Chemikalien


Farbstoffe

   


Definition


Ein Farbstoff ist eine feste oder flüssige chemische Spezies, die sich in dem Medium, in das er eingeführt wird, löst (eine homogene Mischung bildet) und seine Farbe ändert.

Sie sind beispielsweise in Tinten, Lebensmitteln (als Lebensmittelzusatzstoffe), Kunststoffen enthalten.


Unterscheidung zwischen Farbstoffen und Pigmenten


Farbstoffe sollten nicht mit Pigmenten verwechselt werden. Diese verändern auch die Farbe der Substanzen, mit denen sie gemischt werden, lösen sich aber nicht in ihnen auf. Sie bilden daher heterogene Gemische und dispergieren meist in Form von Mikropartikeln (manchmal Nanopartikeln) in Flüssigkeiten oder Feststoffen.

Pigmente werden beispielsweise in den meisten Farben als Farbstoff verwendet.



Organische Farbstoffe



Die organischen Farbstoffe der chemischen Spezies können bereitgestellt werden, um einige farbige Lichter des sichtbaren Spektrums zu absorbieren. Eine solche Absorption wird durch sogenannte "chromophore" Gruppen ermöglicht, die aus einer Reihe von mindestens sieben konjugierten Doppelbindungen bestehen.

Der Wellenlängenbereich der absorbierten Strahlung (und damit die Farbe der chemischen Spezies ) hängt von der Gesamtzahl der konjugierten Doppelbindungen ab, aber auch vom Vorhandensein sogenannter "Auxochrom" -Gruppen, die die Auswirkungen der Konjugation verstärken.

Je größer die Anzahl der konjugierten Bindungen und der auxochromatischen Gruppen ist, desto länger nehmen die Wellenlängen des absorbierten Lichts zu.



Herkunft der Farbstoffe



Die Farbstoffe kommen in verschiedenen Pflanzen- und Tierarten vor, daher ist es möglich, sie mit den üblichen Extraktionsmethoden (insbesondere Lösungsmittelextraktion ) zu isolieren . Da die meisten organischen Farbstoffe natürlich sind, können sie auch durch chemische Synthese erhalten werden, und diese letzte Methode ermöglicht auch die Herstellung künstlicher Farbstoffe (in der Natur nicht vorhanden).



Einfluss des pH



Einige Farbstoffe bestehen aus pH-empfindlichen chemischen Spezies und haben eine Säureform, deren Farbe sich von der ihrer Grundform unterscheidet (wie z. B. Anthocyane). In diesem Fall hängt ihre Farbe vom pH-Wert der Lösung ab, in der sie gelöst sind, und Sie können als farbiger pH-Indikator verwendet werden.



Einfluss des Lösungsmittels



Die Farbe eines Farbstoffs kann auch von dem Lösungsmittel abhängen, in dem er gelöst ist.
Beispielsweise färbt Jod eine wässrige Lösung gelb-orange, aber wenn das verwendete Lösungsmittel Cyclohexen ist, ergibt es eine violette Farbe.



Einfluss der Temperatur



Es kommt auch vor, dass bestimmte Farbstoffe temperaturempfindlich sind und nach dem Erhitzen eine neue chemische Form unterschiedlicher Farbe annehmen.



Einfluss der Konzentration



Die Konzentration  des in einem Lösungsmittel gelösten Farbstoffs hat keinen Einfluss auf die Farbe der Lösung,  sondern auf ihren Farbton. Im Allgemeinen ist der Farbton umso dunkler , je höher die Konzentration ist.

Unterhalb eines bestimmten Grenzwertes (der vom Lösungsmittel und vom Farbstoff abhängt) ist die Farbe nicht mehr wahrnehmbar.

Im Allgemeinen haben die zur Verwendung als Farbstoff ausgewählten chemischen Spezies eine starke Färbekraft, die Konzentration , die erforderlich ist, um einen als akzeptabel angesehenen Farbton zu erhalten, ist niedrig genug, und es ist möglich, sie in einer Menge zu verwenden, die klein genug ist, um die Farben nicht wesentlich zu modifizieren . andere physikalisch - chemische Eigenschaften des Mediums , in dem sie eingebracht werden.



Subtraktive Farbsynthese



Die mit einem Farbstoff erhaltene Färbung resultiert aus einer subtraktiven Synthese . Ein Teil des farbigen Lichts, aus dem weißes Licht besteht, wird absorbiert, während der andere Teil gestreut wird. Wenn zum Beispiel eine chemische Farbspezies die roten Lichter des sichtbaren Spektrums absorbiert, diffundiert sie die anderen Lichter und ihre Farbe ist komplementär zu rot, nämlich grün.



Mischung von Farbstoffen



Durch Mischen verschiedener Farbstoffe, deren Absorptionsbereiche für farbiges Licht akkumulieren, kann die Farbe der Mischung vorhergesagt werden, indem die Prinzipien der subtraktiven Synthese angewendet werden, deren Primärfarben Gelb, Cyan und Magenta sind.     

 

Diese Seite ist eine Übersetzung von http://webphysique.fr/colorant/
Der Wortlaut kann ungeschickt und manchmal falsch sein, bitte lassen Sie es mich wissen!


 


 

 

 



©2021 Physik-Chemie