Farbmittel ist die allgemeine Bezeichnung für Substanzen, die Dinge farbig machen. Als Farbstoffe werden die Farbmittel bezeichnet, die sich in Wasser oder einem anderen Lösungsmittel auflösen lassen - z.B. Aquarellfarben. Im Gegensatz dazu sind Pigmente nicht löslich. Sie können nur mit Hilfe eines Trägermediums, z.B. Öl bei der Ölfarbe, auf Gegenstände aufgebracht werden.

Warum sind Farbmittel farbig?

Ein Stoff wird dadurch farbig, dass er Licht einer bestimmten Wellenlänge absorbiert. Ein Rot erscheinender Stoff absorbiert beispielsweise grünes und blaues Licht, rotes dagegen reflektiert er.
Der Mechanismus, nach dem das Licht von einem Farbmittel absorbiert wird, ist recht komplex. Grundlegend kann man sagen, dass ein Stoff die Wellenlängen absorbiert, die geeignet sind, um seine Elektronen anzuregen. Alle Elektronen eines Atoms befinden sich in so genannten Orbitalen. In jedem Orbital haben nur zwei Elektronen Platz. Ist ein Orbital frei oder nur mit einem Elektron besetzt, kann ein anderes Elektron aus einem anderen Orbital auf dieses wechseln.

Die Orbitale haben genau definierte Energieniveaus. Das heißt, ein Elektron braucht eine ganz bestimmte Energiemenge, um von einem Orbital zum anderen zu wechseln. Ist die Energie zu gering, kann es nicht wechseln, ebenso nicht, wenn die Energie zu groß ist. Licht das nicht die richtige Energiemenge mitbringet, um die Elektronen auf andere Orbitale zu bringen wird wird reflektiert. Enthält das Licht dagegen die passende Energie, dann wird genau diese Lichtfarbe absorbiert und nur die verbleibenden Wellenlängen werden reflektiert - der Stoff erscheint farbig.

Anorganische Farbmittel

Die meisten anorganischen Stoffe sind farblos, wenn sie rein vorliegen. Beispiele sind Kochsalz, Soda, Aluminium-Oxid oder Diamanten. Das liegt daran, dass bei diesen die Elektronen jeweils in Paaren die Orbitale besetzen. Gepaarte Elektronen lassen sich durch Licht kaum anregen, sie absorbieren also nicht im Bereich des sichtbaren Lichts.
Anders liegt der Fall bei den so genannten Übergangsmetallen. Dazu gehören Eisen, Chrom, Nickel, Kobalt oder Mangan. Ihre Salze sind oft intensiv farbige Verbindungen. Das liegt daran, dass diese Verbindungen ungepaarte Elektronen haben, die sich leichter anregen lassen und daher Licht absorbieren.