Chemie beim Friseur

Blondierung

Da die Pigmente im Haar, wie auch die anderen Bestandteile relativ stabile Verbindungen sind, muss man schon unter drastischen Bedingungen arbeiten. Um Haare aufzuhellen, muss man zunächst mit Basen die Haarstruktur öffnen, wie in Demonstration 2 geschehen. Dabei verzichtet man aus Rücksicht auf den Kunden auf die Verwendung von stark konzentrierter KOH. Man möchte ja auch nicht die Pigmente herauslösen, wie in der Demonstration, sondern es genügt bereits die Schuppenschicht zu öffnen, damit die Wirksubstanz in die Haare gelangen kann. Um die Haare zu blondieren, also zu bleichen werden Oxidationsmittel  wie Wasserstoffperoxid benutzt. Dabei werden die Pigmente oxidaktiv und irreversibel zerstört. Die Einwirkzeit bestimmt dabei den Grad der Aufhellung. Die anschließende Haarwäsche dient nicht nur der Entfernung des Blondierungsmittels, sondern auch der Schließung der Haarstruktur durch ein mild saures Milieu des Shampoos.

Der Vorgang der Blondierung soll im Versuch 2 näher beleuchtet werden.

Versuch 2 -Blondierung

In einem Reagenzglasständer befinden sich sechs Demoreagenzgläser folgenden Inhalts: 

1.      Haare und ein wenig Wasserstoffperoxid (30%ig)

2.      Haare und ein wenig Wasserstoffperoxid (3%ig)

3.      und 4. Melaninextrakt aus Demo 2 (helles Haar)

5.      und 6. Melaninextrakt aus Demo 2 (dunkles Haar)

 Zu Anfang des Versuches sind noch alle Reagenzglasinhalte unverändert, d. h. es hat noch keine Reaktion eingesetzt. Gibt man nun in Reagenzglas 1 und 2 mit einer 1 ml Spritze etwas verdünnten Ammoniak, setzt in Reagenzglas 1 sofort und in Glas 2 etwas verspätet Gasentwicklung ein. Nach einiger Zeit lässt sich klar eine Aufhellung des Haares beobachten.

 In die Reagenzgläser 3 und 5 gibt man Wasserstoffperoxid (3 %ig), um auch hier die Aufhellung zu zeigen, die bereits nach etwa einer Minute sichtbar wird. Die Gläser 4 und 6 bleiben als Vergleichslösungen unverändert.

Nach einiger Zeit wird das entstandene Gas mit der Glimmspanprobe als Sauerstoff identifiziert. Bei den Reagenzgläsern kann man außer der Gas- ebenfalls eine Schaumentwicklung beobachten. Die Versuchsdurchführung und der Chemikalienansatz findet sich im Anhang.

 Auswertung

 Durch Zugabe von Ammoniak werden die Haare geöffnet, so dass die eigentliche Wirksubstanz, das Wasserstoffperoxid in die Haare eindringen kann. Bei den Melaninextrakten ist dies natürlich nicht mehr nötig, da sie ja quasi bereits „nackt“ in Lösung vorliegen. Sie werden durch Zugabe von Wasserstoffperoxid sofort zersetzt. Man beobachtet in allen Reagenzgläsern nach einiger Zeit eine deutliche Aufhellung.

 Eine interessante Beobachtung ist die Gasentwicklung verbunden mit einer starken Schaumbildung. Die entstehende Gas ist Sauerstoff, der aus dem in alkalischer Lösung instabilen Wasserstoffperoxid freigesetzt wird.

Dabei disproportioniert der Sauerstoff der Oxidatiosstufe (-I) zu (-II) und (0). Der Sauerstoff wurde im Vortrag mittels Glimmspanprobe nachgewiesen.

 Die Schaumentwicklung ist durch die Verseifung des Oberflächenfetts, des Sebums zu erklären. Die Fette werden durch den Ammoniak in den Reagenzgläsern 1 und 2 und durch die Kalilauge in den Reagenzgläsern 3-6 gespalten. Der Schaum entwickelt sich durch den aufsteigenden Sauerstoff.

Die Oxidation der Melanine soll am Beispiel der Eumelanine dargestellt werden.

In  einem ersten Schritt greift Wasserstoffperoxid, bzw. das in alkalischem Milieu vorliegende Hydroperoxidanion an der Carbonylfunktion der Melanine an. Dabei können zwei Positionen angegriffen werden, wobei die als Hauptreaktion (HR) gekennzeichnete Angriffsstelle bevorzugt wird, da die entstehende Ladung über den Stickstoff besser delokalisiert werden kann.

Im weiteren Verlauf lagert sich das Anion um, so dass ein Fünfring entsteht. Durch Wiederherstellung der Carbonylfunktion spaltet sich CO2  und OH-  ab. Ein erneuter Angriff eines weiteren Mols Hydroperoxidanionen führt über mehrere Zwischenprodukte zur Ringöffnung. Damit ist die Delokalisation der Elektronen über das ganze System so gestört, dass bereits an dieser Stelle die Farbigkeit des Moleküls nicht mehr vorhanden sein dürfte. Es können sich nun weitere Zersetzungsschritte anschließen, auf die hier allerdings nicht weiter eingegangen werden soll.