U kromoforima su elementi atoma molekule odgovorne za boju. U tom smislu, oni su nosači raznih elektrona koji, jednom stimulirani energijom vidljive svjetlosti, odražavaju raspon boja.
Na kemijskoj razini, kromofora je odgovorna za uspostavljanje elektronskog prijelaza pojasa apsorpcijskog spektra neke tvari. U biokemiji su odgovorni za apsorpciju svjetlosne energije uključene u fotokemijske reakcije.
Boje pozadine Šarene pozadine u boji
Boja opažana ljudskim okom odgovara neprihvaćenim valnim duljinama. Na taj je način boja posljedica prenesenog elektromagnetskog zračenja.
U tom kontekstu, kromofora predstavlja dio molekule koji je odgovoran za apsorpciju valnih duljina u vidljivom rasponu. Što utječe na reflektiranu valnu duljinu, a time i na boju elementa.
Apsorpcija UV zračenja provodi se na temelju valne duljine dobivene promjenom energetske razine elektrona i stanja prijema: pobuđenog ili bazalnog. Doista, molekula poprima određenu boju kad zarobi ili prenese određene vidljive valne duljine.
Kromoforske grupe
Kromofore se organiziraju u funkcionalne skupine odgovorne za apsorpciju vidljive svjetlosti. Kromofore se obično sastoje od dvostrukih i trostrukih veza ugljika-ugljika (-C = C-): kao što su karbonilna skupina, tiokarbonilna skupina, etilenska skupina (-C = C-), imino grupa (C = N), nitro grupa, nitrozo skupina (-N = O), azo grupa (-N = N-), diazo grupa (N = N), azoksi skupina (N = NO), azometinska skupina, disulfidna skupina (-S = S-) i aromatični prstenovi poput parakinona i ortokininona.
Najčešće kromoforske grupe su:
- Etilenski kromofore: Ar- (CH = CH) n -Ar; (N≥4)
- Azo kromofori: -RN = NR
- Aromatične kromofore:
- Derivati trifenilmetana:
- Derivati antrakinona
- ftalocijanine
- Heteroaromatski derivati
Kromoforne skupine predstavljaju elektrone koji rezoniraju na određenoj frekvenciji, koji kontinuirano hvataju ili zrače svjetlost. Jednom kada su pričvršćeni na prsten benzena, naftalena ili antracena, oni pospješuju primanje zračenja.
Međutim, ove tvari zahtijevaju ugradnju molekula auksokromnih skupina kako bi se pojačalo obojenje, učvršćivanje i pojačavanje uloge kromofora.
Mehanizam i funkcija
Na atomskoj razini, elektromagnetsko zračenje se apsorbira kada se dogodi elektronska transformacija između dvije orbitale različitih energetskih razina.
Kad su u mirovanju, elektroni su u određenoj orbiti, kad apsorbiraju energiju, elektroni prelaze u višu orbitu i molekula prelazi u pobuđeno stanje.
U ovom procesu postoji energetska razlika između orbitala, koja predstavlja apsorbirane valne duljine. U stvari, energija apsorbirana tijekom procesa se oslobađa i elektron prelazi iz pobuđenog u svoj izvorni oblik u mirovanju.
Kao posljedica toga, ta se energija oslobađa na različite načine, najčešće u obliku topline ili ispuštanjem energije kroz difuziju elektromagnetskog zračenja.
Ova pojava luminiscencije uobičajena je u fosforescentnosti i fluorescenciji, gdje se molekula svijetli i stječe elektromagnetsku energiju, prelazeći u pobuđeno stanje; Pri povratku u bazalno stanje energija se oslobađa emisijom fotona, tj. Zračenjem svjetlosti.
Auxochromes
Funkcija kromofora povezana je s auksohromima. Auksokrom čini skupinu atoma koji, zajedno s kromofori, mijenjaju valnu duljinu i intenzitet apsorpcije, utječući na način na koji spomenuta kromofor apsorbira svjetlost.
Sam auksokrom ne može proizvesti boju, ali spojen na kromoforu ima sposobnost pojačanja boje. U prirodi najčešći auksohromi su hidroksilne skupine (-OH), aldehidna skupina (-CHO), amino skupina (-NH2), metil merkaptanska skupina (-SCH3) i halogeni (-F, -Cl, -Br, -I).
Funkcionalna skupina auksohroma ima jedan ili više parova dostupnih elektrona koji, kada se pričvršćuju na kromoforu, mijenjaju apsorpciju valne duljine.
Kada su funkcionalne skupine izravno spojene s Pi sustavom kromofore, apsorpcija se pojačava kako se povećava valna duljina koja uzima svjetlost.
Kako se mijenja boja?
Molekula ima boju ovisno o frekvenciji apsorbirane ili odašiljane valne duljine. Svi elementi imaju karakterističnu frekvenciju koja se naziva prirodna frekvencija.
Kada je valna duljina frekvencije slične prirodnoj frekvenciji objekta, ona se lakše apsorbira. U tom je pogledu ovaj proces poznat kao rezonanca.
To je fenomen kroz koji molekula bilježi zračenje frekvencije slične frekvenciji pokreta elektrona u vlastitoj molekuli.
U ovom slučaju, intervenira kromofor, element koji bilježi energetsku razliku između različitih molekulskih orbitala koje su unutar svjetlosnog spektra, na takav način, molekula je obojena jer uhvaća određene boje vidljive svjetlosti.
Intervencija auokokroma uzrokuje transformaciju prirodne frekvencije kromofore, pa je boja modificirana, u mnogim slučajevima boja se pojačava.
Svaki auksokrom proizvodi određene učinke na kromofore, mijenjajući frekvenciju apsorpcije valnih duljina iz različitih dijelova spektra.
primjena
Zbog svoje sposobnosti da molekulama daju boju, kromofore imaju različite primjene u proizvodnji boja za prehrambenu i tekstilnu industriju.
Doista, boje imaju jednu ili više kromoforskih skupina koje određuju boju. Isto tako, mora imati auksokromne skupine koje dopuštaju potencijal i fiksiraju boju na elementima koji se boje.
Industrija za proizvodnju obojenih proizvoda razvija određene proizvode na temelju posebnih specifikacija. Stvorena je beskonačnost posebnih industrijskih boja za bilo koju stvar. Otporan je na razne tretmane, uključujući kontinuirano izlaganje suncu i dugotrajno pranje ili oštre uvjete okoline.
Tako se proizvođači i industrijalci igraju s kombinacijom kromofora i auksohroma kako bi dizajnirali kombinacije koje pružaju bojilo većeg intenziteta i otpornosti uz nisku cijenu.
Reference
- Chromophore (2017) IUPAC Compendium of Chemical Terminology - Zlatna knjiga. Oporavak na: goldbook.iupac.org
- Santiago V. Luis Lafuente, María Isabel Burguete Azcárate, Belén Altava Benito (1997) Uvod u organsku kemiju. Universitat Jaume IDL ed. IV. Titula. V. serija 547. ISBN 84-8021-160-1
- Sanz Tejedor Ascensión (2015) Industrija boja i pigmenata. Industrijska organska kemija. Škola industrijskog inženjerstva u Valladolidu. Oporavi na: eii.uva.es
- Shapley Patricia (2012) Apsorbira svjetlost organskim molekulama. Indeks kemije 104. University of Illinois Oporavak na: chem.uiuc.edu
- Peñafiel Sandra (2011) Utjecaj omekšavanja na bazi masnih kiselina na promjenu nijansi u 100% pamučnim tkaninama obojenim reaktivnim bojama niske reaktivnosti. Digitalno spremište. Sveučilište Sjever. (Disertacija).
- Reusch William (2013) Vidljiva i ultraljubičasta spektroskopija. Međunarodna organizacija za kemijske znanosti u razvoju IOCD. Oporavak na: chemistry.msu.edu