Skupiny, funkce a aplikace chromoforů



chromofory jsou prvky atomu molekuly zodpovědné za barvu. V tomto ohledu jsou nositeli různých elektronů, které, jakmile jsou stimulovány energií viditelného světla, odrážejí rozsah barev.

Na chemické úrovni je chromofor zodpovědný za zavedení elektronického přechodu pásma absorpčního spektra látky. V biochemii je zodpovědný za absorpci světelné energie zapojené do fotochemických reakcí.

Barva vnímaná lidským okem odpovídá nenasákavým vlnovým délkám. Tímto způsobem je barva důsledkem přenášeného elektromagnetického záření.

V této souvislosti chromofor představuje část molekuly zodpovědnou za absorpci vlnových délek viditelného rozsahu. Co ovlivňuje odraženou vlnovou délku a tím i barvu prvku.

Absorpce UV záření je založena na vlnové délce přijaté změnou energetické hladiny elektronů a přijímacím stavem: excitovaný nebo bazální. Ve skutečnosti molekula získává určitou barvu, když zachycuje nebo přenáší určité viditelné vlnové délky.

Index

  • 1 Chromoforické skupiny
  • 2 Mechanismus a funkce
    • 2.1 Pomocné přístroje 
  • 3 Jak je barva upravena?
  • 4 Aplikace
  • 5 Odkazy

Skupiny chromoforů

Chromofory jsou organizovány do funkčních skupin zodpovědných za absorpci viditelného světla. Chromoforu je typicky vytvořen dvojné a trojné vazby uhlík-uhlík (C = C-) a karbonylovou skupinu, thiokarbonylovou skupinu, ethylenové skupiny (-C = C-), imino (C = N), nitro skupiny, nitroso (N = O), azo skupinu (-N = N-), diazo skupiny (N = N), azoxysloučeniny skupiny (N = NO), azomethinu skupina, disulfidová skupina (= S = S), a aromatické kruhy, jako je parachinon a orthochinon.

Nejběžnější skupiny chromoforů jsou:

  • Ethylenové chromofory: Ar- (CH = CH) n-Ar; (n ≥ 4)
  • Azo chromofory: -R-N = N-R
  • Aromatické chromofory:
    • Deriváty Trifenilmethane: [Ar3CH]
    • Deriváty antrachinonu
    • Ftalocyaniny
    • Hetero-aromatické deriváty

Chromoforické skupiny představují elektrony rezonující na určité frekvenci, která zachycuje nebo vyzařuje světlo nepřetržitě. Jakmile jsou připojeny k benzenovému kruhu, naftalenu nebo antracenu, posilují příjem záření.

Tyto látky však vyžadují zabudování molekul auxocromoskupin, aby se posílilo zbarvení, fixace a zesílení úlohy chromoforů..

Mechanismus a funkce

Na atomové úrovni je elektromagnetické záření absorbováno, když dochází k elektronické transformaci mezi dvěma orbitály různých úrovní energie.

Když nalezený v klidu, elektrony jsou v jistém orbitálu, když oni absorbují energii, elektrony přecházejí k vyššímu orbitálu a molekula jde do vzrušeného stavu.

V tomto procesu je prezentován energetický rozdíl mezi orbitály, který představuje absorbované vlnové délky. Ve skutečnosti se energie absorbovaná během procesu uvolňuje a elektron přechází z vzrušeného stavu do své původní klidové formy.

V důsledku toho je tato energie uvolňována různými způsoby, přičemž je nejběžnější ve formě tepla, nebo uvolňováním energie difúzí elektromagnetického záření..

Tento fenomén luminiscence je běžný v fosforescenci a fluorescenci, kde je molekula osvětlena a získává elektromagnetickou energii pohybující se v excitovaném stavu; návratem k bazálnímu stavu se energie uvolňuje emisemi fotonů, tj. vyzařujícím světlem.

Auxchromes 

Funkce chromoforů je spojena s auxocromy. Auxochrome je skupina atomů, které, spolu s chromoforu, modifikují vlnové délky a intenzity absorpce, které ovlivňují jak uvedený chromofor absorbující světlo.

Auxchrom sám nemůže produkovat barvu, ale spojený s chromophore má schopnost zesílit jeho barvu. V přírodě nejčastější auxochrome jsou hydroxyl (-OH), aldehydová skupina (-CHO), aminoskupina (-NH2), methyl-merkaptan skupina (-SCH3) a halogenů (-F, -Cl, -Br, -I).

Funkční skupina auxokromů představuje jeden nebo více párů dostupných elektronů, které, když se spojí s chromoforem, modifikují absorpci vlnové délky.

Když jsou funkční skupiny konjugovány přímo se systémem Pi chromoforu, absorpce je zesílena, protože vlnová délka, která zachycuje světlo, je zvýšena..

Jak je barva upravena?

Molekula vykazuje barvu v závislosti na frekvenci absorbované nebo emitované vlnové délky. Všechny prvky mají charakteristickou frekvenci nazývanou přirozená frekvence. 

Když je vlnová délka frekvence podobná přirozené frekvenci objektu, je mnohem snadnější absorbovat. V tomto ohledu je tento proces znám jako rezonance.

Jde o jev, jehož prostřednictvím molekula zachycuje záření podobné frekvenci pohybu elektronů vlastní molekuly..

Zde zasahuje chromoforu prvek, který zachycuje energii rozdíl mezi různými molekulových orbitalů, které jsou v světelného spektra, takže je molekula znázorněn barevný, protože zachycuje některé barvy viditelného světla.

Zásah auxocromů způsobuje transformaci přirozené frekvence chromoforu, takže barva je modifikována, v mnoha případech barva zesiluje..

Každý auxocromo produkuje určité účinky na chromofory, mění frekvenci absorpce vlnových délek různých částí spektra..

Aplikace

Vzhledem ke své schopnosti zprostředkovat molekuly molekulám mají chromofory různé aplikace při výrobě barviv pro potravinářský a textilní průmysl..

Ve skutečnosti, barviva mají jednu nebo více chromoforových skupin, které určují barvu. Také musíte mít auxocromos skupiny, které umožňují potenciál a opravit barvu na prvky, které se chystáte na barvu.

Odvětví zpracování barvicích produktů vyvíjí konkrétní produkty na základě specifických specifikací. Pro každý materiál bylo vytvořeno nekonečné množství speciálních průmyslových barviv. Odolné vůči různým úpravám, včetně nepřetržitého vystavení slunečnímu záření a dlouhodobému praní nebo nepříznivým podmínkám prostředí.

Takže výrobci a průmyslníci hrají s kombinací chromoforů a auxromů, aby navrhli kombinace, které poskytují barvivo větší intenzity a odolnosti při nízkých nákladech..

Odkazy

  1. Chromophore (2017) IUPAC Compendium of Chemical Terminology - Zlatá kniha. Zdroj: goldbook.iupac.org
  2. Santiago V. Luis Lafuente, María Isabel Burguete Azcárate, Belén Altava Benito (1997) Úvod do organické chemie. Univerzita Jaume I. D.L. ed. IV. Títol V. Série 547. ISBN 84-8021-160-1
  3. Sanz Tejedor Ascensión (2015) Průmysl barviv a pigmentů. Organická organická chemie. Škola průmyslového inženýrství Valladolid. Obnoveno v: eii.uva.es
  4. Shapley Patricia (2012) Absorbující světlo s organickými molekulami. Chemie 104 Index. Univerzita Illinois. Obnoveno: chem.uiuc.edu
  5. Peñafiel Sandra (2011) Vliv změkčování s bázemi mastných kyselin při změně odstínu na 100% bavlněné tkaniny barvené reaktivními barvivy s nízkou reaktivitou. Digitální repozitář Technická univerzita severu. (Diplomová práce) \ t.
  6. Reusch William (2013) Viditelná a ultrafialová spektroskopie. Mezinárodní organizace pro chemické vědy IOCD ve vývoji. Zdroj: chemistry.msu.edu