Chromophores-grupper, funksjoner og applikasjoner

3202
Simon Doyle
Chromophores-grupper, funksjoner og applikasjoner

De kromoforer de er elementene i atomet til et molekyl som er ansvarlig for fargen. I denne forbindelse er de bærere av forskjellige elektroner som, en gang stimulert av energien til synlig lys, gjenspeiler fargespekteret.

På kjemisk nivå er kromoforen ansvarlig for å etablere den elektroniske overgangen til båndet til absorpsjonsspekteret til et stoff. I biokjemi er de ansvarlige for absorpsjonen av lysenergi involvert i fotokjemiske reaksjoner.

Colors The Background Fargerikt bakgrunnsbilde

Fargen som oppfattes gjennom det menneskelige øye tilsvarer de uabsorberte bølgelengdene. På denne måten er fargen en konsekvens av den overførte elektromagnetiske strålingen.

I denne sammenheng representerer kromoforen den delen av molekylet som er ansvarlig for å absorbere bølgelengder i det synlige området. Hva påvirker den reflekterte bølgelengden og dermed fargen på elementet.

Absorpsjonen av UV-stråling utføres basert på bølgelengden mottatt av variasjonen i energinivået til elektronene og mottakstilstanden: eksitert eller basal. Faktisk får molekylet en viss farge når det fanger eller overfører visse synlige bølgelengder.

Artikkelindeks

  • 1 kromoforgrupper
  • 2 Mekanisme og funksjon
    • 2.1 Auxochromes 
  • 3 Hvordan endrer du fargen?
  • 4 Søknad
  • 5 Referanser

Chromophore grupper

Kromoforer er organisert i funksjonelle grupper som er ansvarlige for absorpsjonen av synlig lys. Kromoforer består vanligvis av karbon-karbon dobbelt- og trippelbindinger (-C = C-): slik som karbonylgruppe, tiokarbonylgruppe, etylengruppe (-C = C-), iminogruppe (C = N), nitrogruppe, nitrosogruppe (-N = O), azogruppe (-N = N-), diazogruppe (N = N), azoksygruppe (N = NO), azometingruppe, disulfidgruppe (-S = S-), og aromatiske ringer som parakinon og ortokinon.

De vanligste kromoforgruppene er:

  • Etyleniske kromoforer: Ar- (CH = CH) n-Ar; (n≥4)
  • Azokromoforer: -R-N = N-R
  • Aromatiske kromoforer:
    • Derivater av trifenylmetan: [Ar3CH]
    • Derivater av antrakinon
    • Ftalocyaniner
    • Hetero-aromatiske derivater

Kromoforgrupper presenterer elektroner som resonerer ved en viss frekvens, som kontinuerlig fanger opp eller utstråler lys. Når de er festet til en benzen-, naftalen- eller antracenring, forbedrer de opptaket av stråling.

Imidlertid krever disse stoffene inkorporering av molekyler i auxochromic grupper, for å forsterke fargen, fikse og intensivere rollen til chromophores..

Mekanisme og funksjon

På atomnivå absorberes elektromagnetisk stråling når en elektronisk transformasjon skjer mellom to orbitaler med forskjellige energinivåer..

Når de er i ro, er elektronene i en viss bane, når de absorberer energi, går elektronene til en høyere bane og molekylet går i en eksitert tilstand.

I denne prosessen er det en energidifferensial mellom orbitalene, som representerer de absorberte bølgelengdene. I virkeligheten frigjøres energien som absorberes under prosessen, og elektronet går fra en eksitert tilstand til sin opprinnelige form i hvile..

Som en konsekvens frigjøres denne energien på forskjellige måter, den vanligste er i form av varme, eller ved å frigjøre energi gjennom diffusjon av elektromagnetisk stråling..

Dette luminescensfenomenet er vanlig i fosforescens og fluorescens, hvor et molekyl lyser opp og tilegner seg elektromagnetisk energi og går i en eksitert tilstand; når man går tilbake til en basaltilstand, frigjøres energi gjennom utslipp av fotoner, det vil si utstrålende lys.

Auxochromes 

Funksjonen til kromoforer er knyttet til auxochromes. Et auxochromium utgjør en gruppe atomer som, sammen med en kromofor, modifiserer bølgelengden og intensiteten av absorpsjon, og påvirker måten kromoforen absorberer lys på..

En auxochrom alene kan ikke produsere farge, men festet til en kromofor har den evnen til å intensivere fargen. I naturen er de vanligste auxochromene hydroksylgrupper (-OH), aldehydgruppe (-CHO), aminogruppe (-NH2), metylmerkaptangruppe (-SCH3) og halogener (-F, -Cl, -Br, -I).

Den funksjonelle gruppen av auxochromes har ett eller flere par tilgjengelige elektroner som, når de er koblet til en kromofor, endrer absorpsjonen av bølgelengden.

Når de funksjonelle gruppene er direkte konjugert med Pi-systemet i kromoforen, blir absorpsjonen intensivert når bølgelengden som fanger lys øker..

Hvordan endrer du fargen?

Et molekyl har en farge avhengig av frekvensen av den absorberte eller utsendte bølgelengden. Alle elementene har en karakteristisk frekvens som kalles den naturlige frekvensen. 

Når bølgelengden har samme frekvens som den naturlige frekvensen til et objekt, blir den lettere absorbert. I denne forbindelse er denne prosessen kjent som resonans.

Dette er fenomenet hvor et molekyl fanger opp stråling med en frekvens som tilsvarer frekvensen av elektroners bevegelse i sitt eget molekyl..

I dette tilfellet griper kromoforen inn, et element som fanger energidifferansen mellom forskjellige molekylære orbitaler som er innenfor lysspekteret, på en slik måte er molekylet farget fordi det fanger opp visse farger av synlig lys..

Intervensjonen av auxochromes forårsaker transformasjonen av den naturlige frekvensen til kromoforen, så fargen er modifisert, i mange tilfeller blir fargen intensivert.

Hver auxochrome produserer visse effekter på kromoforene, og endrer frekvensen av absorpsjonen av bølgelengder fra forskjellige deler av spekteret..

App

På grunn av deres evne til å gi farger til molekyler, har kromoforer forskjellige anvendelser i produksjonen av fargestoffer for næringsmiddel- og tekstilindustrien.

Faktisk har fargestoffene en eller flere kromoforgrupper som bestemmer fargen. På samme måte må den ha auxochromes-grupper som tillater potensial og fikserer fargen på elementene som skal farges..

Fargestoffindustrien utvikler spesielle produkter på grunnlag av spesifikasjoner. Det er laget en uendelig spesiell industriell fargestoff for enhver sak. Motstandsdyktig mot forskjellige behandlinger, inkludert kontinuerlig eksponering for sollys og langvarig vask eller tøffe miljøforhold.

Dermed leker produsenter og industrielle med kombinasjonen av kromoforer og auxochromes for å designe kombinasjoner som gir et fargestoff med større intensitet og motstand til lave kostnader..

Referanser

  1. Chromophore (2017) IUPAC Compendium of Chemical Terminology - The Gold Book. Gjenopprettet på: goldbook.iupac.org
  2. Santiago V. Luis Lafuente, María Isabel Burguete Azcárate, Belén Altava Benito (1997) Introduksjon til organisk kjemi. Universitat Jaume I. D.L. red. IV. Tittel. V. Serie 547. ISBN 84-8021-160-1
  3. Sanz Tejedor Ascensión (2015) Fargestoff- og pigmentindustrien. Industriell organisk kjemi. Valladolid School of Industrial Engineering. Gjenopprettet på: eii.uva.es
  4. Shapley Patricia (2012) Absorberende lys med organiske molekyler. Kjemi 104 Indeks. University of Illinois. Gjenopprettet på: chem.uiuc.edu
  5. Peñafiel Sandra (2011) Innflytelse av mykgjøring med fettsyrebaser på endring av fargetone i 100% bomullsstoffer farget med reaktive fargestoffer med lav reaktivitet. Digital Repository. Nord teknisk universitet. (Avhandling).
  6. Reusch William (2013) Synlig og ultrafiolett spektroskopi. IOCD International Organization for Chemical Sciences in Development. Gjenopprettet på: chemistry.msu.edu

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.