Färga ullgarn med svampar

Tillhör kategori: kemisk bindning, spektrum, ljus och färg, vardagens kemi

Författare: Susanne Rostmark

Introduktion Riktlinjer Säkerhet Materiel Förarbete Utförande Förklaring Kemisk bakgrund Fördjupning Litteratur Fler experiment

Brandfarligt Använd skyddsglasögon 

Tid för förberedelse: 20 minuter

Tid för genomförande: 60 minuter

Antal tillfällen: 1

Säkerhetsfaktor: Utföres med normal varsamhet

Svårighetsgrad: Kräver viss labvana

Introduktion

I urminnes tider har man vetat om att det finns färgämnen i växter, bark, lavar och svampar. Vissa arter är lämpligare för färgning än andra. Med tiden hittade man metoder för att kunna framställa fler och fler färger.

I det här försöket kommer du att få färga ullgarn med hjälp av svampgruppen kanelbrun spindelskivling och sandsopp. Det finns förstås många andra svampar som också ger fina färger så när du lärt dig principen för hur man färgar kan du ge dig ut på en egen upptäcktsfärd i svamparnas målarlåda.

Riktlinjer

Experimentet utförs lämpligen som grupparbete eller demonstration ute i naturen.

Säkerhet

Vid försöket används spritkök. Var noga med att du är förtrogen med hur du använder det och att köket ställs på ett lämpligt underlag. Kanelspindelskivlingen som används till färgningen är inte ätlig, men den är inte heller giftig. Sandsoppen är ätlig.

Resterna av färgbadet kan hällas ut i naturen.

Materiel

Förarbete

Svamparna kan användas både färska och torkade. Svamparna växer i nästan hela landet och är lätta att känna igen. Du kan, om du har tid (och kanske i samarbete med biologiläraren) ordna så att svamparna är samlade innan experimentet sätts igång.

Utförande

Exprimentet utförs i grupper om 3-4 personer. Hälften av grupperna färgar med sandsopp, hälften med kanelspindelskivling. Den grupp som du är med i skall samarbeta med en grupp som färgar med den andra svampsorten. På så sätt får du ett färgprov av var svamp.

  1. Häll upp ca 6dl vatten i en kastrull.
  2. Sätt i ca 1,5 dl svamp.
  3. Tänd spritköket och koka upp svampen och vattnet.
  4. Låt koka i 15 min eller tills vattnet fått färg.
  5. Under tiden vattnet kokar gör var och en i ordning två provtofsar garn.
  6. För ned prov tofsarna i färgbaden, en i ditt eget bad och en i gruppen du samarbetar med.
  7. Låt tofsarna ligga i badet i ca 20 min eller tills du är nöjd med färgen (längre tid ger starkare färg).
  8. Ta upp tofsarna och skölj dem.

Variation

Att färga i naturen kan göras på oändligt många olika sätt och träna många olika färdigheter. Experimentet kan exempelvis utföras med hjälp av en vedeld i stället för spritkök. I stället för att "bara" färga med svamp kan man göra ett färgbad med svamp och ett fritt där man får prova egna idéer, t ex blåbär, björkblad osv.

Kommentar: I utförandet av experimentet är inte hänsyn taget till att ullgarnet skall förvärmas och helst inte värmas till mer än 90 grader. Om man lägger till dessa krav får man träna sig i att använda termometern och blanda till vatten av olika temperaturer. Man kan också förbeta garnerna med olika betmedel. Om man samarbetar med textilslöjden och färgar större mängder garn är ovanstående krav ett måste.

Förklaring

Färgämnena i svamp är hydrofila. När svampen kokas frigörs de därför och löser sig i vattnet. Ullfibern består av proteinet keratin. I proteinkedjan finns hydrofila, basiska och sura grupper till vilka färgmolekylerna kan binda.

Kanelspindelskivling (Cortinarius cinnamomeus) innehåller färgämnen som hör till gruppen antrakinoner. Kanelspindelskivlingen ger en rosa färg. Sandsopp (Sullius variegatus) innehåller tre färgämnen, variegatsyra, xerocomsyra och atromentinsyra. Sandsoppen ger en citrongulfärg. Både sandsoppen och kanelspindelskivlingens färgämnen är sura och det är aminogrupper i ullfibern som binder dem till ullen.

Kemisk bakgrund

Vy för utskrift av kemisk bakgrund och fördjupning

Historik

Färgat ullgarn
Ullgarnet i förstoring
Foto: ©Svante Åberg, Susanne Rostmark
Växtfärgning med örter, bark, lavar och ved har man ägnat sig åt sedan urminnes tider. Kunskaperna om hur man kunde framställa olika färger gick i arv från generation till generation [1]. Det var inte förrän i början på 1800-talet som man på syntetisk väg lyckades framställa färgämnen. Sedan dess har man i den kommersiella industrin gått över till att använda "konstgjorda" färgämnen, konsten att växtfärga lever trots det kvar som ett uppskattat konsthantverk [8].

Svampens egenskaper som färggivare har länge försummats. Ett undantag är ärttryffeln Pisolithus tinctorius som i Tyskland användes för att sätta färg på soppa. I Frankrike och Italien användes svampen till att färga ullgarn. En annan ticka Echinodontium tinctorium användes av indianerna till rött smink vid krigsmålning. I en svensk skrift från 1720 kan man läsa ett recept för gulfärgning av linne med blodriska.

Under andra världskriget undersökte fransmännen man om man inte skulle kunna framställa färgämnen ur svamp. Den enda svamp som ansågs lämplig var lystickan, Hapalopilus, pluggskivlingarna Paxillus, och en rad mögelsvampar.

Sedan dess har både svenska och utländska konsthantverkare experimenterat med svamp, det stora genombrottet kom 1974 då amerikanskan Miriam Rice gav ur skriften "Let´s try mushrooms for color" [1].

Varför uppfattar vi olika färger?

Prisma Dagsljuset eller elektriskt ljus består av en blandning av olika färger. Ljuset kan delas upp i sina olika färger med hjälp av ett prisma.

Synliga spektrat

Färgerna som då bildas är samma som de vi ser i regnbågen och kallas spektralfärger.

När ljuset från en ljuskälla träffar ett föremål absorberas vissa delar av spektrumet medan andra reflekteras eller går rätt igenom. Absorptionen beror på ljusets våglängd och på vilket färgämne som finns på ytan. Mängden färgämne påverkar också absorptionen. En svart yta absorberar 100 % och en vit 0 % [9].

Bindningskemi

Ullfiberns yta är täckt av små fjäll då fibern blir varm spärras fjällen ut och garnet blir strävt. Om ullen inte får koka och får svalna långsamt blir garnet glatt igen. Om ull kokas fastnar fjällen i utspärrat läge, det är det som gör att garnet i exprimentet blir strävt.

För att man skall kunna koka ur ett färgämne ur en svamp måste den vara vattenlöslig. Ett ämne är vattenlösligt om det innehåller hydrofila grupper. De hydrofila grupperna har egenskaper som är gemensamma med vattenmolekylen. De viktigaste hydrofila grupperna är, hydroxyl- (-OH-) , karboxyl- (-COOH), amino- (-NH2).

Ull består av proteinet keratin i proteinkedjan finns hydrofila gupper, de kan vara basiska (-NH2), sura (-COOH) eller neutrala (-OH). Ullfibern hålls ihop av peptidbindningar som bildas då en aminogrupp och en karboxylgrupp binds under avgivande av två väte och en syremolekyl. Trots att många hydrofila grupper åtgår till peptidbindningar finns det fria grupper kvar dessa kan binda färgämnen. Färgämnena i detta experiment är sura och binds med jonbindning till de basiska aminogrupperna [1].

Om svamparna

Antrakinoner i kanelspindelskivling

Kanelspindelskivling
Kanelspindelskivling
Bild: ©Susanne Rostmark

Kanelspindelskivlingarna är relativt små svampar, de bli sällan högre än 100 mm, hatten mäter ca 70 mm i diameter och fotdiametern är 10 mm. Flera av kanelspindelskivlingarna växer i kärr andra i ädellövskogar och en del i barrskogar. Kanelspindelskivlingar kan man finna i hela landet, de ät inte ätliga men inte heller giftiga. Bland de arter som tillhör släktet kan nämnas Kanelbrun spindelskivling, Rödskivig kanelspindelskivling och Blodröd spindelskivling [10].

Släktet kanelspindelskivling Dermocybe definieras av att de har klumpar av färgämnen, antrakinoner, inlagrade i skivornas kött. Ett 80-tal gula till röda antrakinoner är kända från växtriket, av de 80 finns ett 40-tal representerade i kanelspindelskivlingarna. Den grupp som gör ämnet färgat kallas kromofor. Kromoforen i antrakinoner är en kinonring kant i kant med två bensenringar. Det som gör färgämnena sura och därmed möjliga att binda till ull är hydroxidgrupper i position 1,4,5 eller 8 [1].

Sandsopp
Sandsopp
Bild: ©Susanne Rostmark
Sandsoppen Sullius variegatus är den färgstarkaste av sopparna. Den känns igen på sin gulbruna färg, sina sandfärgade rör och sin ringlösa fot. Om man bryter isär en sandsopp blånad den kraftigt. Sandsoppen trivs i sandiga och fuktiga barrskogar, på tallhedar och i skrevor fyllda med mossar och lavar. Sandsoppen växer i hela landet och är en utmärkt matsvamp, den förekommer rikligt från augusti till oktober [10].

Fördjupning

Löslighet

När atomer eller molekyler av ett ämne blandas på atom-/jon-/molekylnivå med ett annat ämne, så säger man att ämnet löser sig. Både fasta, flytande och gasformiga ämnen kan gå i lösning på detta sätt. Ämnet som tar emot partiklarna som löser sig, och som förekommer i större mängd, kallas lösningsmedel.

Exempel på lösningar är:

En lösning behöver alltså inte vara en vätska. Det finns både fasta, flytande och gasformiga lösningar.

Begränsad löslighet

Ofta är lösligheten begränsad. Det har att göra med den jämvikt som uppstår mellan ämnet i lösning och samma ämne i ren form. Till exempel löser sig koksalt i vatten upp till 36 g per 100 ml (motsvarande 26 vikts-%) vid 20 °C.

Jonerna i den fasta natriumkloriden löser sig med jämn hastighet, vilket tenderar till att öka koncentrationen av löst ämne. Men den motsatta reaktioner sker också. Natrium- och kloridjonerna i lösningen faller ut som fast natriumklorid. Den hastighet med vilken saltet faller ut beror på hur ofta natrium- och kloridjoner stöter på varandra i lösningen. Därför ökar utfällningen av salt med koncentrationen i natriumkloridlösningen. Vid 26 vikts-% NaCl är utfällningen lika snabb som upplösningen av koksaltet. Då sker ingen nettoförändring. Man har en dynamisk jämvikt där lösningen är mättad, dvs. innehåller maximal mängd koksalt.

Obegränsad blandbarhet

Ibland är lösligheten obegränsad och det lösta ämnet och lösningsmedlet är fullständigt blandbara i alla koncentrationer. Exempel på detta är etanol i vatten. Vilken proportion av etanol och vatten du än blandar, så kommer du att få en homogen lösning, dvs. en enda fas. Du kommer inte att se någon fasgräns mellan ämnena.

Lösning av gasformiga partiklar i en annan gas har alltid obegränsad blandbarhet. Det beror på att i en gas så är partiklarna så långt ifrån varandra att de inte påverkas av några attraktionskrafter som tenderar att klumpa samman ämnena i aggregat. Alla atomer/molekyler rör sig helt fritt i gaslösningen.

Bindningskrafterna avgör lösligheten - "Lika löser lika"

När det finns ett löst ämne och ett lösningsmedel, så finns det tre alternativa bindningar som kan uppstå mellan partiklarna (atomerna/molekylerna/jonerna):

Man brukar använda en tumregel: "Lika löser lika". Det syftar på polariteten, dvs. laddningen hos partiklarna. Ämnen löser sig lättast i varandra om de är ungefär lika polära. Vi ska förklara hur detta kommer sig.

Vatten är en starkt polärt ämne. Visserligen är molekylen som helhet oladdad, men det finns en laddningsförskjutning så att syreatomen är negativ och väteatomerna positiva. Två vattenmolekyler binder varandra ganska starkt genom att syret i den ena molekylen lägger sig nära vätet i den andra vattenmolekylen. Den negativa och positiva laddningen attraherar varandra. Vatten binder alltså varandra ganska starkt.

Kolvätena i bensin är ett mycket opolära. Kolvätena är oladdade molekyler som inte heller har någon laddningsförskjutning inom sig i molekylen. Det gör att kolväten bara binder varandra svagt med hjälp av Londonkrafter (Van der Waals-krafter).

Ju starkare bindningen är, desto större chans är det att partiklarna ska klumpa sig samman. Vatten i blandning med bensin ger mycket dålig löslighet. Vattenmolekylerna klumpar samman sig med sina starka krafter och bildar en egen fas. Kolvätemolekylerna blir över och bildar en annan fas. Kolvätena bildar inte en egen fas på grund av attraktion mellan kolvätena, utan därför att de inte få vara tillsammans med vattnet. De blir så att säga ratade av vattenmolekylerna.

Om två ämnen inte har samma polaritet, men ändå inte skiljer sig åt alltför mycket, så får de en god löslighet även om den är begränsad. En möjlighet att lösa ett ämne är därför att använda lösningsmedel i flera steg. Om du till exempel har fått smutsig motorolja på händerna, så är det svårt att tvätta bort med tvål. Motoroljan är alltför opolär för att tvålen riktigt ska kunna lösa den. I ett första steg kan du då smörja händerna med margarin, som är opolärt. Oljan löser sig i margarinet. I nästa steg tvättar du bort margarinet med hjälp av tvål och vatten. Oljan som är löst i margarinet följer då med margarinet när det tvättas bort med vatten.

Utfällning

Utfällning är den process som gör att ett löst ämne övergår till fast form och bildar en egen, fast fas. Det ämne som bildar fast form kallas helt enkelt fällning. Vätskan som blir kvar kallas med ett finare ord för supernat.

Orsaken till att fällning bildas är alltid att lösligheten för ämnet överskrids. Men vad som gör att lösligheten överskrids kan bero på flera saker:

Det händer att de utfällda partiklarna är så små att de inte sjunker till botten inom rimlig tid. Då får man en suspension som känns igen på att den är grumlig. Men om man centrifugerar suspensionen, så kan man få fällningen att sjunka till botten. Ovanför finns då den klara lösningen.

material på grundnivå kommer att läggas in här

material på avancerad nivå kommer att läggas in här

Litteratur

  1. Carla och Erik Sundström, Färga med svampar, 1982, ICA bokförlag, Västerås.
  2. Svampbok - Virtuella utställningar, Naturhistoriska riksmuseet
    http://www.nrm.se/kbo/svampbok/welcome.html.se (2003-08-14)
  3. Svampar i Sverige, Fungus info
    http://www.algonet.se/%7Efungus/index.html (2003-08-14)
  4. Key to Cortinarius subgenus Dermocybe In the Nordic countries, Klaus Høiland, Biologisk institutt, Universitetet i Oslo
    http://www.uio.no/~klaush/dermocyb.htm (2003-08-14)
  5. Svampar i Finland och i Sverige, Raija Tuomainen
    http://sienet.luontonetti.com/ (2003-08-14)
  6. Stains File, Bryan D. Llewellyn
    http://members.pgonline.com/~bryand/StainsFile/index.html (2003-08-14)
    • Dye Index, Bryan D. Llewellyn
      http://members.pgonline.com/~bryand/StainsFile/dyes/dyes.htm (2002-12-04)
    • Classification of Dyes, Bryan D. Llewellyn
      http://members.pgonline.com/~bryand/StainsFile/dyes/class/dyeclass.htm (2002-12-04)
    • Anthraquinone Dyes, Bryan D. Llewellyn
      http://members.pgonline.com/~bryand/StainsFile/dyes/class/clsanthq.htm (2002-12-04)
  7. Stig Andersson, Artur Sonesson och Nils-Göran Vannerberg, Kemin i samhället, 1989, Almquist & Wiksell, Uppsala.
  8. Alan Isaacs, Den naturvetenskapliga världen, 1976, Liber förlag, Stockholm.
  9. Exempel på arter i den svenska floran som använts till växtfärgning, Bryan D. Llewellyn
    http://linnaeus.nrm.se/flora/listor/fargvaxt.html (2002-12-04)
  10. Färga garn med svamp, Hjördis Katarina Lundmark
    http://hem.passagen.se/hjordis/sida.html (2002-12-04)
  11. Mycokey, Jens H. Petersen & Thomas Læssøe
    http://www.mycokey.com/ (2002-12-04)
  12. Växtpigmentens kemi, Svante Åberg, Umeå Stads Trädgårdssällskap
    http://www.umeatradgard.se/artikel_vaxtpigment.html (2005-04-26)

Fler experiment


kemisk bindning
Att vara kemisk detektiv
Bestäm CMC för diskmedel
Blandningar av lösningsmedel
Diska med äggula
Ett målande experiment - att rengöra en målarpensel
Frigolit i aceton
Gore-Tex, materialet som andas
Gummi och lösningsmedel
Gummibandets elasticitet
Gör ett avtryck från papper till stearin
Gör hårt vatten mjukt
Gör kopparslanten skinande ren - med komplexkemi
Hur kan man göra kläder av plast?
Hur mycket vatten finns i maten?
Håller bubblan?
Kemisk vattenrening
Kristallvatten i kopparsulfat
Lödtenn 60
Målarfärgens vattengenomsläpplighet
Mät CMC med hjälp av droppstorleken
När 1 plus 1 inte är 2
Permanenta håret
Slime
Studsboll
Såpbubblor
Tag bort rostfläcken med det ämne som gör rabarber sura
Tillverka din egen glidvalla
Tillverka en ytspänningsvåg
Tillverka papperslim
Trolleri med vätskor
Tvätta i hårt vatten
Undersök en- och flervärda alkoholer
Varför färgas textiler olika?
Vattenrening
Visa ytspänning med kanel

spektrum, ljus och färg
Blå himmel och röd solnedgång
Cyanotypi - den gammeldags blåkopian
Dokumentäkta bläck ur te
Ett lysande experiment - Kemiluminiscens
Falu rödfärgspigment ur järnvitriol
Framkalla fotopapper
Färgämnen i M&M
Gör din egen limfärg
Klorofyllets röda fluorescens
Osynligt bläck
Pelargonens färg
Regnbågens färger med Rödkåls-indikator
Se genom papper
Tillverka Falu rödfärg enligt gammalt recept
Tillverka fotopapper
Varför färgas textiler olika?
Växtfärga med rödbetor enligt receptet från Västerbotten

vardagens kemi
Att döda bakterier - kan Klorin & Javex va´ nå´t?
Bestäm CMC för diskmedel
Blev disken ren?
Coca-Cola vs Coca-Cola light
Den bästa bulldegen
Den omöjliga tvålen - den är preparerad!
Diska med äggula
Eld - varför brinner det?
Eldprovet
Enzymaktivitet i ananas
Enzymer i Tvättmedel
Ett gammalt tvättmedel, del 1: Salt ur björkaska
Ett gammalt tvättmedel, del 2: Tvål ur saltet
Ett målande experiment - att rengöra en målarpensel
Falu rödfärgspigment ur järnvitriol
Framställ en detergent
Framställ låglaktosmjölk
Fruktköttet får solbränna
Färgämnen i M&M
Gore-Tex, materialet som andas
Gör din egen limfärg
Gör din egen tandkräm
Gör ditt eget läppcerat
Gör hårt vatten mjukt
Göra lim av kasein
Hockey-visir
Hur fungerar en torrboll?
Hur gör man kakan porös?
Hur moget är äpplet?
Hur smakar salmiak?
Håller bubblan?
Karbidlampan
Kemi i en brustablett
Kemisk vattenrening
Majonnäs - en emulsion
Maskrosen som krullar sig
Modellmassa av mjölk
Myggmedel - hur funkar det?
Målarfärgens vattengenomsläpplighet
När flyter potatisen?
Olja som lösningsmedel
Optiska Vitmedel
Osmos i ett ägg
Osynlig gas
Pektin och marmeladkokning
Pelargonens färg
Permanenta håret
Pulversläckare
Rengöra silver
Rostbildning och rostskydd
Skär sig majonnäsen?
Smältpunkten för legeringen lödtenn
Snöflingeskådning
Superabsorbenter i blöjor
Surt regn
Syror och baser i konsumentprodukter
Såpbubblor
Tillverka din egen deodorant
Tillverka din egen glidvalla
Tillverka din egen tvål, del 1: Själva tvålen
Tillverka din egen tvål, del 2: Parfymera och färga tvålen
Tillverka ditt eget läppstift
Tillverka Falu rödfärg enligt gammalt recept
Tillverka papperslim
Tillverka rengöringskräm
Tvätta i hårt vatten
Utfällning av aluminium
Utvinna järn ur järnberikade flingor
Vad händer då något brinner?
Vad händer när degen jäser?
Vad innehåller mjölk?
Vad är det i saltet som smakar salt?
Vad är skillnaden mellan maskin- och handdiskmedel?
Varför färgas textiler olika?
Varför kan man steka i smör och olja men inte i lättprodukter?
Varför mörknar en banans skal?
Varför rostar järn och hur kan man förhindra det?
Varför slipper bilen varma yllekläder på vintern?
Varför svider det i ögonen när man skalar lök?
Varför äter vi Samarin?
Vattenrening
Visa ytspänning med kanel
Vispa grädde
Växtfärga med rödbetor enligt receptet från Västerbotten
Ägget i flaskan
Ärg på en kopparslant
Äta frusen potatis