V kromofore so elementi atomom molekulo, ki so odgovorni za barvo. V zvezi s tem so nosilci različnih elektronov, ki jih enkrat, ko jih spodbudi energija vidne svetlobe, odražajo razpon barv.
Na kemijski ravni je kromofor odgovoren za vzpostavitev elektronskega prehoda pasu absorpcijskega spektra snovi. V biokemiji so odgovorni za absorpcijo svetlobne energije, ki je vključena v fotokemične reakcije.
Barve Ozadje Barvno ozadje
Barva, zaznana s človeškim očesom, ustreza neobremenjenim valovnim dolžinam. Na ta način je barva posledica prenesenega elektromagnetnega sevanja.
V tem kontekstu kromofor predstavlja del molekule, ki je odgovoren za absorpcijo valovnih dolžin v vidnem območju. Kaj vpliva na odbljeno valovno dolžino in s tem na barvo elementa.
Absorpcija ultravijoličnega sevanja se izvede na podlagi valovne dolžine, ki jo dobimo s spreminjanjem nivoja energije elektronov in stanja sprejema: vzbujenega ali bazalnega. Dejansko molekula pridobi določeno barvo, ko zajame ali prenaša določene vidne valovne dolžine.
Kromoforske skupine
Kromoforji so organizirani v funkcionalne skupine, ki so odgovorne za absorpcijo vidne svetlobe. Kromoforje običajno sestavljajo dvojne in trojne vezi ogljik-ogljik (-C = C-): kot so karbonilna skupina, tiokarbonilna skupina, etilenska skupina (-C = C-), imino skupina (C = N), nitro skupina, nitrozo skupina (-N = O), azo skupina (-N = N-), diazo skupina (N = N), azoksi skupina (N = NO), azometinska skupina, disulfidna skupina (-S = S-) in aromatični obroči, kot sta parahinon in ortokinon.
Najpogostejše skupine kromoforjev so:
- Etilenski kromofori: Ar- (CH = CH) n -Ar; (n≥4)
- Azo kromofori: -RN = NR
- Aromatične kromofore:
- Derivati trifenilmetana:
- Derivati antrakinona
- Ftalociani
- Heteroaromatski derivati
Kromoforne skupine predstavljajo elektrone, ki resonirajo z določeno frekvenco, ki nenehno zajemajo ali sevajo svetlobo. Ko so pritrjeni na benzen, naftalen ali antracenski obroč, povečajo sprejemanje sevanja.
Vendar te snovi zahtevajo vključitev molekul avsohromnih skupin, da bi okrepili obarvanost, fiksiranje in okrepitev vloge kromoforjev.
Mehanizem in delovanje
Na atomski ravni se elektromagnetno sevanje absorbira, ko se elektronska transformacija zgodi med dvema orbitalama različnih energijskih nivojev.
Ko so v mirovanju, so elektroni v določeni orbitali, ko elektroni absorbirajo energijo, gredo v višjo orbito in molekula preide v vzburjeno stanje.
V tem procesu je med orbitali energijska razlika, ki predstavlja absorbirane valovne dolžine. Dejansko se energija, absorbirana med postopkom, sprosti in v mirovanju se elektron iz vzbuja v prvotno obliko.
Posledično se ta energija sprošča na različne načine, najpogosteje v obliki toplote ali s sproščanjem energije s pomočjo difuzije elektromagnetnega sevanja.
Ta luminiscenčni pojav je pogost v fosforescenco in fluorescenco, kjer se molekula zasveti in pridobi elektromagnetno energijo, preide v vznemirjeno stanje; Pri vrnitvi v bazalno stanje se energija sprosti s pomočjo oddajanja fotonov, torej sevanja svetlobe.
Auksokromi
Funkcija kromofore je povezana z avsohromi. Auksokrom tvori skupino atomov, ki skupaj s kromoforjo spreminjajo valovno dolžino in intenzivnost absorpcije, kar vpliva na način, kako omenjeni kromofor absorbira svetlobo.
Samo Auxochrom ne more ustvariti barve, vendar je pritrjen na kromofor, ki lahko poveča svojo barvo. V naravi so najpogostejši avsohromi hidroksilne skupine (-OH), aldehidna skupina (-CHO), amino skupina (-NH2), skupina metil merkaptana (-SCH3) in halogeni (-F, -Cl, -Br, -JAZ).
Funkcionalna skupina avsohromov ima en ali več parov razpoložljivih elektronov, ki, ko so pritrjeni na kromoforje, spremenijo absorpcijo valovne dolžine.
Ko se funkcionalne skupine neposredno konjugirajo s Pi-kromosforjevim sistemom, se absorpcija intenzivira, ko se poveča valovna dolžina, ki zajame svetlobo.
Kako se spremeni barva?
Molekula ima barvo, odvisno od frekvence absorbirane ali oddajane valovne dolžine. Vsi elementi imajo značilno frekvenco, imenovano naravna frekvenca.
Če je valovna dolžina frekvenca, podobna naravni frekvenci predmeta, se lažje absorbira. V tem pogledu je ta postopek znan kot resonanca.
To je pojav, skozi katerega molekula zajame sevanje s frekvenco, podobno frekvenci gibanja elektronov v lastni molekuli.
V tem primeru se vmeša kromofor, element, ki zajame energijsko razliko med različnimi molekulskimi orbitalami, ki so znotraj svetlobnega spektra, na tak način se molekula obarva, ker ujame določene barve vidne svetlobe.
Poseg avoksokromov povzroči preoblikovanje naravne frekvence kromoforja, zato je barva spremenjena, v mnogih primerih se barva intenzivira.
Vsak avsohrom povzroča določene učinke na kromofore, pri čemer spreminja frekvenco absorpcije valovnih dolžin iz različnih delov spektra.
Uporaba
Zaradi svoje sposobnosti dajanja barv molekulam imajo kromofore različne uporabe pri proizvodnji barvil za prehrambeno in tekstilno industrijo.
Dejansko imajo barvila eno ali več kromoforskih skupin, ki določajo barvo. Prav tako mora imeti avsohromne skupine, ki omogočajo potencial in fiksirajo barvo na elementih, ki se obarvajo.
Industrija proizvajalcev barvil razvija določene izdelke na podlagi posebnih specifikacij. Za vsako zadevo je bilo ustvarjenih neskončnost posebnih industrijskih barvil. Odporen na različne načine zdravljenja, vključno z nenehnim izpostavljanjem sončni svetlobi in dolgotrajnim pranjem ali surovimi okoljskimi pogoji.
Tako se proizvajalci in industrijalci igrajo s kombinacijo kromoforjev in avsohromov, da bi oblikovali kombinacije, ki zagotavljajo barvilo večje intenzivnosti in odpornosti z nizkimi stroški.
Reference
- Chromophore (2017) IUPAC Compendium of Chemical Terminology - Zlata knjiga. Obnovljeno na: goldbook.iupac.org
- Santiago V. Luis Lafuente, María Isabel Burguete Azcárate, Belén Altava Benito (1997) Uvod v organsko kemijo. Universitat Jaume IDL ed. IV. Naslov. V. serija 547. ISBN 84-8021-160-1
- Sanz Tejedor Ascensión (2015) Industrija barvil in pigmentov Industrijska organska kemija. Valladolid School of Industrial Engineering. Pridobljeno na: eii.uva.es
- Shapley Patricia (2012) Absorbira svetlobo z organskimi molekulami. Indeks kemije 104. Univerza v Illinoisu. Pridobljeno na: chem.uiuc.edu
- Peñafiel Sandra (2011) Vpliv mehčanja z bazami maščobnih kislin na spremembo odtenka 100% bombažnih tkanin, barvanih z reaktivnimi barvili z nizko reaktivnostjo. Digitalno skladišče. Severna tehnična univerza. (Diplomsko delo).
- Reusch William (2013) Vidna in ultravijolična spektroskopija. Mednarodna organizacija za kemijske znanosti v razvoju IOCD. Pridobljeno na: chemistry.msu.edu