Кромофорске групе, функције и апликације



Тхе цхромопхорес они су елементи атома молекуле одговорни за боју. У том смислу, они су носиоци различитих електрона који, једном стимулисани енергијом видљиве светлости, рефлектују опсег боја.

На хемијском нивоу, хромофор је одговоран за успостављање електронске транзиције опсега апсорпционог спектра супстанце. У биохемији, она је одговорна за апсорпцију светлосне енергије укључене у фотокемијске реакције.

Боја опажена кроз људско око одговара не-апсорбованим таласним дужинама. На тај начин боја је посљедица преношеног електромагнетног зрачења.

У том контексту, хромофор представља део молекула који је одговоран за апсорпцију таласних дужина видљивог опсега. Шта утиче на рефлектовану таласну дужину и самим тим на боју елемента.

Апсорпција УВ зрачења заснива се на таласној дужини која се добија променом енергетског нивоа електрона и стањем пријема: побуђено или базално. У ствари, молекул добија одређену боју када хвата или преноси одређене видљиве таласне дужине.

Индек

  • 1 Хромофорне групе
  • 2 Механизам и функција
    • 2.1 Аукцхромес 
  • 3 Како се боја мијења?
  • 4 Апплицатион
  • 5 Референце

Цхромопхорес гроупс

Хромофори су организовани у функционалне групе одговорне за апсорпцију видљиве светлости. Хромофори су нормално формирани двоструким везама угљеник-угљеник и троструке везе (-Ц = Ц-): као карбонилна група, тиокарбонилна група, етиленска група (-Ц = Ц-), имино група (Ц = Н), нитро група, азотна група (-Н = О), азо група (-Н = Н-), диазо група (Н = Н), азокси група (Н = НО), азометинска група, дисулфидна група (-С = С-), и ароматични прстенови као што су парахинон и ортохинон.

Најчешће групе хромофора су:

  • Етиленски хромофори: Ар- (ЦХ = ЦХ) н-Ар; (н≥4)
  • Азо хромофори: -Р-Н = Н-Р
  • Ароматски хромофори:
    • Деривати трифенилметана: [Ар3ЦХ]
    • Деривати антракинона
    • Пхтхалоцианинес
    • Хетеро-ароматски деривати

Хромофорне групе представљају електроне који резонирају на одређеној фреквенцији, који непрестано хватају или зраче светлост. Када се причврсте за бензенски прстен, нафтален или антрацен, они појачавају унос зрачења.

Међутим, ове супстанце захтевају инкорпорацију молекула група ауксокрома, како би се појачала обојеност, фиксирала и појачала улога хромофора.

Механизам и функција

На атомском нивоу, електромагнетно зрачење се апсорбује када се електронска трансформација одвија између две орбитале различитих енергетских нивоа.

Када се нађу у мировању, електрони се налазе у одређеној орбити, када апсорбују енергију, електрони прелазе у вишу орбиталу и молекул прелази у побуђено стање.

У овом процесу је приказана разлика у енергији између орбитала, која представља апсорбоване таласне дужине. У ствари, енергија апсорбована током процеса се ослобађа и електрон иде од узбуђеног стања до првобитног облика мировања.

Као последица тога, ова енергија се ослобађа на различите начине, најчешће у облику топлоте, или ослобађањем енергије кроз дифузију електромагнетног зрачења..

Овај феномен луминисценције је чест у фосфоресценцији и флуоресценцији, где је молекул осветљен и добија електромагнетну енергију која се креће у побуђено стање; враћајући се у базално стање, енергија се ослобађа кроз емисију фотона, тј. зрачење светлости.

Аукцхромес 

Функција хромофора је повезана са аукоцромосом. Аукоцромо чини групу атома који, заједно са хромофором, модификују таласну дужину и интензитет апсорпције, утичући на начин на који наведени хромофор апсорбује светлост.

Само један аксхром не може произвести боју, али је везан за хромофор има способност да интензивира своју боју. У природи, најчешћи ауксроми су хидроксилне групе (-ОХ), алдехидна група (-ЦХО), амино група (-НХ2), метил меркаптанска група (-СЦХ3) и халогени (-Ф, -Цл, -Бр, -И).

Функционална група ауксокрома представља један или више пара доступних електрона који, када се придруже хромофору, модификују апсорпцију таласне дужине.

Када се функционалне групе коњугују директно са Пи системом хромофора, апсорпција се појачава пошто се таласна дужина која хвата светлост повећава..

Како се боја мијења?

Молекул представља боју у зависности од фреквенције апсорбоване или емитоване таласне дужине. Сви елементи имају карактеристичну фреквенцију која се назива природна фреквенција. 

Када је таласна дужина фреквенције слична природној фреквенцији објекта, она се лакше апсорбује. У том смислу, овај процес је познат као резонанца.

Ово је феномен кроз који молекул хвата радијацију фреквенције сличну фреквенцији кретања електрона његове сопствене молекуле..

У овом случају хромофора интервенише, елемент који хвата енергетску разлику између различитих молекуларних орбитала које су унутар светлосног спектра, на тај начин, молекул је обојен зато што хвата одређене боје видљиве светлости..

Интервенција аукоцромоса доводи до трансформације природне фреквенције хромофора, тако да је боја модификована, у многим случајевима боја се појачава.

Сваки аукоцромо производи одређене ефекте на хромофоре, модификујући фреквенцију апсорпције таласних дужина различитих делова спектра..

Апплицатион

Због своје способности да даје боју молекулима, хромофори имају различите примене у производњи боја за прехрамбену и текстилну индустрију..

У ствари, боје имају једну или више хромофорних група које одређују боју. Такође, морате имати аукоцромос групе које дозвољавају потенцијал и поправљају боју на елементима који ће се бојати.

Индустрија обраде производа за бојење развија одређене производе у основу специфичних спецификација. За сваки материјал створена је бесконачност специјалних индустријских боја. Отпоран је на различите третмане, укључујући непрекидно излагање сунцу и продужено прање или неповољне услове околине.

Дакле, произвођачи и индустријалци се играју комбинацијом хромофора и ауксрома у циљу дизајнирања комбинација које пружају боју већег интензитета и отпора уз ниске трошкове..

Референце

  1. Цхромопхоре (2017) ИУПАЦ Цомпендиум оф Цхемицал Терминологи - Златна књига. Преузето са: голдбоок.иупац.орг
  2. Сантиаго В. Луис Лафуенте, Марија Исабел Бургуете Азцарате, Белен Алтава Бенито (1997) Увод у органску хемију. Университат Јауме И. Д.Л. ед. ИВ. Титол В. Серие 547. ИСБН 84-8021-160-1
  3. Санз Теједор Асценсион (2015) Индустрија боја и пигмената. Органиц Органиц Цхемистри. Школа индустријског инжењерства Валладолид. Опорављен у: еии.ува.ес
  4. Схаплеи Патрициа (2012) Апсорбирајућа светлост са органским молекулама. Цхемистри 104 Индек. Университи оф Иллиноис. Рецовередин: цхем.уиуц.еду
  5. Пенафиел Сандра (2011) Утицај омекшавања базама масних киселина у промени нијансе у 100% памучним тканинама обојеним реактивним бојама ниске реактивности. Дигитал Репоситори Технички универзитет Сјевер. (Теза степена).
  6. Реусцх Виллиам (2013) Висибле анд УлтравиолетСпецтросцопи. ИОЦД Међународна организација за хемијске науке у развоју. Преузето на: цхемистри.мсу.еду