Chromophores-grupper, funktioner og applikationer

3347
Robert Johnston
Chromophores-grupper, funktioner og applikationer

Det kromoforer de er elementerne i atomet i et molekyle, der er ansvarlig for farven. I denne henseende er de bærere af forskellige elektroner, der, når de først er stimuleret af det synlige lys, reflekterer rækkevidden af ​​farver.

På det kemiske niveau er kromoforen ansvarlig for at etablere den elektroniske overgang af båndet til et stofs absorptionsspektrum. I biokemi er de ansvarlige for absorptionen af ​​lysenergi involveret i fotokemiske reaktioner.

Farver Baggrunden Farverigt farvebaggrund

Farven, der opfattes gennem det menneskelige øje, svarer til de uabsorberede bølgelængder. På denne måde er farven en konsekvens af den transmitterede elektromagnetiske stråling.

I denne sammenhæng repræsenterer kromoforen den del af molekylet, der er ansvarlig for at absorbere bølgelængder i det synlige område. Hvad påvirker den reflekterede bølgelængde og dermed elementets farve.

Absorptionen af ​​UV-stråling udføres baseret på den bølgelængde, der modtages af variationen i elektronernes energiniveau og modtagelsestilstanden: ophidset eller basal. Faktisk får molekylet en bestemt farve, når det fanger eller transmitterer visse synlige bølgelængder.

Artikelindeks

  • 1 Chromophore-grupper
  • 2 Mekanisme og funktion
    • 2.1 Hjælpekromer 
  • 3 Hvordan ændrer man farven?
  • 4 Anvendelse
  • 5 Referencer

Chromophore grupper

Kromoforer er organiseret i funktionelle grupper, der er ansvarlige for absorptionen af ​​synligt lys. Kromoforer består normalt af carbon-carbon dobbelt- og tredobbeltbindinger (-C = C-): såsom carbonylgruppe, thiocarbonylgruppe, ethylengruppe (-C = C-), iminogruppe (C = N), nitrogruppe, nitrosogruppe (-N = O), azogruppe (-N = N-), diazogruppe (N = N), azoxygruppe (N = NO), azomethingruppe, disulfidgruppe (-S = S-) og aromatiske ringe såsom paraquinon og orthoquinon.

De mest almindelige kromoforgrupper er:

  • Ethylenkromoforer: Ar- (CH = CH) n-Ar; (n≥4)
  • Azokromoforer: -R-N = N-R
  • Aromatiske kromoforer:
    • Derivater af triphenylmethan: [Ar3CH]
    • Derivater af anthraquinon
    • Phthalocyaniner
    • Hetero-aromatiske derivater

Kromoforgrupper præsenterer elektroner, der resonerer med en bestemt frekvens, som kontinuerligt fanger eller udstråler lys. Når de er fastgjort til en benzen-, naphthalen- eller antracenring, forbedrer de optagelsen af ​​stråling.

Imidlertid kræver disse stoffer inkorporering af molekyler i auxochromic grupper for at forstærke farvningen, fiksering og intensivering af kromoforernes rolle..

Mekanisme og funktion

På atomniveau absorberes elektromagnetisk stråling, når der sker en elektronisk transformation mellem to orbitaler med forskellige energiniveauer..

Når de er i ro, er elektronerne i en bestemt orbital, når de absorberer energi, går elektronerne til en højere orbital, og molekylet går i en ophidset tilstand.

I denne proces er der en energidifferentiale mellem orbitalerne, som repræsenterer de absorberede bølgelængder. I virkeligheden frigives den energi, der absorberes under processen, og elektronen passerer fra en ophidset tilstand til sin oprindelige form i hvile..

Som en konsekvens frigives denne energi på forskellige måder, hvor den mest almindelige er i form af varme eller ved frigivelse af energi gennem diffusion af elektromagnetisk stråling..

Dette luminescensfænomen er almindeligt i phosphorescens og fluorescens, hvor et molekyle tændes og erhverver elektromagnetisk energi og går i en ophidset tilstand; når man vender tilbage til en basaltilstand, frigives energi ved udsendelse af fotoner, dvs. udstrålende lys.

Auxochromes 

Kromoforernes funktion er knyttet til auxochromes. Et auxochromium udgør en gruppe af atomer, der sammen med en kromofor ændrer bølgelængden og absorptionsintensiteten og påvirker den måde, hvorpå kromoforen absorberer lys..

En auxochrom alene kan ikke producere farve, men knyttet til en kromofor har den evnen til at intensivere sin farve. I naturen er de mest almindelige auxochromer hydroxylgrupper (-OH), aldehydgruppe (-CHO), aminogruppe (-NH2), methylmercaptangruppe (-SCH3) og halogener (-F, -Cl, -Br, -I).

Den funktionelle gruppe af auxochromes har et eller flere par tilgængelige elektroner, der, når de er forbundet med en kromofor, ændrer absorptionen af ​​bølgelængden.

Når de funktionelle grupper er direkte konjugeret med Pi-systemet i kromoforen, forstærkes absorptionen, når bølgelængden, der fanger lys, stiger..

Hvordan ændrer du farven?

Et molekyle har en farve afhængigt af frekvensen af ​​den absorberede eller udsendte bølgelængde. Alle elementer har en karakteristisk frekvens kaldet den naturlige frekvens. 

Når bølgelængden har samme frekvens som den objekts naturlige frekvens, absorberes den lettere. I denne henseende er denne proces kendt som resonans.

Dette er fænomenet, hvorigennem et molekyle opfanger stråling med en frekvens, der svarer til frekvensen af ​​elektroners bevægelse i sit eget molekyle..

I dette tilfælde griber kromoforen ind, et element, der fanger energidifferentialet mellem forskellige molekylære orbitaler, der er inden for lysspektret, på en sådan måde er molekylet farvet, fordi det fanger visse farver synligt lys..

Indgrebet af auxochromes forårsager transformation af den naturlige frekvens af kromoforen, så farven er modificeret, i mange tilfælde intensiveres farven.

Hver auxochrome producerer visse effekter på kromoforer, hvilket ændrer frekvensen af ​​absorptionen af ​​bølgelængder fra forskellige dele af spektret..

App

På grund af deres evne til at give molekyler farve har kromoforer forskellige anvendelser i produktionen af ​​farvestoffer til fødevare- og tekstilindustrien.

Faktisk har farvestofferne en eller flere kromoforgrupper, der bestemmer farven. Ligeledes skal den have auxochromes-grupper, der tillader potentiale og fastgør farven på elementerne, der skal farves..

Farvestofproduktionsindustrien udvikler bestemte produkter på baggrund af specifikke specifikationer. Der er skabt en uendelig række specielle industrielle farvestoffer til enhver sag. Modstandsdygtig over for forskellige behandlinger, herunder kontinuerlig udsættelse for sollys og langvarig vask eller barske miljøforhold.

Således spiller producenter og industrielle med kombinationen af ​​kromoforer og auxochromer for at designe kombinationer, der giver et farvestof med større intensitet og modstand til lave omkostninger..

Referencer

  1. Chromophore (2017) IUPAC Compendium of Chemical Terminology - Guldbogen. Gendannet på: goldbook.iupac.org
  2. Santiago V. Luis Lafuente, María Isabel Burguete Azcárate, Belén Altava Benito (1997) Introduktion til organisk kemi. Universitat Jaume I. D.L. red. IV. Titel. V. Serie 547. ISBN 84-8021-160-1
  3. Sanz Tejedor Ascensión (2015) Farve- og pigmentindustrien. Industriel organisk kemi. Valladolid School of Industrial Engineering. Gendannet på: eii.uva.es
  4. Shapley Patricia (2012) Absorberende lys med organiske molekyler. Kemi 104 Indeks. University of Illinois. Gendannet ved: chem.uiuc.edu
  5. Peñafiel Sandra (2011) Indflydelse af blødgøring med fedtsyrebaser på skift af nuance i 100% bomuldsstoffer farvet med reaktive farvestoffer med lav reaktivitet. Digitalt arkiv. North Technical University. (Afhandling).
  6. Reusch William (2013) Synlig og ultraviolet spektroskopi. IOCD International Organisation for Chemical Sciences in Development. Gendannet på: chemistry.msu.edu

Endnu ingen kommentarer