Skąd się biorą barwy substancji?

Autor: Ania Częścik, kl. 1B

...czyli słów kilka o barwnikach

Co to jest barwa?

Jest to wrażenie wzrokowe wywołane przez fale

świetlne o dł. 400–760 nm. Barwa jest właściwością

zmysłu wzroku, którą wyjaśnia się z punktu widzenia

fizyki, psychologii i biologii.

Co charakteryzuje barwę?

●

Ton

●

Jasność

(zależy od natężenia światła)

●

Nasycenie

(cechuje odstępstwo od bieli-np. biel, róż, czerwień)

●

Czystość

(cechuje odstępstwo od czerni- np. czerń,

czerwonobrązowa, czerwień)

Barwniki są odpowiedzialne za barwę
substancji

Barwniki, czyli barwne związki organiczne, które są

zdolne do barwienia różnego rodzaju materiałów

(tkanin, papieru, skór, drewna, tworzyw sztucznych,

żywności, kosmetyków).

Potencjalnie barwnikami nazywa się także pigmenty

nieorganiczne.

Barwniki nie stanowią jakiejś określonej grupy

chemicznej.

Chromofory

Barwa związku organicznego zależy od obecności w

cząsteczce ugrupowania atomów, zwanych

chromoforem. Mają one wiązania podwójne między

atomami węgla, tlenu, azotu lub siarki.

Przykładami chromoforów są grupy: etylenowa

=C=C=, karbonylowa =C=O, azowa -N=N-,

azometinowa -CH=N-

Gdy cząsteczka absorbuje (czyli pochałania) daną

długość fali światła widzialnego, a odbija lub

przepuszcza inne długości, wtedy posiada ona kolor.

Chromogen

Chromogen to cząsteczka chemiczna zawierająca

określony chromofor.

Chromogen jest charakterystyczną częścią cząsteczki

barwnika i decyduje o jego przynależności do

określonej grupy barwników, np. chromogenem

barwników azotowych jest azobenzen (C

12

H

10

N

2

).

Auksochromy

Kiedy do cząsteczki związku organicznego, zwanego

chromogenem wprowadzimy auksochrom, spowoduje on

nasilenie barwy tego związku i nada mu właściwości

barwnika użytkowego (umożliwia wiązanie go z włóknem).

Auksochrom to grupa atomów, o charakterze solotwórczym

(kwasowym, np. OH, SO

3

, H, lub zasadowym, np.NH

2

, NHR,

NR

2

), której obecność w cząsteczce związku chemicznego

powoduje zmianę absorpcji światła, a zatem zmianę barwy

związku.

Efekt batochromowy

Przesunięcie położenia pasma absorpcyjnego w kierunku

fal długich, zwane efektem batochromowym, wywołuje

pogłębienie barwy (czyli jej zmianę od czerwonej przez

zieloną do niebieskiej).

Efekt batochromowy występuje po wpływem

rozpuszczalnika lub w przypadku wprowadzenia do

cząsteczki danego związku organicznego specjalnych

podstawników, czyli grupy atomów zastępujących atomy

wodoru w związku organicznym- zwanych grupami

batochromowymi. Charakteryzują się one obecnością

wiązań podwójnych lub wolnych par elektronowych.

Efekt hipsochromowy

Przesunięcie pasma absorpcyjnego w kierunku fal

krótkich, zwane efektem hipsochromowym,

wywołuje zmianę barwy w przeciwnym kierunku (od

niebieskiej przez zieloną do czerwonej).

Podział cząsteczek barwników ze
względu na budowę chemiczną:

●

Karbocykliczne, czyli związki organiczne zawierające w
cząsteczce pierścień atomów węgla; dzielą się na związki
alicykliczne (podstawowa grupa związków org., w których
atomy węgla są połączone ze sobą, tworząc nie zamknięty
łańcuch węglowy) i związki aromatyczne (związki
zawierające pierścień aromatyczny, czyli pierścień atomów
węgla zawierający nieparzystą liczbę wiązań podwójnych,
charakteryzujących się specyficznymi własnościami
chemicznymi, określanymi mianem aromatyczności).

●

Heterocykliczne, czyli pierścieniowe związki chemiczne
zawierające w pierścieniu lub pierścieniach obok atomów
węgla inne pierwiastki takie jak np.tiofen, furan, pirol,
puryna.

Zastosowanie barwników

W farbiarstwie włóknienniczym praktyczne

zastosowanie mają jedynie te barwniki, które

odznaczają się trwałością otrzymanych

wybarwień, czyli są odporne na działanie światła,

potu, chloru, tarcia w stanie suchym i wilgotnym

oraz na zmiany atmosferyczne, pranie w ciepłym

roztworze mydła, prasowanie oraz takie, które nie

działają szkodliwie na organizm człowieka (nie

wywołują odczynów alergicznych).

Obecnie stosuje się prawie wyłącznie barwniki

syntetyczne.

Zastosowanie barwników

●

Przemysł włókienniczy

(zużywa ¾ produkcji barwników)

●

Przemysł skórzany

●

Przemysł papierniczy

●

Produkcja tworzyw sztucznych

●

Przemysł poligraficzny

●

Przemysł kosmetyczny

●

Farmacja

●

Mikroskopia

●

Chemia analityczna

(wzkaźniki)

Źródła:

●

http://www.greatimpressions.co.uk/images/colour3.jpg

●

https://interlacementsyarns.com/images/Yarns5.jpg

●

http://portalwiedzy.onet.pl/48419,,,,barwniki,haslo.html

●

http://portalwiedzy.onet.pl/55462,,,,podstawniki,haslo.html

●

http://chemia.krzyzowki.info/chromofory

●

http://pl.wikipedia.org/wiki/Chromofor

●

http://pl.wikipedia.org/wiki/Absorpcja

●

http://pl.wikipedia.org/wiki/Efekt_batochromowy

●

Encyklopedia Powszechna PWN, Warszawa 1973

●

I.Kryczyńska, A.Mierzecka, „Chemia dla kandydatów na wyższe
uczelnie“, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne