Kromoforske skupine, funkcije in aplikacije



The kromoforjev to so elementi atoma molekule, odgovorne za barvo. V zvezi s tem so nosilci različnih elektronov, ki, ko jih stimulira energija vidne svetlobe, odsevajo obseg barv.

Na kemični ravni je kromofor odgovoren za vzpostavitev elektronskega prehoda pasu absorpcijskega spektra snovi. V biokemiji je odgovoren za absorpcijo svetlobne energije, vključene v fotokemične reakcije.

Barva, zaznana skozi človeško oko, ustreza nevpokrajani valovni dolžini. Na ta način je barva posledica prenesenega elektromagnetnega sevanja.

V tem kontekstu predstavlja kromofor del molekule, ki je odgovoren za absorpcijo valovnih dolžin vidnega območja. Kaj vpliva na reflektirano valovno dolžino in s tem na barvo elementa.

Absorpcija UV sevanja temelji na valovni dolžini, ki jo prejme sprememba energijske ravni elektronov in stanja sprejema: vzbujeno ali bazalno. V bistvu molekula pridobi določeno barvo, ko zajame ali prenaša določene vidne valovne dolžine.

Indeks

  • 1 Kromoforne skupine
  • 2 Mehanizem in funkcija
    • 2.1 Auxchromes 
  • 3 Kako se barva spremeni?
  • 4 Uporaba
  • 5 Reference

Kromoforske skupine

Kromofori so organizirani v funkcionalne skupine, odgovorne za absorpcijo vidne svetlobe. Kromofore običajno tvorijo dvojne vezi ogljik-ogljik in trojne vezi (-C = C-): kot karbonilna skupina, tiokarbonilna skupina, etilenska skupina (-C = C-), imino skupina (C = N), nitro skupina, dušikova skupina (-N = O), azo skupina (-N = N-), diazo skupina (N = N), azoksi skupina (N = NO), azometinska skupina, disulfidna skupina (-S = S-), in aromatski obroči, kot so parakvinon in ortokinon.

Najpogostejše kromoforske skupine so:

  • Etilenski kromofori: Ar- (CH = CH) n-Ar; (n≥4)
  • Azo kromofori: -R-N = N-R
  • Aromatični kromofori:
    • Derivati ​​trifenilmetana: [Ar3CH]
    • Derivati ​​antrakinona
    • Ftalocianini
    • Hetero-aromatski derivati

Kromoforne skupine predstavljajo elektrone, ki resonirajo na določeni frekvenci, ki neprekinjeno zajemajo ali oddajajo svetlobo. Ko so pritrjeni na benzenski obroč, naftalen ali antracen, okrepijo absorpcijo sevanja.

Vendar te snovi zahtevajo vključitev molekul skupin avksokromov, da bi okrepili obarvanje, fiksirali in okrepili vlogo kromoforjev..

Mehanizem in funkcija

Na atomski ravni se elektromagnetno sevanje absorbira, ko pride do elektronske transformacije med dvema orbitali različnih energetskih nivojev.

Ko se elektroni najdejo v mirovanju, so v določeni orbiti, ko absorbirajo energijo, elektroni preidejo v višjo orbitalo in molekula preide v vzbujeno stanje..

V tem procesu je prikazana razlika v energiji med orbitali, ki predstavlja absorbirano valovno dolžino. Dejansko se energija, ki se absorbira med postopkom, sprosti in elektron od prebujenega stanja preide v prvotno počivališče.

Posledično se ta energija sprosti na različne načine, saj je najpogostejša v obliki toplote ali z sproščanjem energije skozi difuzijo elektromagnetnega sevanja..

Ta fenomen luminiscence je pogost pri fosforescenci in fluorescenci, kjer je molekula osvetljena in pridobi elektromagnetno energijo, ki se giblje v vzbujenem stanju; z vrnitvijo v bazalno stanje se energija sprosti skozi emisijo fotonov, to je sevanja svetlobe.

Auxchromes 

Funkcija kromoforjev je povezana z avksokromi. Auxocromo predstavlja skupino atomov, ki skupaj s kromoforom spreminjajo valovno dolžino in intenziteto absorpcije, kar vpliva na način, kako kromofor absorbira svetlobo..

Auxchrome sam ne more proizvajati barve, vendar je povezan s kromoforjem, ki ima sposobnost okrepiti svojo barvo. V naravi so najpogostejši avkshromi hidroksilne skupine (-OH), aldehidna skupina (-CHO), amino skupina (-NH2), skupina metil merkaptana (-SCH3) in halogeni (-F, -Cl, -Br, -I).

Funkcionalna skupina auksokromov predstavlja enega ali več parov razpoložljivih elektronov, ki, ko se pridružijo kromoforu, spremenijo absorpcijo valovne dolžine.

Ko so funkcionalne skupine konjugirane neposredno s Pi sistemom kromofora, se absorpcija intenzivira, ker se valovna dolžina, ki zajema svetlobo, poveča..

Kako se barva spremeni?

Molekula ima barvo, ki je odvisna od frekvence absorbirane ali oddane valovne dolžine. Vsi elementi imajo značilno frekvenco, imenovano naravno frekvenco. 

Ko je valovna dolžina frekvence podobna naravni frekvenci predmeta, se lažje absorbira. V tem smislu je ta proces znan kot resonanca.

To je pojav, s katerim molekula zajame sevanje frekvence, ki je podobna frekvenci gibanja elektronov lastne molekule..

V tem primeru intervenira kromofor, element, ki zajame energetsko razliko med različnimi molekularnimi orbitali, ki so znotraj svetlobnega spektra, tako da je molekula obarvana, ker zajame določene barve vidne svetlobe..

Intervencija avksokromov povzroči transformacijo naravne frekvence kromofora, zato se barva spremeni, v mnogih primerih se barva poveča..

Vsak auxocromo povzroča določene učinke na kromofore, pri čemer spreminja pogostost absorpcije valovnih dolžin različnih delov spektra..

Uporaba

Kromofori imajo zaradi svoje sposobnosti, da dajo barvo molekul, različne aplikacije v proizvodnji barvil za živilsko in tekstilno industrijo..

Dejansko imajo barvila eno ali več skupin kromofora, ki določajo barvo. Prav tako morate imeti skupine auxocromos, ki omogočajo potencial in določajo barvo elementov, ki se bodo obarvali.

Industrija izdelave izdelkov za barvanje razvija določene izdelke v skladu s specifičnimi specifikacijami. Za vsak material je bila ustvarjena neskončnost posebnih industrijskih barvil. Odporen na različne načine zdravljenja, vključno s stalno izpostavljenostjo sončni svetlobi in podaljšanim pranjem ali neugodnimi okoljskimi pogoji.

Zato se proizvajalci in industrijalci igrajo s kombinacijo kromoforjev in akskromov, da bi oblikovali kombinacije, ki zagotavljajo barvilo večje intenzivnosti in odpornosti pri nizkih stroških..

Reference

  1. Kromofor (2017) Zbirka kemijske terminologije IUPAC - Zlata knjiga. Vzpostavljeno iz: goldbook.iupac.org
  2. Santiago V. Luis Lafuente, María Isabel Burguete Azcárate, Belén Altava Benito (1997) Uvod v organsko kemijo. Universitat Jaume I. D.L. ed. IV. Títol V. Série 547. ISBN 84-8021-160-1
  3. Sanz Tejedor Ascensión (2015) Industrija barvil in pigmentov. Organska organska kemija. Šola za industrijsko inženirstvo Valladolid. Obnovljeno v: eii.uva.es
  4. Shapley Patricia (2012) Absorbirajoča svetloba z organskimi molekulami. Chemistry 104 Index. Univerza v Illinoisu. Recoveredin: chem.uiuc.edu
  5. Peñafiel Sandra (2011) Vpliv mehčanja z bazami maščobnih kislin pri spremembi senčila v 100% bombažnih tkaninah, barvanih z reaktivnimi barvili z nizko reaktivnostjo. Digitalni repozitorij Tehnična univerza na severu. (Diplomsko delo).
  6. Reusch William (2013) Vidna in ultravijolična spektroskopija. IOCD Mednarodna organizacija za kemijske znanosti v razvoju. Vzpostavljeno na: chemistry.msu.edu