Grupuri de cromofori, funcții și aplicații

1106
Alexander Pearson
Grupuri de cromofori, funcții și aplicații

cromofori sunt elementele atomului unei molecule responsabile de culoare. În această privință, sunt purtători de diferiți electroni care, odată stimulați de energia luminii vizibile, reflectă gama de culori.

La nivel chimic, cromoforul este responsabil pentru stabilirea tranziției electronice a benzii spectrului de absorbție al unei substanțe. În biochimie, ei sunt responsabili de absorbția energiei luminoase implicate în reacțiile fotochimice.

Culori Fundal Imagini de fundal colorate

Culoarea care este percepută prin ochiul uman corespunde lungimilor de undă neabsorbite. În acest fel, culoarea este o consecință a radiației electromagnetice transmise.

În acest context, cromoforul reprezintă partea moleculei responsabile de absorbția lungimilor de undă în intervalul vizibil. Ceea ce influențează lungimea de undă reflectată și, astfel, culoarea elementului.

Absorbția radiației UV se realizează pe baza lungimii de undă primită de variația nivelului de energie al electronilor și a stării de recepție: excitat sau bazal. Într-adevăr, molecula capătă o anumită culoare atunci când captează sau transmite anumite lungimi de undă vizibile.

Indice articol

  • 1 Grupuri de cromofori
  • 2 Mecanism și funcție
    • 2.1 Auxocromi 
  • 3 Cum schimbați culoarea?
  • 4 Cerere
  • 5 Referințe

Grupuri de cromofori

Cromoforii sunt organizați în grupuri funcționale responsabile de absorbția luminii vizibile. Cromoforii sunt formați în mod normal din legături duble și triple carbon-carbon (-C = C-): cum ar fi gruparea carbonil, gruparea tiocarbonil, gruparea etilenă (-C = C-), gruparea imino (C = N), gruparea nitro, grupa nitro (-N = O), grupa azo (-N = N-), grupa diazo (N = N), gruparea azoxi (N = NO), gruparea azometină, gruparea disulfură (-S = S-) și inele aromatice precum paraquinona și ortochinona.

Cele mai frecvente grupe de cromofori sunt:

  • Cromofori etilenici: Ar- (CH = CH) n-Ar; (n≥4)
  • Cromofori azoici: -R-N = N-R
  • Cromofori aromatici:
    • Derivați de trifenilmetan: [Ar3CH]
    • Derivați de antrachinonă
    • Ftalocianine
    • Derivați hetero-aromatici

Grupurile cromofore prezintă electroni care rezonează la o anumită frecvență, care captează sau radiază continuu lumină. Odată atașate la un inel benzenic, naftalenic sau antracenic, acestea sporesc absorbția radiațiilor.

Cu toate acestea, aceste substanțe necesită încorporarea moleculelor grupărilor auxocromice, pentru a întări colorarea, fixând și intensificând rolul cromoforilor..

Mecanism și funcție

La nivel atomic, radiația electromagnetică este absorbită atunci când are loc o transformare electronică între doi orbitali cu niveluri de energie diferite..

Când sunt odihniți, electronii se află într-un anumit orbital, atunci când absorb energie, electronii merg pe un orbital superior și molecula merge într-o stare excitată.

În acest proces există o diferențială de energie între orbitali, care reprezintă lungimile de undă absorbite. De fapt, energia absorbită în timpul procesului este eliberată și electronul trece dintr-o stare excitată în forma sa originală în repaus..

În consecință, această energie este eliberată în diferite moduri, cea mai comună fiind sub formă de căldură sau prin eliberarea de energie prin difuzia radiației electromagnetice..

Acest fenomen de luminescență este comun în fosforescență și fluorescență, unde o moleculă se aprinde și capătă energie electromagnetică, intrând într-o stare excitată; la revenirea la o stare bazală, energia este eliberată prin emisia de fotoni, adică prin radierea luminii.

Auxocromi 

Funcția cromoforilor este legată de auxocromi. Un auxocrom constituie un grup de atomi care, împreună cu un cromofor, modifică lungimea de undă și intensitatea absorbției, influențând modul în care respectivul cromofor absoarbe lumina..

Un auxocrom singur nu poate produce culoare, dar atașat de un cromofor are capacitatea de a-și intensifica culoarea. În natură, cei mai frecvenți auxocromi sunt grupări hidroxil (-OH), grupare aldehidă (-CHO), grupare amino (-NH2), grupare metil mercaptan (-SCH3) și halogeni (-F, -Cl, -Br, -I).

Grupul funcțional al auxocromilor are una sau mai multe perechi de electroni disponibili care, atunci când sunt uniți cu un cromofor, modifică absorbția lungimii de undă.

Când grupările funcționale sunt conjugate direct cu sistemul Pi al cromoforului, absorbția se intensifică pe măsură ce crește lungimea de undă care captează lumina..

Cum schimbi culoarea?

O moleculă are o culoare în funcție de frecvența lungimii de undă absorbite sau emise. Toate elementele au o frecvență caracteristică numită frecvență naturală. 

Când lungimea de undă este similară ca frecvență cu frecvența naturală a unui obiect, este mai ușor de absorbit. În acest sens, acest proces este cunoscut sub numele de rezonanță.

Acesta este fenomenul prin care o moleculă captează radiații cu o frecvență similară cu frecvența mișcării electronilor din propria moleculă..

În acest caz, intervine cromoforul, un element care captează diferențialul de energie dintre diferiții orbitali moleculari care se află în spectrul luminii, în așa fel, molecula este colorată deoarece captează anumite culori ale luminii vizibile..

Intervenția auxocromilor determină transformarea frecvenței naturale a cromoforului, astfel încât culoarea este modificată, în multe cazuri culoarea este intensificată.

Fiecare auxocrom produce anumite efecte asupra cromoforilor, modificând frecvența absorbției lungimilor de undă din diferite părți ale spectrului..

Aplicație

Datorită capacității lor de a conferi culoare moleculelor, cromoforii au diverse aplicații în producția de coloranți pentru industria alimentară și textilă.

Într-adevăr, coloranții au unul sau mai multe grupuri de cromofori care determină culoarea. În mod similar, trebuie să aibă grupuri de auxocromi care să permită potențialul și să fixeze culoarea pe elementele care trebuie colorate..

Industria de fabricare a produselor colorante dezvoltă anumite produse pe baza specificațiilor specifice. O infinitate de coloranți industriali speciali au fost creați pentru orice materie. Rezistent la diferite tratamente, inclusiv expunerea continuă la lumina soarelui și spălare prelungită sau condiții de mediu dure.

Astfel, producătorii și industriașii se joacă cu combinația de cromofori și auxocromi pentru a proiecta combinații care să ofere un colorant de intensitate și rezistență mai mare la un cost redus..

Referințe

  1. Chromophore (2017) IUPAC Compendium of Chemical Terminology - the Gold Book. Recuperat la: goldbook.iupac.org
  2. Santiago V. Luis Lafuente, María Isabel Burguete Azcárate, Belén Altava Benito (1997) Introducere în chimia organică. Universitat Jaume I. D.L. ed. IV. Titlu. V. Seria 547. ISBN 84-8021-160-1
  3. Sanz Tejedor Ascensión (2015) Industria coloranților și a pigmentului. Chimie organică industrială. Școala de inginerie industrială din Valladolid. Recuperat la: eii.uva.es
  4. Shapley Patricia (2012) Lumina absorbantă cu molecule organice. Chimie 104 Index. Universitatea din Illinois. Recuperat la: chem.uiuc.edu
  5. Peñafiel Sandra (2011) Influența dedurizării cu baze de acizi grași asupra schimbării nuanței în țesături de bumbac 100% vopsite cu coloranți reactivi cu reactivitate redusă. Depozit digital. Universitatea Tehnică de Nord. (Teză).
  6. Reusch William (2013) Spectroscopie vizibilă și ultravioletă. Organizația Internațională IOCD pentru Științe Chimice în Dezvoltare. Recuperat la: chemistry.msu.edu

Nimeni nu a comentat acest articol încă.