Am 17.09.2021 fuhren wir als Chemie-LK gemeinsam mit Frau von Eichel-Streiber nach Mainz, um dort einen Vormittag im NaT-Lab der Universität zu verbringen. Thema war die Herstellung des Azofarbstoffes „Orange II“.

Vorbereitend auf diesen Tag beschäftigen wir uns schon die vorangegangenen Wochen mit allem rund ums Thema Farbstoffe. Wir waren demnach alle sehr fit im Umgang mit Farbstoffsynthese, den Reaktionsmechanismen sowie möglichen Einsatzgebieten.

Mit unserem Vorwissen stiegen wir dann am Freitagmorgen in den Bus, der uns nach Mainz brachte. Alle 10 Teilnehmer waren schon gespannt, wie es denn sein würde, die Reaktionen, die wir sonst nur vom Papier kennen, einmal selbst durchführen zu können.

Nachdem wir das Skript nochmal durchlasen und endlich in Mainz auf dem Campus ankamen, begaben wir uns auch gleich zum Schülerlabor, um uns Kittel anzulegen und uns unsere Schutzbrillen aufzusetzen. Im Labor selbst lernten wir dann unsere Mentoren Sebastian und Nick kennen, die unseren LK durch das Experiment guiden sollten.

Zunächst  setzten wir eine Lösung aus Sulfanilsäure und Natriumcarbonat-Lösung an. Dazu gaben wir nach dem Abkühlen zudem etwas Natriumnitrit.

In einem zweiten Kolben versetzten wir etwas Eis mit 20%iger Salzsäure. Unter weiterer Kühlung im Eisbad tropften wir nun die zuvor angesetzte Lösung hinzu. Es stellte sich heraus, dass es sich dabei um einen sehr langwierigen Prozess handelte, denn die Temperatur durfte trotz der entstehenden Reaktionswärme keinesfalls über 5°C ansteigen, um alle Reaktionskomponenten in ihrer benötigten Form zu erhalten. Somit hatten wir die Diazoniumsalz-Lösung, die essentieller Bestandteil des Farbstoffes ist, fertiggestellt.

In einem weiteren Kolben lösten wir währenddessen etwas Naphthanol in 10%iger kalter Natronlauge. Auch unsere Kupplungskomponente war jetzt einsatzbereit. Als wir nun die beiden Lösungen mischten, konnten wir den eigentlichen Vorgang beobachten. Mit einem Mal schlug die Farbe der gesamten Lösung von weißlich-trüb zu einem strahlenden Orange um. Dies lag daran, dass nun das Diazoniumion aus der ersten Lösung mit dem Naphthanol aus der zweiten Lösung zum Azofarbstoff „Orange II“ reagierte. Dieser setzte sich nun als orangener Niederschlag im Kolben ab.

Nachdem wir noch etwas gesättigte Kochsalzlösung hinzugaben, trennten wir den eigentlichen Farbstoff mittels eines Trichter-Rundfilters und einer Vakuumpumpe von der Lösung. Unseren Farbstoff ließen wir jetzt trocknen und bereiteten uns auf den Fortgang des Experimentes vor.

Mittels dem Direktfärbe-Verfahren, bei dem man den Farbstoff mit Wasser und etwas Essig löst, haben wir einige Gewebefasern blau und orange eingefärbt und beobachtet, wie waschfest diese später sind.

Parallel testeten wir das Entwicklungsfärben, bei dem die Synthese des Farbstoffmoleküls direkt auf der Gewebefaser stattfindet.

Wir konnten nun die unterschiedliche Intensität der Farben auf den verschiedenen Materialien erkennen sowie die Ursachen (Polaritäten und daraus resultierende Wechselwirkungen zwischen Gewebefaser und Farbstoffmolekül) erklären.

Unser Ausflug ins NaT-Lab näherte sich nun langsam dem Ende. Also räumten wir das Labor auf, zogen die Kittel aus und übergaben den Mentoren noch ein kleines Dankeschön. Zum Abschluss spazierten wir noch kurz über den Campus, bis der Bus kam, um uns wieder nach Simmern zu fahren.

Insgesamt war der Ausflug ins NaT-Lab der Universität Mainz ein sehr informativer und gelungener Tag, denn wir als Chemie-LK konnten unser Wissen durch die praktische Arbeit vertiefen. Zudem bot uns der Besuch die Möglichkeit, uns mal mit dem Alltag des Studiums bzw. der Arbeit in einem naturwissenschaftlichen Bereich vertraut zu machen.

Abschließend bleibt noch zu sagen, dass wir einen Abstecher ins NaT-Lab jedem Chemiekurs, sei es LK oder GK, empfehlen würden, denn eine Chance, der Laborarbeit als Schüler so nah zu kommen, bietet sich eher selten.