Haare färben - heute blond und morgen blau?

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Experiment 1 - Welche Faser ähnelt dem Menschenhaar am stärksten?

Führe die Experimente durch! Beachte die Sicherheitsregeln!

Schreibe die Beobachtungen in die Tabelle!

Notiere, wie man die Fasern anhand ihrer Eigenschaften unterscheiden kann! Formuliere ein Ergebnis: Welche Faser ähnelt dem menschlichen Haar?

Schuppenschicht wird unsauber verschlossen, das Haar ist geschädigt

Die Wirkung jeder Haarfärbung basiert auf folgendem Mechanismus: Ein Alkalisierungsmittel, das den pH-Wert erhöht, lässt das Haar aufquellen und öffnet so die äußere Schuppenschicht (1). Farbstoff-Vorstufen und Oxidationsmittel können in das Haarinnere eindringen. Bei den Farbstoff-Vorstufen, auch „Entwickler“ und „Kuppler“ genannt, handelt es sich um kleine, noch farblose Moleküle. Aus diesen werden erst im Inneren des Haares mit Hilfe des Oxidationsmittels – meist Wasserstoffperoxid – größere, farbige Moleküle gebildet (2). Aufgrund ihrer Größe können die gebildeten Farbstoffe nicht mehr aus dem Haar herausgewaschen werden, sondern bleiben im Inneren eingeschlossen. Das endgültige Farbergebnis entsteht durch unterschiedliche Kuppler und Entwickler. Das Haar ist anschließend dauerhaft bis ins Innere hinein gefärbt (3).&nbsp;

Chemische Strukturen der Fasern - Baumwolle

Struktur: Baumwolle besteht aus Cellulose-Ketten aus ca. 1000 – 1500 Cellulose-Bausteinen. Gebundene chemische Elemente: Kohlenstoff, Sauerstoff, Wasserstoff. Eigenschaften: kann bis zu 20 % der Masse an Wasser aufnehmen, ist in Wasser unlöslich, ist stabil&nbsp;gegenüber Basen, ist brennbar.

Merke: Ecke entspricht einem Kohlenstoffatom (C)

Welche Fasern werden zum Färben genutzt?

Der grüne Farbstoff (Pigment green) wird auf die Oberfläche aufgesprüht. Die großen Moleküle können nicht in die Haarstruktur eindringen.

Einteilung der Fasern - Kannst Du die Fasern zuordnen?

Ordne die  chemischen Strukturen den Fasern zu!

Experiment 3 - Echtheitsprüfungen der Anfärbungen

Welche Farbstoff-Faser-Kombinationen führen zu einer haltbaren Färbung?

Notiere zur Forschungsfrage zwei Vermutungen! Überlege dir entsprechende Experimente!

gefärbte Fasern, Essigsäure, Wasser, Shampoo, Bechergläser, Reagenzgläser, Spatellöffel, Papiertücher

Für die Untersuchung der Fasern stehen die folgenden Materialien zur Verfügung: Fasern: Baumwolle, Seide, Polyacryl, Schafschurwolle, Haare. Chemikalien und Geräte: Wasser, Spülmittel, Essigsäure, Bunsenbrenner, Tiegelzange, Streichhölzer, Petrischalen, Papiertücher.

Überlege Dir, welche Experimente Du zur Ermittlung der Eigenschaften der Fasern durchführen könntest. Fertige eine Tabelle der Untersuchungen an!

Stelle eine Hypothese auf: Welche Faser ähnelt dem Menschenhaar am stärksten? Schreibe Deine Vermutung auf!

Experiment 2 - Mit welchen Farbstoffen lassen sich die Fasern anfärben?

Welche Fasern lassen sich mit den Farbstoffen gut anfärben? Plane dazu Experimente! (Tipp: Verwende Fasern von ca. 15 cm Länge, weil jeweils ein Teilstück von 10 cm in einem 3. Versuch zur Überprüfung der Echtheit der Färbungen benötigt wird.)

Vier Farbstoffe mit Anleitungen, Wasser, Petrischalen, Bechergläser, Glasstäbe, Spatellöffel, Haushaltstücher (Papier), Fasern (Seide, Baumwolle, Schafschurwolle, Polyacryl)

Nelly aus Berlin 15.05.2022 Ich habe blonde Haare, möchte mal ROT ausprobieren, zu einem Event brauche ich dann aber GRÜNE Haare. Geht das?

Färbung von Wolle mit Lebensmittel- farbstoffen

Für Interessierte: Die Chemie der Haarfärbung

Mechanismus der Farbstoffbildung bei Oxidationshaarfarbstoffen am Beispiel von p- und m-Phenylendiamin

Cotton field <a href="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1b/Cotton_field_kv32.jpg">https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/1b/Cotton_field_kv32.jpg</a> Cottonballs <a href="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/61/Cottonballs.jpg">https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/61/Cottonballs.jpg</a> Cotton bush <a href="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/00/Cotton_in_bush.jpg">https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/00/Cotton_in_bush.jpg</a>Rote Haare Portrait <a href="https://pxhere.com/de/photo/145493">https://pxhere.com/de/photo/145493</a> Grüne Haare <a href="https://pixabay.com/de/photos/bilden-lollipop-san-patricio-4060224/">https://pixabay.com/de/photos/bilden-lollipop-san-patricio-4060224/</a> Bunte Haare <a href="https://pxhere.com/en/photo/1533821">https://pxhere.com/en/photo/1533821</a> Wigs and hair colour <a href="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4b/Wigs_and_hair_colour.jpg">https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4b/Wigs_and_hair_colour.jpg</a> Frau bunte Haare <a href="https://pixabay.com/de/illustrations/frau-haar-kleines-m%c3%a4dchen-farben-3551320/">https://pixabay.com/de/illustrations/frau-haar-kleines-m%c3%a4dchen-farben-3551320/</a> Haarstruktur <a href="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/55/Hierarchical_structure_of_hair_in_the_cortex_and_cuticle.png/2560px-Hierarchical_structure_of_hair_in_the_cortex_and_cuticle.png">https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/</a> <a href="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/55/Hierarchical_structure_of_hair_in_the_cortex_and_cuticle.png/2560px-Hierarchical_structure_of_hair_in_the_cortex_and_cuticle.png">thumb/5/55/Hierarchical_structure_of_hair_in_the_cortex_and_cuticle.png</a> Baumwolle <a href="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/fa/Fibres_de_lin_rouies_observ%C3%A9es_par_microscopie_%C3%A9lectronique_%C3%A0_balayage..jpg">https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/.jpg</a> Polyester Von Pschemp - Eigenes Werk, CC BY-SA 3.0, <a href="https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=652642">https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=652642</a> Haarfarben <a href="https://pixabay.com/de/photos/per%c3%bccke-k%c3%bcnstliche-haare-spiel-4240164/">https://pixabay.com/de/photos/per%c3%bccke-k%c3%bcnstliche-haare-spiel-4240164/</a> Seide/Silk <a href="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3f/Silk_fibroin_primary_structure.svg/1024px-Silk_fibroin_primary_structure.svg.png">https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3f/</a> <a href="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3f/Silk_fibroin_primary_structure.svg/1024px-Silk_fibroin_primary_structure.svg.png">Silk_fibroin_primary_structure.svg/1024px-Silk_fibroin_primary_structure.svg.png</a> Polyacryl <a href="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/10/Polyacrylamid.svg/773px-Polyacrylamid.svg.png">https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/10/Polyacrylamid.svg/773px-Polyacrylamid.svg.png</a> Peptid chain helix <a href="https://www.sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/alpha-helix">https://www.sciencedirect.com/topics/biochemistry-genetics-and-molecular-biology/alpha-helix</a> Haarbüschel und Schere <a href="https://www.flickr.com/photos/30478819@N08/49657784557">https://www.flickr.com/photos/30478819@N08/49657784557</a> Regenbogenfarben <a href="https://publicdomainvectors.org/en/free-clipart/Vector-illustration-of-rainbow-spectrum-mosaic/32790.html">https://publicdomainvectors.org/en/free-clipart/Vector-illustration-of-rainbow-spectrum-mosaic/32790.html</a> Knäul_Fasern <a href="https://pxhere.com/de/photo/1228063">https://pxhere.com/de/photo/1228063</a> Schaf <a href="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c4/Lleyn_sheep.jpg/800px-Lleyn_sheep.jpg">https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/c/c4/Lleyn_sheep.jpg/800px-Lleyn_sheep.jpg</a> Videos: Ernte von Wolle <a href="https://www.youtube.com/watch?v=XASfFO3w2O8">https://www.youtube.com/watch?v=XASfFO3w2O8</a> Wolle färben <a href="https://www.youtube.com/watch?v=VS54mlxsE9E">https://www.youtube.com/watch?v=VS54mlxsE9E</a> Video – Vorsicht – welche Vorsichtsmaßnahmen sind wichtig <a href="https://www.youtube.com/watch?v=GVeBlxgj8FU">https://www.youtube.com/watch?v=GVeBlxgj8FU</a> Faserbilder: J. Kranz Elektronenmikroskopische Bilder: GZG Göttingen

Dr. Joachim Kranz Humboldt-Universität zu Berlin Fachdidaktik und Lehr-/Lernforschung Chemie Brook-Taylor-Str. 2 joachim.kranz@hu-berlin.de 2022

Wie funktionieren Färbung, Tönung und Farbspray-Anfärbung?

Es geht um die Wechselwirkung von verschiedenen Farbstoffen mit unterschiedlichen Fasern.

Wie tief dringt der Farbstoff in die Faser ein - oder bleibt der Farbstoff an der Faseroberfläche? Diese Fragen werden auf den kommenden Seiten geklärt.

Für Interessierte: Welche Strukturen passen zu Tönung, Henna, Färbung und Anfärbung?

Struktur: Seide ist eine Faser aus dem Kokon der Seidenraupe. Sie besteht aus Eiweißketten, die aus Aminosäuren bestehen (Polypeptid). Es bildet sich eine schraubenförmige Helix. Eigenschaften: Seide glänzt und hat eine hohe Festigkeit. Sie kann bis zu ein Drittel ihrer Masse an Wasser einlagern. Sie ist empfindlich gegen Basen und Säuren und brennbar.

Das Glossar hilft dir, wenn du sprachliche Unterstützung benötigst.

Chemische Strukturen der Fasern - Schafschurwolle

Struktur: Schafschurwolle besteht aus Polypeptiden, Ketten von Aminosäuren (also aus Eiweiß!). Die Aminosäure-Reste formen die Peptidkette zu einer schraubenförmigen Helix. Eigenschaften: elastisch und knitterarm, feuchtigkeits- und temperaturausgleichend, empfindlich gegen Basen und Säuren, brennbar.

Bei einer Tönung wird der Farbstoff (z. B. HC Red 1) von außen auf das Haar ohne weitere Vorbehandlung aufgebracht. Das Haar wird nur in der äußeren Schuppenschicht angefärbt.

Haarfärben bedeutet Umgang mit Chemikalien! Muss man vorsichtig sein? Was kann passieren?

Wie sind die menschlichen Haare aufgebaut?

Struktur: Haare bestehen ebenfalls aus Eiweißketten, die aus Aminosäuren gebildet werden (Polypeptid). Es bildet sich eine schraubenförmige Helix. Eigenschaften: Haare glänzen und haben eine hohe Festigkeit. Sie können bis zu ein Drittel ihrer Masse an Wasser einlagern. Sie sind empfindlich gegen Basen und Säuren und brennbar.

Haare bestehen aus drei Schichten: Cuticula, Cortex und Medulla. Die äußerste Schicht, Cuticula oder Schuppenschicht genannt, besteht aus flachen, übereinandergreifenden, verhornten, abgestorbenen Zellen.

So geht eine dauerhafte grüne Haarfärbung! Ein Schulungsvideo.

Die relativ kleinen Farbstoffmoleküle des Hennas (Lawsone) dringen über die Schuppenschicht in geringem Maße auch in das Innere des Haares ein.

Klebe die Fasern nach der Echtheitsprüfung in den Bogen ein.

Formuliere ein Ergebnis. Bedenke dabei die Übertragbarkeit des Ergebnisses auf die Haarfärbung beim Menschen!

Klebe die gefärbten Fasern in die Färbetabelle ein.

Das menschliche Haar: Peptidketten bilden ein Protein (Eiweiß).

Haare färben - heute blond und morgen blau?

Fortbildungsmaterial für Lernende und Lehrende

Chemische Strukturen der Fasern - Polyacryl

Struktur: Polyacryl (genauer Polyacrylnitril) ist ein Kunststoff, der durch Polymerisation von Acrylnitril entsteht. Eigenschaften: Die Faser ist chemikalienbeständig, allerdings hitzeempfindlich (nur bei maximal 40&nbsp;°C waschen und nicht heiß bügeln), brennbar.&nbsp;

Welche Informationen sind notwendig, um die Chatfrage zu beantworten?

Wie kann man die Haarfärbung im Labor simulieren? Welche Fasern stehen für den Vergleich zur Verfügung? Wie sind die Fasern aufgebaut? Welche Eigenschaften haben die Fasern? Welche Farbstoffe eignen sich für Haarfärbungen? Experiment: Simulation der Haarfärbung Antwort auf die Chatfrage

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