Basische Farbstoffe sind Moleküle, die vor allem NH₂- und NR₂-Gruppen enthalten, die aufgrund ihres freien Elektronenpaares als Base reagieren und ein Proton aufnehmen. Man bezeichnet basische Farbstoffe auch als kationische Farbstoffe, da sie nach der Aufnahme eines Protons positiv geladene Gruppen enthalten. Zur Gruppe der Basenfarbstoffe gehören z.B. die Triphenylmethanfarbstoffe Malachitgrün und Fuchsin.

Mit Säurefarbstoffen lassen sich in saurer Lösung (pH-Bereich von pH 2 - 6) Wolle, Seide, Polyamide, basisch modifizierte Polyacrylnitrile (Orlon, Dralon), Papier und Leder färben.

Es wird der Mechanismus der Färbung am Beispiel der Wolle erklärt. Wolle ist aus Aminosäuren aufgebaut, die Carboxyl- und Aminogruppen enthalten, welche aber zu einem großen Teil als Ammonium- und Carboxylat-Ionen vorliegen. Gibt man die Wolle jetzt in eine saure Lösung, nehmen die Carboxylat-Ionen ein Proton pro Gruppe auf. Als Folge ist die Wollfaser positiv geladen. Die positive Ladung, hervorgerufen durch die NH₃⁺- Gruppen, wird vorerst durch Säureanionen ausgeglichen. Deshalb kann man sagen, dass der eigentliche Färbevorgang darauf beruht, dass die Säureanionen durch die Farbstoffanionen, die durch die saure Reaktion des Farbstoffs, also die Abgabe eines Protons entstanden sind, verdrängt werden. Die Bindung des Farbstoffs an der Faser beruht also auf dem Prinzip der Ionenbindung, da es elektrostatische Anziehungskräfte zwischen der positiven Faser und dem negativ geladenen Farbstoffion gibt (siehe Abbildung 1). Neben solchen Ionenbindungen wird der Farbstoff noch durch Wasserstoffbrückenbindungen und Dipolkräfte an die Faser gebunden. Die Färbungen sind allerdings gegen Alkalien empfindlich, da dann die ---NH₃⁺-Gruppen ihr Proton verlieren und der Farbstoff nicht mehr gebunden werden kann.

Abb. 1: Bindung des Säurefarbstoffs Eosin an Wolle

Der Färbevorgang läuft nach folgender Reaktionsgleichung ab:

R₁ = Farbstoffmolekülrest; R₂ = Faser

Generell kann man also sagen, dass Stoffe die mit Säurefarbstoffen gefärbt werden sollen kationische Gruppen besitzen müssen, damit der Farbstoff an der Faser haftet.

Bei der Färbung mit Basenfarbstoffen arbeitet man im alkalischen Milieu. Die Färbung wird auch wieder am Beispiel Wolle erklärt. Es liegen an der Wollfaser wiederum Ammonium- und Carboxylat-Ionen vor. Jedoch wird jetzt nicht das Carboxylat-Ion protoniert, sondern es wird der Faser das Proton des Ammonium-Ions, durch den basischen pH-Wert entzogen. Die Faser ist nun negativ geladen. Jetzt lagert sich das Kation des basischen Farbstoffs, das dadurch entstanden ist, dass dieser basisch reagiert und ein Proton aufgenommen hat, an die negative Faser an und wird wiederum aufgrund elektrostatischer Anziehungskräfte mit einer Ionenbindung an die Faser gebunden (siehe Abbildung 2). Im Fall der basischen Farbstoffe sind die Färbungen gegen Säuren empfindlich, da die Faser, insbesondere hier das Carboxylat-Ion, protoniert wird und somit der Farbstoff auch nicht gebunden werden kann.

Abb. 2: Bindung des Basenfarbstoffs Fuchsin an Wolle

Der Färbevorgang läuft nach folgender Reaktionsgleichung ab:

R₁ = Farbstoffmolekülrest; R₂ = Faser

Generell kann man also sagen, dass Stoffe die mit Basenfarbstoffen gefärbt werden sollen anionische Gruppen besitzen müssen, damit der Farbstoff an der Faser haftet.

Pararosaanilin und Rosaanilin werden die farblosen Carbinol- oder Leukobasen des Parafuchsins bzw. des Fuchsins genannt. Von diesen berühmten Anilinfarben, die 1858 von Hofmann, 1859 von Verguin entdeckt wurden, leiten sich durch Einführung von Alkyl- oder Arylresten in die Aminogruppen auch blaue und violette Farbstoffe ab, die im 19. Jahrhundert die schnelle Entwicklung der Farbenindustrie maßgeblich mitbestimmten.

Malachitgrün ist ein Trinitrophenylmethanfarbstoff, der schon seit 1877 bekannt ist.

Chemikalien: Eosin; Na₂SO₄; konzentrierte NH₃-Lösung; Woll- und Baumwolllappen

Geräte: 600 ml-Becherglas, Glasstab

Durchführung: Ein Spatel Eosin wir in 100 ml Wasser gelöst. Man fügt 1g Na₂SO₄ und 1 ml NH₃-Lösung hinzu. In diese Färbelösung wird eine weiße Woll- und Baumwollprobe getaucht und 15 Minuten zum Sieden erhitzt. Die Proben werden unter fließendem Wasser ausgewaschen.

Beobachtungen: Beide Materialien, sowohl Wolle, als auch Baumwolle werden von Eosin beständig leuchtend rot gefärbt.

Chemikalien: Fuchsin; Eisessig (konzentrierte Essigsäure); Natriumacetat; Woll- und Baumwolllappen

Geräte: 600 ml-Becherglas, Glasstab

Durchführung: 1 Spatel Fuchsin gibt man in ein Becherglas zu gut 100 ml heißem Wasser, fügt etwa 10 ml Eisessig, sowie einige Spatelspitzen Na-Acetat hinzu, gibt die Stoffprobe in die Färbelösung und erwärmt knapp 10 Minuten über kleiner Flamme. Die Proben werden unter fließendem Wasser ausgewaschen.