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HinweisBei dieser Datei handelt es sich um ein Protokoll, das einen Vortrag im Rahmendes Chemielehramtsstudiums an der Uni Marburg referiert. Zur besserenDurchsuchbarkeit wurde zudem eine Texterkennung durchgeführt und hinter daseingescannte Bild gelegt, so dass Copy & Paste möglich ist – aber Vorsicht, dieTexterkennung wurde nicht korrigiert und ist gerade bei schlecht leserlichenDateien mit Fehlern behaftet.
Alle mehr als 700 Protokolle (Anfang 2007) können auf der Seitehttp://www.chids.de/veranstaltungen/uebungen_experimentalvortrag.htmleingesehen und heruntergeladen werden.Zudem stehen auf der Seite www.chids.de weitere Versuche, Lernzirkel undStaatsexamensarbeiten bereit.
Dr. Ph. Reiß, im Juli 2007
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Protokoll des 2.Lehramtsvortrags gehalten
am 21.12.1989
Veranstaltungsleiter: Dr. J. Btuenuth
Dr. E. Gerstner
Pr'of. Dr. u. ~1li 11 erProf. Dr. F. W. Steuber
vorgelegt von Martin Holfeld
Chemie in der Schule: www.chids.de
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Die Haarkosmetik g ewinnt in der neueren Zei t immer mehr an
Popularität. Nicht nur die Frauen, sond ern auch die Männer
nutzen die Vielfalt der M8glichkeiten, das Haar zu verändern,
immer mehr.
Die Struktur des Haares
Das Haar wächst in der Lederhaut. In der Haarpapille werden
durch Zellteilung ständig neue Zellen gebildet . In den
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darilberli egenden Zonen kommt es zu einer Differenzierung der
Zellen . Das Haar wächst dann durch d en Haarschaft und dringt
durch die Oberhaut (Epidermis) nach außen.
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Der Generationszyklus des Haares
Die ~ngggn~ rh~~~ ist die Wachstumsphase der Haare. Sie
dauert etwa 6 Jahre. In der Generationszone werden in dieser
Zeit ständig neue Zellen gebildet.
Die k~leggng Eh~§~ ist eine Ubergangsphase. Sie dauert ca. 2-
3 \Vochen.
In der 1~lQg~ngQ ~h~~~ wächst das Haar nicht mehr. Sie dauert
ungefähr 3-6 Wochen. Das nicht wachsende Haar bezeichnet man
als Kolbenhaar.
Unter dem Mikroskop betrachtet erkennt man eine feine
Strukturierung,des Haarinneren. Das Haarinnere unterscheidet
man in M'i kr-o f' i b r i L'l e n , die jeweils aus fünf Protofibrillen
aufgebaut sind. Die Protofibrillen sind jeweils aus fUnf
Peptidketten zusammengesetzt.
Die Peptidketten besitzen eine
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Versuch Nr.l
In einem Versu ch sollen d ie Peptidketten d er Haare
hydrol y siert werd en . Dazu wird e in Haarbüs chel in Natronla u ge
(c=6mol/l) geko cht .
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Versuch Nr.2
Die durch die Hydrolyse entstehenden isolierten einzelnen
Aminosäuren werden mi t der B'i.u r-e t r-e a k t Lon nachgewiesen.
Anmerkung: Um eine genügende Menge des Haarproteins zu
hydrolysieren, muß die Lösung mehrere Stunden gekocht werden.
Vor Verwendung der Biuretreaktion ist eine Neutralisation der
Lösung erforderlich, da sonst ein Kupferhydroxokomplex
e n t s t e h e n kann, der auch eine Blaufärbung des Hyd r o Ly s a te s
verursacht.
~Cl.Chwei oS cl er
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Versuch Nr.3
Da besonders die schwefelhaltigen Aminosäuren eine wichtige
Rolle in der Haarkosmetik spielen, werden sie besonders
nachgewiesen. Dazu wird das g e k o c h te Hydrolysat mit
alkalischer Blei(II)chlorid18sung versetzt. Es fällt ein
schwarzer Niederschlag von Bleisulfid.
Der Schwefel wird durch eine nukleophile Substitution von den
schwefelhaltigen Aminosäuren getrennt.
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Versuch Nr.4
Ein BUschel Haa r e soll o x idativ gefArbt werden.
Das BUschel wird in e i n e rn Bgl. mit e i n e r Spat elspitze p-
Toluylendiamin und e i n e r Spatelspitze Resor cin in c a , 150ml
desto Wasser gelö st.
Das Prinzip d er Oxidationsf ärbung ist:
+ E,.lwir,kl.!.r» Fa.rb s/oll-
traol.e Icü.t,~
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Ein Farbstoffmolekül wird aus zwei Kupplungskomponenten in
Anwesenheit eines Entwicklers zusammengesetzt. Das
entstandene Farbstoffrnolekül kann e u f g r u nd seiner Größe das
Haar nicht mehr durch die natürlichen Poren verlassen. Die
j ewe i ligen Kupp I u n g s k o mp o n e n t en können abe r durch di e Po ren
in das Haarinnere dringen.
Als Kupplungskomponenten werden Resorcin und p-Phenylendiamin
verwendet. Es entsteht ein grünschwarzer Farbstoff.
Entwickler ist Wasserstoffperoxid. das den notwendigen
Sauerstoff liefert.
Reso,.c.in .
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Als Beispiel für andere mögliche Reaktionen wird die Kupplung
von p-Toluylendiamin mit m- Ami n o ph e n o 1 und mit m-
Phenylendiamin angeführt:
Die Funktion von Wasserstoffperoxid als Entwickler ist:
a) Die Bereitstellung von nase. Sauerstoff
b) Die Selektivität dieser Reaktion im Haarinneren,
verursacht durch die katalytische Wirkung von Kationen
im Haarinneren.
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Versuch Nr.5
Eine Haarsträhne soll durch S chaumtönung g efärbt werden:
In e i n e m Becherglas wird eine blond e Haarsträhne mit
käuflicher Schaumtönung (Wella) besprüht , Nach ca. 10 mi n ,
wird die Haarstrährte kurz unter kaltem Wasser ausgewaschen.
Man unt erscheidet zwei Sorten der Schaumtönungen:
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Versuch Nr.6
Einige Haflr~trfihnerl 11s Cl r-n b 1 0 n d i. (J, 1" t w~~ r d r- n .
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Dazu werd en eine dunkle und ein e mittelblonde Haarssträhne an
einem Schaumkopf b ef estigt . In e i ne m Plastikbecher wird etwas
k ä u f I iches Blondi erpul ver mit e i ne r 35% Wasserstoff-
peroxidlsg. angerührt und mit einem Pinsel auf den Strähnen
v erteilt . Nach ca.25 min. werden die Strähnen unter
fließendem kalten Wasser ausgewaschen. Ergebniss : Die dunkle
Strähne ist rötlich geworden und die mittelblonde Strähne ist
hellblond . Die Blondierwirkung i st eine Oxidation der
Ha a r p i g me n t e . Im dunkeln Haar reicht die Reaktionszeit nicht
zum vollständig en Abbau all er Haarpigmente. Die roten
Haarpigmente (Rhodokeratine) verbleiben im Haar.
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Versuch Nr.7
Di e Persalz e im Blondi erpul v er s oll en na chgewies en werd en :
Zu einer g e s ät t i g te n Lösung von Blondi ermittel in Wasser
we rden e i n i g e Tropf e n eine r KJ - Lösung (c=O. 2mol/l) ge g eben.
Nach kurz er Zeit ist e i ne Braunf ä rbung von elementarem Jod
erkennbar.
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Die verschiedenen inter- und intramolekularen Bindungen in
der Peptidkette.
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Versuch Nr.8
Zu einer Cysteinlösung w e r d e n einige Tropfen einer
Eisen(III)chlorid16sung gegeben. An der Eintropfstell~
entsteht eine blaue Färbung, die bei UmrUhren wieder
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verschwindet. Die blaue Färbung wird durch einen Eisen-
Cystein-Komplex hervorgerufen.
Fe@) + l
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Bei Umrühren oxidiert das Eisen(III)-Ion das Cystein zu
Cy s t Ln und die- blaue Farbe verschwindet wieder. Das
en t s tandenen Eis en ( I I ) - I on w i rd du r c h den Lu f t sauer s t 0 f f
wieder zum Eisen(III)-Ion oxidiert.
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Versuch Nr9.
An einer glatten Haarsträhne soll eine Dauerwelle
durchgeführt werden. Dazu wird die Strähne auf einen Wickler
(möglichst kleine Größe) gedreht und in ein Be c h e r g Las mit
Wellösung getaucht. Nach ca. 30 mine wird das auf d~~ Wickler
gedrehte Haar aus der Wellösung g e n ornraen , gründlich unter
fließend kaltem Wasser ausgewasche~ und in ein Becherglas mit
FixierlBsung getaucht. Nach ~eiteren 5 min, wird das Haar vom
\V i c k 1 erge wie k 8 l tund wie d ergu t d ure hg e s pli 1 t. Das Ha a r ist
j~tzt deutlich gewellt.
~~ll§~~Dg: Leicht angesäuerte Thioglykolsäurelösung.
Ei~igrlQ§ung: Wasserstoffperoxidlösung 35%
Q~r_~~llYQrg~ng~
Im Wellvorgang werden die Schwefelbrlicken
notwendigen Elektronen werden von der
geliefert, die dabei oxidiert wird.
g e s p a Lt e n , Die
Thioglykolsäure
~~r_Ei~i§~YQg~ng:
I m Fix i e r v 0 r g a n g we r d e n d i e S c h w e f e 1 b r Li c k e n wie der 0 x i d a t i v
gebunden. Der notwendige Sauerstoff wird vom
Wasserstoffperoxid geliefert.
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Der
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R -5- S-~" t H 02.
Alle Versuchesind aus Zeitgründen von den üblichen, in der
Haarkosmetik verwendeten Dos i erungen abgeänder t worden. So
wu r d e z.B. bei den Blondierungsreaktionen statt 9%iger
Wasserstoffperoxidlösung 35%ige verwendet. Es ist deshalb
unbedingt ratsam, die beschriebenen Ve r s u c h e nur mit toten,
abgeschnittenen Haaren durchzufGhren.
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