Kromoforske skupine, funkcije i aplikacije



kromoforima oni su elementi atoma molekule odgovorni za boju. U tom smislu, oni su nositelji različitih elektrona koji, jednom potaknuti energijom vidljive svjetlosti, odražavaju raspon boja.

Na kemijskoj razini, kromofor je odgovoran za uspostavljanje elektronskog prijelaza pojasa apsorpcijskog spektra tvari. U biokemiji je odgovoran za apsorpciju svjetlosne energije uključene u fotokemijske reakcije.

Boja percipirana kroz ljudsko oko odgovara valnoj duljini koja nije apsorbirana. Na taj način boja je posljedica prenesenog elektromagnetskog zračenja.

U tom kontekstu, kromofor predstavlja dio molekule odgovoran za apsorpciju valnih duljina vidljivog raspona. Što utječe na reflektiranu valnu duljinu, a time i na boju elementa.

Apsorpcija UV zračenja temelji se na valnoj duljini dobivenoj promjenom energetske razine elektrona i stanja prijema: pobuđeno ili bazalno. Zapravo, molekula dobiva određenu boju kada snima ili prenosi određene vidljive valne duljine.

indeks

  • 1 Kromoforne skupine
  • 2 Mehanizam i funkcija
    • 2.1 Auxchromes 
  • 3 Kako se boja mijenja?
  • 4 Primjena
  • 5 Reference

Kromoforske skupine

Kromofori su organizirani u funkcionalne skupine odgovorne za apsorpciju vidljive svjetlosti. Kromofori su normalno formirani ugljik-ugljik dvostrukim vezama i trostrukim vezama (-C = C-): kao karbonilna skupina, tiokarbonilna skupina, etilenska skupina (-C = C-), imino skupina (C = N), nitro skupina, dušična skupina (-N = O), azo skupina (-N = N-), diazo skupina (N = N), azoksi skupina (N = NO), azometinska skupina, disulfidna skupina (-S = S-), i aromatski prstenovi kao što su parakvinon i ortohinon.

Najčešće skupine kromofora su:

  • Etilenski kromofori: Ar- (CH = CH) n-Ar; (N≥4)
  • Azo kromofori: -R-N = N-R
  • Aromatski kromofori:
    • Derivati ​​trifenilmetana: [Ar3CH]
    • Derivati ​​antrakinona
    • ftalocijanine
    • Heteroaromatski derivati

Kromoforne skupine predstavljaju elektrone koji rezoniraju na određenoj frekvenciji, koji neprestano hvataju ili zrače svjetlost. Kad se jednom vežu na benzenski prsten, naftalen ili antracen, oni pojačavaju unos zračenja.

Međutim, ove tvari zahtijevaju ugradnju molekula skupina auksokroma, kako bi se pojačala obojenost, fiksirala i pojačala uloga kromofora.

Mehanizam i funkcija

Na atomskoj razini, elektromagnetsko zračenje se apsorbira kada se elektronička transformacija odvija između dvije orbitale različitih energetskih razina.

Kada se pronađu u mirovanju, elektroni se nalaze u određenoj orbiti, kada apsorbiraju energiju, elektroni prelaze u višu orbitalu i molekula prelazi u pobuđeno stanje.

U tom procesu prikazana je razlika energije između orbitala, koja predstavlja apsorbiranu valnu duljinu. U stvari, energija apsorbirana tijekom procesa se oslobađa i elektron ide od uzbuđenog stanja do prvobitnog mirovanja.

Kao posljedica, ta se energija oslobađa na različite načine, najčešće u obliku topline, ili oslobađanjem energije kroz difuziju elektromagnetskog zračenja..

Ovaj fenomen luminiscencije je čest u fosforescenciji i fluorescenciji, gdje je molekula osvijetljena i dobiva elektromagnetsku energiju koja se kreće u pobuđeno stanje; vraćajući se u bazalno stanje, energija se oslobađa kroz emisiju fotona, to jest, zrači svjetlost.

auxochrome 

Funkcija kromofora povezana je s auksokromom. Auxocromo čini skupinu atoma koji, zajedno s kromoforom, modificiraju valnu duljinu i intenzitet apsorpcije, utječući na način na koji navedeni kromofor upija svjetlo.

Samo auxchrome ne može proizvesti boju, ali vezan za kromofor ima sposobnost intenziviranja svoje boje. U prirodi, najčešći auksromi su hidroksilne skupine (-OH), aldehidna skupina (-CHO), amino skupina (-NH2), metil-merkaptanska skupina (-SCH3) i halogeni (-F, -Cl, -Br, -I).

Funkcionalna skupina auksokroma predstavlja jedan ili više para dostupnih elektrona koji, kada se pridruže kromoforu, modificiraju apsorpciju valne duljine.

Kada se funkcionalne skupine konjugiraju izravno s Pi sustavom kromofora, apsorpcija se pojačava budući da se valna duljina koja bilježi svjetlost povećava.

Kako se boja mijenja?

Molekula predstavlja boju, ovisno o frekvenciji apsorbirane ili emitirane valne duljine. Svi elementi imaju karakterističnu frekvenciju koja se naziva prirodna frekvencija. 

Kada je valna duljina frekvencije slična sličnosti s prirodnom frekvencijom objekta, ona se lakše apsorbira. U tom smislu, ovaj proces je poznat kao rezonancija.

To je fenomen kroz koji molekula hvata zračenje frekvencije slične frekvenciji kretanja elektrona vlastite molekule..

U tom slučaju intervenira kromofor, element koji obuhvaća energetsku razliku između različitih molekularnih orbitala koji su unutar svjetlosnog spektra, na taj način, molekula je obojena zato što hvata određene boje vidljivog svjetla..

Intervencija auksokroma uzrokuje transformaciju prirodne frekvencije kromofora, tako da se boja mijenja, u mnogim slučajevima boja se pojačava.

Svaki auxocromo proizvodi određene učinke na kromofore, mijenjajući frekvenciju apsorpcije valnih duljina različitih dijelova spektra..

primjena

Zbog svoje sposobnosti da daje boju molekulama, kromofori imaju različite primjene u proizvodnji boja za prehrambenu i tekstilnu industriju..

U stvari, boje imaju jednu ili više skupina kromofora koje određuju boju. Također, morate imati auxocromos grupe koje dopuštaju potencijal i popravljaju boju na elementima koji se boje.

Industrija izrade proizvoda za bojenje razvija određene proizvode u osnovi prema specifičnim specifikacijama. Za svaki materijal stvorena je beskonačnost posebnih industrijskih boja. Otporan na različite tretmane, uključujući neprekidno izlaganje sunčevoj svjetlosti i produljeno pranje ili nepovoljne uvjete okoline.

Dakle, proizvođači i industrijalci igraju se kombinacijom kromofora i auksromija kako bi dizajnirali kombinacije koje pružaju boju većeg intenziteta i otpora uz niske troškove..

reference

  1. Kromofor (2017.) IUPAC-ov zbornik kemijske terminologije - zlatna knjiga. Preuzeto s: goldbook.iupac.org
  2. Santiago V. Luis Lafuente, María Isabel Burguete Azcárate, Belén Altava Benito (1997) Uvod u organsku kemiju. Universitat Jaume I. D.L. ed. IV. Títol. V. Série 547. ISBN 84-8021-160-1
  3. Sanz Tejedor Ascensión (2015) Industrija boja i pigmenata. Organska organska kemija. Škola industrijskog inženjerstva Valladolid. Obnovljeno u: eii.uva.es
  4. Shapley Patricia (2012) Upijajuća svjetlost s organskim molekulama. Chemistry 104 Index. Sveučilište Illinois. Recoveredin: chem.uiuc.edu
  5. Peñafiel Sandra (2011) Utjecaj omekšavanja bazama masnih kiselina u promjeni boje u 100% pamučnim tkaninama obojenim reaktivnim bojama niske reaktivnosti. Digitalni repozitorij Tehničko sveučilište Sjever. (Teza stupnja).
  6. Reusch William (2013) Vidljiva i ultraljubičasta spektroskopija. IOCD Međunarodna organizacija za kemijske znanosti u razvoju. Preuzeto na: chemistry.msu.edu