Skupiny, funkcie a aplikácie chromoforov



chromofory sú to prvky atómu molekuly zodpovednej za farbu. V tomto ohľade ide o nosiče rôznych elektrónov, ktoré po stimulácii energiou viditeľného svetla odrážajú rozsah farieb.

Na chemickej úrovni je chromofór zodpovedný za zavedenie elektronického prechodu pásma absorpčného spektra látky. V biochémii je zodpovedný za absorpciu svetelnej energie zapojenej do fotochemických reakcií.

Farba vnímaná ľudským okom zodpovedá nenasiaknutým vlnovým dĺžkam. Týmto spôsobom je farba dôsledkom prenášaného elektromagnetického žiarenia.

V tomto kontexte chromofor predstavuje časť molekuly zodpovednú za absorpciu vlnových dĺžok viditeľného rozsahu. Čo ovplyvňuje odrazenú vlnovú dĺžku a tým aj farbu prvku.

Absorpcia UV žiarenia je založená na vlnovej dĺžke prijatej zmenou energetickej hladiny elektrónov a prijímacím stavom: excitovaný alebo bazálny. V skutočnosti molekula získava určitú farbu, keď zachytáva alebo vysiela určité viditeľné vlnové dĺžky.

index

  • 1 Chromoforické skupiny
  • 2 Mechanizmus a funkcia
    • 2.1 Pomocné zariadenia 
  • 3 Ako sa farba mení?
  • 4 Aplikácia
  • 5 Referencie

Chromoforové skupiny

Chromofóry sú organizované do funkčných skupín zodpovedných za absorpciu viditeľného svetla. Chromofory sú normálne tvorené dvojitými väzbami uhlík-uhlík a trojitými väzbami (-C = C-): ako karbonylová skupina, tiokarbonylová skupina, etylénová skupina (-C = C-), iminoskupina (C = N), nitroskupina, nitroskupinu (-N = O), azoskupinu (-N = N-), diazo skupinu (N = N), azoxy skupinu (N = NO), azometínovú skupinu, disulfidovú skupinu (-S = S-) a aromatické kruhy, ako je parachinón a ortochinón.

Najčastejšie chromoforové skupiny sú:

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

Chromoforické skupiny predstavujú elektróny rezonujúce pri určitej frekvencii, ktorá zachytáva alebo vyžaruje svetlo nepretržite. Akonáhle sú pripojené na benzénový kruh, naftalén alebo antracén, zosilňujú príjem žiarenia.

Tieto látky však vyžadujú začlenenie molekúl auxocromoskupín, aby sa posilnilo sfarbenie, fixácia a zintenzívnenie úlohy chromoforov..

Mechanizmus a funkcia

Na atómovej úrovni sa elektromagnetické žiarenie absorbuje, keď sa uskutočňuje elektronická transformácia medzi dvoma orbitálmi rôznych úrovní energie.

Keď sa nachádzajú v pokoji, elektróny sú v určitom orbitáli, keď absorbujú energiu, elektróny prechádzajú na vyšší orbitál a molekula ide do vzrušeného stavu.

V tomto procese je prezentovaný energetický rozdiel medzi orbitálmi, ktorý predstavuje absorbované vlnové dĺžky. V skutočnosti sa energia absorbovaná počas procesu uvoľňuje a elektrón prechádza z excitovaného stavu do pôvodnej pokojovej formy.

V dôsledku toho sa táto energia uvoľňuje rôznymi spôsobmi, pričom je najbežnejšia vo forme tepla alebo uvoľňovaním energie prostredníctvom difúzie elektromagnetického žiarenia..

Tento jav luminiscencie je bežný pri fosforescencii a fluorescencii, kde je molekula osvetlená a získava elektromagnetickú energiu pohybujúcu sa do excitovaného stavu; návratom k základnému stavu sa energia uvoľňuje emisiou fotónov, to znamená vyžarujúcim svetlom.

auxochrome 

Funkcia chromoforov je spojená s auxocrómami. Auxocromo predstavuje skupinu atómov, ktoré spolu s chromoforom modifikujú vlnovú dĺžku a intenzitu absorpcie, čo ovplyvňuje spôsob, akým uvedený chromofór absorbuje svetlo..

Auxchróm sám nemôže produkovať farbu, ale pripojený k chromoforu má schopnosť zintenzívniť svoju farbu. V prírode sú najbežnejšími pomocnými látkami hydroxylové skupiny (-OH), aldehydová skupina (-CHO), aminoskupina (-NH2), metylmerkaptánová skupina (-SCH3) a halogény (-F, -Cl, -Br, -I).

Funkčná skupina auxokrómov predstavuje jeden alebo viac párov dostupných elektrónov, ktoré, keď sa spoja s chromoforom, modifikujú absorpciu vlnovej dĺžky.

Keď sú funkčné skupiny konjugované priamo so systémom Pi chromofóru, absorpcia je zosilnená, pretože vlnová dĺžka, ktorá zachytáva svetlo, je zvýšená..

Ako sa farba mení?

Molekula vykazuje farbu v závislosti od frekvencie absorbovanej alebo emitovanej vlnovej dĺžky. Všetky prvky majú charakteristickú frekvenciu nazývanú prirodzená frekvencia. 

Keď je vlnová dĺžka frekvencie podobnej prirodzenej frekvencii objektu, je ľahšie absorbovaná. V tomto ohľade je tento proces známy ako rezonancia.

Ide o jav, prostredníctvom ktorého molekula zachytáva žiarenie s frekvenciou podobnou frekvencii pohybu elektrónov vlastnej molekuly..

V tomto prípade chromofór zasahuje, prvok, ktorý zachytáva energetický rozdiel medzi rôznymi molekulárnymi orbitálmi, ktoré sú v rámci svetelného spektra, takým spôsobom je molekula farebná, pretože zachytáva určité farby viditeľného svetla..

Zásah auxocromov spôsobuje transformáciu prirodzenej frekvencie chromoforu, takže farba je modifikovaná, v mnohých prípadoch sa farba zintenzívňuje..

Každý auxocrom vyvoláva určité účinky na chromofory, pričom mení frekvenciu absorpcie vlnových dĺžok rôznych častí spektra..

prihláška

Vďaka svojej schopnosti sprostredkovať farby molekulám majú chromofory rôzne aplikácie pri výrobe farbív pre potravinársky a textilný priemysel..

V skutočnosti, farbivá majú jednu alebo viac chromoforových skupín, ktoré určujú farbu. Tiež musíte mať auxocromos skupiny, ktoré umožňujú potenciál a opraviť farbu na prvky, ktoré sa chystáte na farbu.

Odvetvie spracovania farebných produktov vyvíja konkrétne produkty v súlade so špecifickými špecifikáciami. Pre akýkoľvek materiál bol vytvorený nekonečný okruh špeciálnych priemyselných farbív. Odolné voči rôznym úpravám, vrátane nepretržitého vystavenia slnečnému žiareniu a dlhodobému praniu alebo nepriaznivým podmienkam prostredia.

Výrobcovia a priemyselníci tak hrajú s kombináciou chromoforov a auxochromov, aby navrhli kombinácie, ktoré poskytujú farbivo s vyššou intenzitou a odolnosťou pri nízkych nákladoch..

referencie

  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 organickej chémie. Univerzita Jaume I. D.L. ed. IV. Titolo. V. Série 547. ISBN 84-8021-160-1
  3. Sanz Tejedor Ascensión (2015) Priemysel farbív a pigmentov. Organická organická chémia. Škola priemyselného inžinierstva Valladolid. Získané v: eii.uva.es
  4. Shapley Patricia (2012) Absorbujúce svetlo s organickými molekulami. Chémia 104 Index. Univerzita v Illinois. Obnovené: chem.uiuc.edu
  5. Peñafiel Sandra (2011) Vplyv zmäkčovania s bázami mastných kyselín pri zmene odtieňa v 100% bavlnených tkaninách farbených reaktívnymi farbivami s nízkou reaktivitou. Digitálne úložisko Technická univerzita Severu. (Diplomová práca).
  6. Reusch William (2013) Viditeľná a ultrafialová spektroskopia. Medzinárodná organizácia pre chemické vedy vo vývoji. Zdroj: chemistry.msu.edu