I cromofori sono gli elementi dell'atomo una molecola responsabile del colore. A questo proposito sono portatori di vari elettroni che, una volta stimolati dall'energia della luce visibile, riflettono la gamma dei colori.
A livello chimico, il cromoforo è responsabile di stabilire la transizione elettronica della banda dello spettro di assorbimento di una sostanza. In biochimica, sono responsabili dell'assorbimento dell'energia luminosa coinvolta nelle reazioni fotochimiche.
Colori Lo Sfondo Colorato Sfondo Colorato
Il colore percepito attraverso l'occhio umano corrisponde alle lunghezze d'onda non assorbite. In questo modo, il colore è una conseguenza della radiazione elettromagnetica trasmessa.
In questo contesto, il cromoforo rappresenta la parte della molecola responsabile dell'assorbimento delle lunghezze d'onda nel campo del visibile. Ciò che influenza la lunghezza d'onda riflessa e quindi il colore dell'elemento.
L'assorbimento della radiazione UV viene effettuato in base alla lunghezza d'onda ricevuta dalla variazione del livello di energia degli elettroni e dello stato di ricezione: eccitato o basale. In effetti, la molecola acquisisce un certo colore quando cattura o trasmette determinate lunghezze d'onda visibili.
Gruppi cromofori
I cromofori sono organizzati in gruppi funzionali responsabili dell'assorbimento della luce visibile. I cromofori sono normalmente costituiti da doppi e tripli legami carbonio-carbonio (-C = C-): come il gruppo carbonile, gruppo tiocarbonile, gruppo etilene (-C = C-), gruppo imino (C = N), gruppo nitro, gruppo nitroso (-N = O), gruppo azo (-N = N-), gruppo diazo (N = N), gruppo azossi (N = NO), gruppo azometina, gruppo disolfuro (-S = S-) e anelli aromatici come il parachinone e l'ortochinone.
I gruppi cromofori più comuni sono:
- Cromofori etilenici: Ar- (CH = CH) n -Ar; (N≥4)
- Cromofori azoici: -RN = NR
- Cromofori aromatici:
- Derivati del trifenilmetano:
- Derivati dell'antrachinone
- ftalocianine
- Derivati etero-aromatici
I gruppi cromofori presentano elettroni che risuonano a una certa frequenza, che catturano o irradiano continuamente luce. Una volta attaccati a un anello di benzene, naftalene o antracene, aumentano l'assorbimento delle radiazioni.
Tuttavia, queste sostanze richiedono l'incorporazione di molecole di gruppi auxocromici, al fine di rinforzare la colorazione, fissando e intensificando il ruolo dei cromofori.
Meccanismo e funzione
A livello atomico, la radiazione elettromagnetica viene assorbita quando avviene una trasformazione elettronica tra due orbitali di diversi livelli di energia.
Quando sono a riposo, gli elettroni sono in un certo orbitale, quando assorbono energia, gli elettroni vanno a un orbitale più alto e la molecola va in uno stato eccitato.
In questo processo c'è un differenziale di energia tra gli orbitali, che rappresenta le lunghezze d'onda assorbite. In effetti, l'energia assorbita durante il processo viene rilasciata e l'elettrone passa da eccitato alla sua forma originale a riposo.
Di conseguenza, questa energia viene rilasciata in vari modi, il più comune è sotto forma di calore, o rilasciando energia attraverso la diffusione della radiazione elettromagnetica.
Questo fenomeno di luminescenza è comune nella fosforescenza e nella fluorescenza, dove una molecola si accende e acquisisce energia elettromagnetica, andando in uno stato eccitato; Quando si ritorna a uno stato basale, l'energia viene rilasciata attraverso l'emissione di fotoni, cioè irradiando luce.
auxocromi
La funzione dei cromofori è legata agli auxocromi. Un auxocromo costituisce un gruppo di atomi che, accoppiato ad un cromoforo, modificano la lunghezza d'onda e l'intensità di assorbimento, influenzando il modo in cui detto cromoforo assorbe la luce.
Un auxocromo da solo non può produrre colore, ma attaccato a un cromoforo ha la capacità di intensificarne il colore. In natura gli auxocromi più comuni sono i gruppi idrossile (-OH), il gruppo aldeidico (-CHO), il gruppo amminico (-NH2), il gruppo metilmercaptano (-SCH3) e gli alogeni (-F, -Cl, -Br, -IO).
Il gruppo funzionale degli auxocromi ha una o più coppie di elettroni disponibili che, quando attaccati a un cromoforo, modificano l'assorbimento della lunghezza d'onda.
Quando i gruppi funzionali sono direttamente coniugati con il sistema Pi del cromoforo, l'assorbimento si intensifica all'aumentare della lunghezza d'onda che cattura la luce.
Come cambia il colore?
Una molecola ha un colore che dipende dalla frequenza della lunghezza d'onda assorbita o emessa. Tutti gli elementi hanno una frequenza caratteristica chiamata frequenza naturale.
Quando la lunghezza d'onda è di una frequenza simile alla frequenza naturale di un oggetto, è più facilmente assorbita. A questo proposito, questo processo è noto come risonanza.
Questo è un fenomeno attraverso il quale una molecola cattura la radiazione di una frequenza simile alla frequenza del movimento degli elettroni nella propria molecola.
In questo caso interviene il cromoforo, elemento che cattura il differenziale di energia tra i diversi orbitali molecolari che si trovano all'interno dello spettro luminoso, in tal modo la molecola appare colorata perché cattura determinati colori della luce visibile.
L'intervento degli auxocromi provoca la trasformazione della frequenza naturale del cromoforo, quindi il colore si modifica, in molti casi il colore si intensifica.
Ogni auxocromo produce determinati effetti sui cromofori, modificando la frequenza di assorbimento delle lunghezze d'onda da diverse parti dello spettro.
Applicazione
Grazie alla loro capacità di conferire colore alle molecole, i cromofori trovano varie applicazioni nella produzione di coloranti per l'industria alimentare e tessile.
Infatti, i coloranti hanno uno o più gruppi cromoforici che determinano il colore. Allo stesso modo, deve avere gruppi auxocromici che consentono il potenziale e fissano il colore sugli elementi da colorare.
L'industria produttrice di prodotti coloranti sviluppa particolari prodotti sulla base di specifiche specifiche. Sono stati creati un'infinità di coloranti industriali speciali per qualsiasi materia. Resistente a vari trattamenti, inclusa l'esposizione continua alla luce solare e lavaggi prolungati o condizioni ambientali difficili.
Quindi, produttori e industriali giocano con la combinazione di cromofori e auxocromi per progettare combinazioni che forniscano un colorante di maggiore intensità e resistenza a basso costo.
Riferimenti
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