof, der afgiver elektroner, bliver oxideret.
  4. Den afgiver to elektroner. Den bliver altså oxideret.
  5. Oxygen, O2, fra luften. Det optager elektronerne og bliver selv reduceret.
  6. Farven afhænger af det konjugerede system. I den reducerede form er dobbeltbindingen i midten væk, og de to grupper C=O er blevet til C−O−. Det konjugerede system er derfor et andet end i indigo, og det absorberer lys med andre bølgelængder.