Kromoforit ovat elementtejä atomin molekyylin vastaavan värin. Tässä suhteessa ne ovat erilaisten elektronien kantajia, jotka näkyvän valon energian stimuloimana heijastavat värivalikoimaa.
Kemiallisella tasolla kromofori vastaa aineen absorptiospektrin kaistan elektronisen siirtymisen aikaansaamisesta. Biokemiassa he vastaavat valokemiallisiin reaktioihin osallistuvan valon energian absorptiosta.
Värit taustalla värikäs taustakuva
Ihmisen silmän kautta havaittu väri vastaa absorboitumattomia aallonpituuksia. Tällä tavalla väri on seuraus siirretystä sähkömagneettisesta säteilystä.
Tässä yhteydessä kromofori edustaa molekyylin osaa, joka vastaa aallonpituuksien absorptiosta näkyvällä alueella. Mikä vaikuttaa heijastuneeseen aallonpituuteen ja siten elementin väriin.
UV-säteilyn absorptio suoritetaan perustuen aallonpituuteen, jonka vastaanottaa elektronien energiatason muutos ja vastaanotto-tila: viritetty tai perustaso. Todellakin, molekyyli saa tietyn värin, kun se vangitsee tai siirtää tiettyjä näkyviä aallonpituuksia.
Kromoforiryhmät
Kromofoorit on jaettu funktionaalisiin ryhmiin, jotka vastaavat näkyvän valon absorptiosta. Kromofoorit koostuvat normaalisti hiili-hiili-kaksois- ja kolmoissidoksista (-C = C-): kuten karbonyyliryhmä, tiokarbonyyliryhmä, etyleeniryhmä (-C = C-), iminoryhmä (C = N), nitroryhmä, nitrosoryhmä (-N = O), atsoryhmä (-N = N-), diatsoryhmä (N = N), atsoksiryhmä (N = NO), atsometiiniryhmä, disulfidiryhmä (-S = S-) ja aromaattiset renkaat, kuten parakinoni ja ortokinoni.
Yleisimmät kromoforiryhmät ovat:
- Etyleenikromoforit: Ar- (CH = CH) n-Ar; (N≥4)
- Atsokromoforit: -RN = NR
- Aromaattiset kromofoorit:
- Trifenyylimetaanin johdannaiset:
- Antrakinonin johdannaiset
- ftalosyaniinien
- Heteroaromaattiset johdannaiset
Kromoforiryhmät esittävät tietyllä taajuudella resonoivia elektroneja, jotka vangitsevat tai säteilevät jatkuvasti valoa. Kun ne on kiinnitetty bentseeni-, naftaleeni- tai antraseenirenkaaseen, ne lisäävät säteilyn ottoa.
Nämä aineet edellyttävät kuitenkin auksokromisten ryhmien molekyylien sisällyttämistä kromoforien värin vahvistamiseksi, kiinnittämiseksi ja vahvistamiseksi.
Mekanismi ja toiminta
Atomitasolla sähkömagneettinen säteily absorboituu, kun tapahtuu elektroninen muutos kahden eri energiatason kiertoradan välillä.
Levossa ollessa elektronit ovat tietyssä kiertoradalla, kun ne absorboivat energiaa, elektronit siirtyvät korkeammalle kiertoradalle ja molekyyli menee viritettyyn tilaan.
Tässä prosessissa orbitaalien välillä on energiaero, joka edustaa absorboituneita aallonpituuksia. Itse asiassa prosessin aikana absorboitunut energia vapautuu ja elektroni siirtyy viritetystä alkuperäiseen muotoonsa levossa.
Seurauksena on, että tämä energia vapautuu eri tavoin, yleisimmin lämmön muodossa tai vapauttamalla energiaa sähkömagneettisen säteilyn diffuusion kautta.
Tämä luminesenssi-ilmiö on yleinen fosforesenssissa ja fluoresenssissa, joissa molekyyli syttyy ja saa sähkömagneettista energiaa menossa viritetyssä tilassa; Kun palataan perustilaan, energia vapautuu fotonien eli säteilevän valon säteilyn kautta.
Auxochromes
Kromofoorien toiminta on kytketty apokromeihin. Auksokromi muodostaa ryhmän atomeja, jotka yhdessä kromoforin kanssa modifioivat aallonpituutta ja absorptiovoimakkuutta vaikuttaen tapaan, jolla mainittu kromofori absorboi valoa.
Pelkästään auksokromi ei pysty tuottamaan väriä, mutta kromoforiin kiinnitettynä sillä on kyky vahvistaa väriä. Luonnossa yleisimmät auksokromit ovat hydroksyyliryhmät (-OH), aldehydiryhmä (-CHO), aminoryhmä (-NH2), metyylimerkaptaaniryhmä (-SCH3) ja halogeenit (-F, -Cl, -Br, -I).
Auksokromien funktionaalisessa ryhmässä on yksi tai useampia paria käytettävissä olevia elektroneja, jotka kiinnittyneinä kromoforiin muuttavat aallonpituuden absorptiota.
Kun funktionaaliset ryhmät konjugoidaan suoraan kromoforin Pi-järjestelmän kanssa, absorptiota tehostetaan, kun valoa vangitseva aallonpituus kasvaa.
Kuinka väri muuttuu?
Molekyylin väri riippuu absorboituneen tai emittoidun aallonpituuden taajuudesta. Kaikilla elementeillä on ominaistajuus, jota kutsutaan luonnolliseksi taajuudeksi.
Kun aallonpituus on taajuudeltaan samanlainen kuin kohteen luonnollinen taajuus, se absorboituu helpommin. Tässä suhteessa tätä prosessia kutsutaan resonanssiksi.
Tämä on ilmiö, jonka kautta molekyyli vangitsee säteilyn, jonka taajuus on samanlainen kuin elektronien liikkumisen taajuus omassa molekyylissä.
Tässä tapauksessa kromofori puuttuu, elementti, joka vangitsee energiaeron valonspektrin sisällä olevien eri molekyylipiirien välillä, siten, että molekyyli näyttää värilliseltä, koska se vangitsee tietyt näkyvän valon värit.
Auksokromien interventio aiheuttaa kromoforin luonnollisen taajuuden muutoksen, joten väri muuttuu, monissa tapauksissa väri kirkastuu.
Jokainen auksokromi tuottaa tiettyjä vaikutuksia kromoforeihin, modifioiden spektrin eri osien aallonpituuksien absorptiotaajuutta.
hakemus
Koska kromoforeilla on kyky antaa väriä molekyyleille, niitä voidaan käyttää eri tavoin väriaineiden valmistuksessa elintarvike- ja tekstiiliteollisuudelle.
Itse asiassa väriaineissa on yksi tai useampi kromoforinen ryhmä, joka määrää värin. Samoin siinä on oltava auksokromisia ryhmiä, jotka mahdollistavat potentiaalin ja kiinnittävät värin elementteihin väritettäviksi.
Väriaineiden valmistusteollisuus kehittää tiettyjä tuotteita erityisten eritelmien perusteella. Mihin tahansa asiaan on luotu äärettömiä erityisiä teollisuusväriaineita. Kestää erilaisia hoitoja, mukaan lukien jatkuva altistuminen auringonvalolle ja pitkäaikainen pesu tai ankarat ympäristöolosuhteet.
Siksi valmistajat ja teollisuuden edustajat leikkivät kromoforien ja apokromien yhdistelmällä suunnitellakseen yhdistelmiä, jotka tarjoavat väriaineen, jolla on suurempi intensiteetti ja kestävyys alhaisin kustannuksin.
Viitteet
- Chromophore (2017) IUPAC-kemiallisen terminologian kokoelma - kultakirja. Palautettu osoitteessa: goldbook.iupac.org
- Santiago V. Luis Lafuente, María Isabel Burguete Azcárate, Belén Altava Benito (1997) Johdanto orgaaniseen kemiaan. Universitat Jaume IDL ed. IV. Otsikko. V. Sarja 547. ISBN 84-8021-160-1
- Sanz Tejedor Ascensión (2015) Väriaine- ja pigmenttiteollisuus. Teollinen orgaaninen kemia. Valladolidin teollisuustekniikan korkeakoulu. Palautettu osoitteessa eii.uva.es
- Shapley Patricia (2012) absorboi valoa orgaanisilla molekyyleillä. Kemia 104 -indeksi. Illinoisin yliopisto. Palautettu: chem.uiuc.edu
- Peñafiel Sandra (2011) Rasvahappoemäsillä pehmenemisen vaikutus sävynmuutokseen 100% puuvillakankaissa, jotka on värjätty reaktiivisilla väriaineilla, joilla on vähäinen reaktiivisuus. Digitaalinen arkisto. Pohjoinen tekninen yliopisto. (Thesis).
- Reusch William (2013) Visible and UltravioletSpectroscopy. IOCD: n kehityskemian kansainvälinen kemian laitos Palautettu osoitteessa: chemistry.msu.edu