Chromophores grupper, funktioner og applikationer



den kromoforer de er elementerne i atomet i et molekyle, der er ansvarlig for farven. I den henseende er de bærere af forskellige elektroner, der, når de stimuleres af energien af ​​synligt lys, afspejler rækkevidden af ​​farver.

På et kemisk niveau er kromoforen ansvarlig for at etablere den elektroniske overgang af båndet i absorptionsspektret for et stof. I biokemi er det ansvarlig for absorptionen af ​​lysenergi involveret i fotokemiske reaktioner.

Farven opfattet gennem det menneskelige øje svarer til de ikke absorberede bølgelængder. På denne måde er farven en konsekvens af den transmitterede elektromagnetiske stråling.

I denne sammenhæng repræsenterer chromoforen den del af molekylet, som er ansvarlig for absorptionen af ​​bølgelængder af det synlige område. Hvad påvirker den reflekterede bølgelængde og dermed elementets farve.

Optagelsen af ​​UV-stråling er baseret på den bølgelængde, der modtages af ændringen i energiniveauet for elektronerne og modtagestaten: spændt eller basalt. I virkeligheden erhverver molekylet en bestemt farve, når den fanger eller overfører visse synlige bølgelængder.

indeks

  • 1 kromoforiske grupper
  • 2 Mekanisme og funktion
    • 2.1 Auxchromer 
  • 3 Hvordan farven ændres?
  • 4 ansøgning
  • 5 referencer

Chromophores grupper

Kromoforerne er organiseret i funktionelle grupper, der er ansvarlige for absorptionen af ​​synligt lys. Kromoforen dannes typisk ved dobbelt- og tredobbeltbindinger carbon-carbon (-C = C-) og carbonylgruppen, thiocarbonylgruppe, ethylengruppe (-C = C-), imino (C = N), nitrogruppe, nitroso (-N = O), azogruppe (-N = N-), diazogruppe (N = N), azoxy gruppe (N = NO), azomethin gruppe, disulfidgruppe (-S = S), og aromatiske ringe såsom paraquinon og orthoquinon.

De mest almindelige kromoforgrupper er:

  • Ethyleniske chromophorer: Ar- (CH = CH) n-Ar; (N≥4)
  • Azo-chromophorer: -R-N = N-R
  • Aromatiske chromophorer:
    • Derivater af trifenilmethan: [Ar3CH]
    • Derivater af Anthraquinon
    • phthalocyaniner
    • Hetero-aromatiske derivater

De kromoforiske grupper præsenterer elektroner resonerende ved en bestemt frekvens, som indfanger eller udstråler lys kontinuerligt. Når de er bundet til en benzenring, naphthalen eller antracen, forstærker de optagelsen af ​​stråling.

Imidlertid kræver disse stoffer inkorporering af molekyler af auxocromosgrupper for at forstærke farvningen, fastsættelse og intensivering af chromophorernes rolle.

Mekanisme og funktion

På atomniveau absorberes elektromagnetisk stråling, når en elektronisk transformation finder sted mellem to orbitaler af forskellige energiniveauer.

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

I denne proces er der vist en energidifferens mellem orbitalerne, hvilket repræsenterer de absorberede bølgelængder. I virkeligheden frigives den energi, der absorberes under processen, og elektronen går fra ophidset tilstand til sin oprindelige hvileform.

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

Dette fænomen af ​​luminescens er almindeligt i phosphorescens og fluorescens, hvor et molekyle lyser og erhverver elektromagnetisk energi, der bevæger sig til en ophidset tilstand; ved at vende tilbage til en basal tilstand frigives energien gennem emission af fotoner, det vil sige udstrålende lys.

auxochrome 

Funktionen af ​​kromofor er knyttet til auxochrome. En auxochrome er en gruppe af atomer, som, kombineret med en kromofor, modificerer bølgelængde og intensitet af absorption, påvirker, hvordan nævnte kromofor absorberer lys.

En auxchrome alene kan ikke producere farve, men fastgjort til en kromofor har evnen til at intensivere sin farve. I naturen den mest almindelige auxochrome er hydroxyl (-OH), aldehydgruppen (-CHO), aminogruppe (-NH2), methylmercaptan gruppe (-SCH3) og halogener (-F, -Cl, -Br, -I).

Auxokromernes funktionelle gruppe præsenterer et eller flere par tilgængelige elektroner, der, når de tilslutter sig en kromofor, ændrer absorptionen af ​​bølgelængden.

Når de funktionelle grupper er konjugeret direkte med Pi-systemet af kromoforen, intensiveres absorptionen, da bølgelængden, som fanger lyset, øges.

Hvordan farven er ændret?

Et molekyle præsenterer en farve afhængigt af frekvensen af ​​bølgelængden absorberet eller udsendt. Alle elementer har en karakteristisk frekvens kaldet naturlig frekvens. 

Når bølgelængden er af en frekvens, som ligner en objekts naturlige frekvens, absorberes den lettere. I denne henseende er denne proces kendt som resonans.

Dette er et fænomen, hvorved et molekyle fanger stråling af en frekvens, der ligner frekvensen af ​​bevægelsen af ​​elektronerne af sit eget molekyle.

Her intervenerer kromofor element, der fanger den energi forskellen mellem forskellige molekylære orbitaler, som er inden lysspektret, så molekylet er vist farvet fordi det fanger visse farver af synligt lys.

Interventionen af ​​auxokromerne forårsager transformationen af ​​den naturlige frekvens af kromoforen, så farven ændres, i mange tilfælde intensiverer farven.

Hver auxocromo producerer visse effekter på chromophorerne og ændrer frekvensen af ​​absorptionen af ​​bølgelængder af forskellige dele af spektret.

ansøgning

På grund af dets evne til at give farve til molekyler har chromophorer forskellige anvendelser i fremstillingen af ​​farvestoffer til fødevare- og tekstilindustrien.

I virkeligheden har farvestofferne en eller flere kromoforgrupper, der bestemmer farven. Du skal også have auxocromos grupper, der tillader potentiale og fastsætte farven på de elementer, der skal farve.

Industrien med udarbejdelse af farvestoffer udvikler bestemte produkter i baser til specifikke specifikationer. Der er skabt en uendelig special industrielle farvestoffer til ethvert materiale. Modstandsdygtig over for forskellige behandlinger, herunder kontinuerlig udsættelse for sollys og langvarig vask eller uønskede miljøforhold.

Fabrikanterne og industriel spil med kombinationen af ​​chromophorer og auxochrome henblik på at udforme kombinationer, som leverer større intensitet og farve modstand ved lave omkostninger.

referencer

  1. Chromophore (2017) IUPAC Compendium of Chemical Terminology - Guldbogen. Hentet fra: 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. Títol. V. Série 547. ISBN 84-8021-160-1
  3. Sanz Tejedor Ascensión (2015) Industrien af ​​farvestoffer og pigmenter. Organisk organisk kemi. School of Industrial Engineering Valladolid. Gendannet i: eii.uva.es
  4. Shapley Patricia (2012) Absorberende Lys med Organiske Molekyler. Kemi 104 Index. University of Illinois. Recoveredin: chem.uiuc.edu
  5. Peñafiel Sandra (2011) Indflydelse af blødgjort baser fedtsyrer i nuanceændring i væv 100% bomuld farvet med reaktive farvestoffer med lav reaktivitet. Digital Repository Technical University of the North. (Speciale af grad).
  6. Reusch William (2013) Synlig og ultraviolet spektroskopi. IOCD International Organization for Chemical Sciences in Development. Hentet på: chemistry.msu.edu