Bằng lối viết dễ hiểu, sinh động và hấp dẫn, tác giả chẳng những đưa chúng ta đi vào thế giới hóa học và màu sắc, mà còn giúp chúng ta hiểu rõ phân tử của các chất nhuộm màu có cấu tạo như thế nào và cái gì quyết định màu sắc của chúng. Mời các bạn cùng tham khảo phần 1 cuốn sách.
https://fb.com/ebook.sos https://ebooksos.blogspot.com http://ebooksosforum.tk BUYING EBOOKS ON AMAZON , KINDLE Hỗ trợ mua ebook amazon.com, Kindle Giá Rẻ EBOOK SOS giúp bạn mua ebook Amazon với giá rẻ Giá hỗ trợ = 10~20% giá ebook Amazon Ebook Amazon Price support $1.5 ~ 30.000 đ $15 - $30 -> $3.0 ~ 60.000 đ $30 - $50 -> $4.0 ~ 80.000 đ $50 - $70 -> $6.0 ~ 120.000 đ $70 - $100 > $7.0 ~ 140.000 đ > $100 -> 10% giá Amazon Tỷ giá USD/VND theo thời điểm mua Ebook AZW, MOBI, PDF đọc PC, Ipad, kindle, Smartphone Những xuất thông thường giá hỗ trợ ~20% ☞ Email: ebooksos.vn@gmail.com ☞ Inbox: fb.com/ebook.sos K Mục lục Lời nÓL dâu Chuyện ngựa hông, máu xanh màu đỏ Câu vông thấy dược không thấy dược 2.1 2.2 2.3 2.4 Bảng màu họa sĩ cổ Phổ ánh sáng Mặt Trời Hai đầu không thấy cầu vồng thấy Sự hấp thụ chọn lọc ánh sáng Electron trả lời vê màu sác 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 Ánh sáng vừa sòng, vừa hạt Mẫu nguyên tử hạt nhân Tính chất hạt - sóng hạt Các số lượng tử Các obitan electron nguyên tử Electron dự trữ lượng Cấu tạo phân tử màu sác 4.1 Phổ hấp thụ màu chất vô 4.2 Đặc điểm trạng thái rán thuốc nhuộm vô 4.3 Trạng thái electron kim loại, chất bán dẫn, chất điện môi 4.4 Màu kim loại 4.5 Nguyên tử - màu khác 4.6 Phân tử khơng màu mà chất lại có màu 4.7 Màu phân tử phân cực 4.8 Mối liên hệ màu chất với vị trí nguyên tổ hệ thống tuần hoàn 4.9 Các ion cđ màu sác khác kim loại 12 12 14 18 20 24 24 28 32 38 41 43 48 49 53 55 60 64 68 70 72 74 I 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14 4.15 Môi trường tác động đến màu sắc Cơ sở thuyết cấu tạo màu phân tử hữu Cơ chế xuất màu chất Điều khiển màu cáp chất hữu Cấu trúc không gian phân tử Trạng thái thuốc nhuộm dung dịch ’ Màu sấc phục vụ người 104 5.1 "Vì máu đỏ mà cỏ thỉ xanh" 5.2 Sự hài hòa màu sắc 5.3 Fianit 5.4 Ánh sáng bống đen 5.5 Sơn màu ' 5.6 Sơn phát quang 5.7 Bí mật polime đỏ thắm 5.8 Thuốc nhuộm polime 5.9 Hiệu ứng quang điện màng mỏng thuốc nhuộm 5.10 Thuốc giải độc cứu người 5.11 Pin quang điện sở thuốc nhuộm 5.12 Những thuốc màu bảo vệ kim loại 5.13 Những chất chạy nhiệt 5.14 Phân tích phổ < 5.15 Sắc ký "Đại số học hài hòa" màu sấc (Lời b.ạt) ÊỂẾỂÊỂS * ‘ 78 81 86 92 96 99 rt Ï / 104 106 108 111 115 119 120 123 125 126 134 137 140 144 148 160 m •-¿ t -'M Hóa học màu sắc Lịi nói đầu Cuốn sách "HĨA HỌC VÀ MÀU SAC" G.N FADEEV; Nhà xuất Phổ thông, Maxcơva, dề cập tới lỉnh vực rát lý thú hóa học màu sác Bàng lối viết dẻ hiểu, sinh dộng hấp dẫn, tác giả chảng dưa chứng ta di vào thé giói hóa học màu sắc, mà giúp hiểu rõ phản tử chát nhuộm màu có cáu tạo dịnh màu sắc chúng Tác giả làm rõ chát mau sắc chát theo quan diểm cáu trúc hóa học tinh chát hóa học; nêu lên vai trị phản tử màu sinh học, hóa kỹ thuật, hóa phản tích, tượng mà bắt gặp hàng ngày ứng dụng thực té chát có màu nhiều linh vực kỹ thuật khác Chúng mong nhận dược ý kiến bạn dọc xa gàn dể nội dung sách dược hoàn thiện lần tải sau Cấc ý kiến dỏng góp xin dược gửi vè: Nhà xuất Khoa học Kỹ thuật, 70 Trần Hưng Dạo, Hà Nội NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ ỈCĨ' THUẬT Hố£ học màu sắc CHUYỆN NGỰA HồNG, MÁU XANH VÀ LÁ CÂY MÀU Đỏ Trong suốt thời gian dài, cáu thơ tiếng nhà thơ Nga vĩ đại Xergeì Exenin: "Một sáng mai xuân âm vang rộn ră Ta phi trẽn ngựa hòng " gợi lên người đọc hình tượng thi ca tuyệt mỹ, phi thực tế Ai biết thiên nhiên không cổ ngựa hơng Tuy nhiên lại hình ảnh cđ thật, tài nhìn xác nhà thơ Lúc hừng đông, chưa cd Mặt Trời, mà cd tia nắng xuất mặt đất, "ánh bình minh" phủ cảnh vật màu tráng sắc hòng mềm mại Những tia "đỏ" chiếm phàn lớn ánh sáng phản chiếu từ bề mặt màu trắng làm cho ta nhìn thấy màu hồng hay đò nhạt Đấy đặc điểm cảm thụ giới màu sắc Như vậy, màu sắc phụ thuộc vào chỗ chất cd màu gì, mà cốn vào chỗ nd chiếu sáng Chúng ta phân biệt màu sắc chất cd ánh sáng chiếu vào nd Trong bóng tơi, vật đen Do đd muốn hiểu chất màu sác, ta phải biết tính chất tia sáng Những tình tiết hoàn toàn khác lại làm cho tin thành ngữ "máu xanh" cd thể mang nghỉa đen, khơng phải nghĩa bóng Máu loại cá bắt biển co màu sắc không khác máu sinh vật lớn khác Nhưng đáy sâu đại dương cd sinh vật mà máu thể chúng thực cd màu xanh lam Một dại diện loại loài hài sâm Chuyện ngựa hồngr máu xanh pây màụ đổ Sắc tố máu chúng khơng chứa sắt, mà chứa vanađi Chính hợp chất vanađi làm cho chất lỏng loài hải sâm cố màu xanh lam Dưới độ sâu mà chúng ở, lượng oxi nước chúng phải thích nghi với điều kiện Trong thê phát sinh hợp chất Tàm việc" theo cách hoàn toàn khác so với sinh vật sống bàu khơng khí Cấu trúc hợp chất hình thành định màu sắc Các nhà làm vườn trồng hoa khơng lấy làm ngạc nhiên trước tính chất bất thường màu sắc hoa Hoa tuylip màu đen, hoa hồng màu xanh lam màu sắc khác hoa tử đinh hương ta cđ thể thấy triển lãm hoa Và cổ màu lục (bởi chúng cđ chất diệp lục), Cđ thể kể cho bạn loạt mà chúng cđ màu khác: màu hoa cà, màu tím đậm, màu đỏ hay tổ hợp màu màu xanh Những trình xảy dẫn đến tạo thành diệp lục tố màu lục mà cà cấu trúc hđa học chiếm ưu chúng tạo cho cđ vẻ bình thường màu sắc lạ thường Ỏ lại không nhớ lại câu thơ khác Exenin: "Bóng trảng thị Dạo chơi thảm cỏ non xanh màu nước biển " Quyển sách giúp ta giải đáp vấn đề: có màu sắc màu sắc xuất nào, cấu trúc bên phân tử cổ quan hệ với màu sắc chất Sách trình bày sở lý thuyết xuất màu sắc, nguyên nhân thay đổi màu chất trạng thái rắn, hợp chất khác nhau, hỗn hợp dung dịch Sách đặc biệt ý đến tầm quan trọng đặc điểm khác chất cd màu hoạt động người Ngày không ngạc nhiên trước loại sơn phát quang lấp lánh bổng tối, phim màu ảnh màu, Hóa học màu sắc loại vải với màu sác lạ thường Mới ngày chẳng nhìn máy thu hình màu vó tuyến vật kỳ lạ gỉ? Khoa học kỹ thuật đại ngày cho phép thực thiên hướng người tiến đến đẹp, lộng lẫy đầy màu sắc Những thành sàn xuất hđa học, thành tựu ngành khoa học gàn gũi: sinh học, vật lý, y học tác dụng chất bán dản trình quang học tia laze hiểu sở tương tác ánh sáng với phân tử mà kết sinh màu sắc Mục đích sách nđi cấu trúc phân tử mang màu sắc, xét chi tiết điều kiện làm cho phân tử cố màu thay đổi màu Bởi lẽ điều phụ thuộc vào cấu tạo phân tử, vào môi trường xung quanh tác động bên Màu sác, tượng tự nhiên nào, cđ đặc điểm mà cho thuộc lĩnh vực khác khoa học tự nhiên Cho dù có xem xét cách tỉ mỉ bàn chất hda học màu sác, củng không nhớ lại học vật lý nghiên cứu tính chất tia sáng, quang phổ tượng khác cđ liên quan đến vấn đề màu sắc, học sinh học nđi đặc điểm thị giác Bởi lẽ màu sác mà cảm thụ kết quà trình sau: 1) Quá trỉnh tương tác dao động điện từ, tạo tia sáng với phân tử chất; 2) Q trình hấp thụ có chọn lọc sịng ánh sáng đặc điểm cấu trúc phân tử có màu định; 3) Q trình tác động cftc tia sáng phản chiếu hay xuyên qua chất lên võng mạc hay lên dụng cụ quang học có khả nâng phân biệt màu sắc Vỉ trước tiên sách trỉnh bày tính chất ánh sáng quy luật tương tác ánh sáng với chất 89 Hóa học màu sàc chứa electrón n nên đo gần gũi liên kết nàv, đám mây 71 "che phủ hình thành hệ thống liên hợp electrón 71 Điêu đánh dấu đường chấm chấm nguyên tử Do đo trường hợp "che phủ nhau", điện tích nguyên tử, mà mật độ electrón liên kết củng đêu bị biến đổi Các nguyên tử nối liền liêíi kết mà đơi giống liền kết đỏi, nghĩa đám mây electrón 71 san bàng điểm khác liên kết (nếu nguyên tử nguyên tử co' mạch gồm nho'm CH Ị, đám mây electrón 7Z khơng che phủ liên hợp bị phá hủy) Sự khơng định vị electrón 71 benzen hiđrocacbon thơm khác dẫn đến chỗ công thức bình thường có liên kết đơi trở nên vơ nghĩa Vì nhân benzen kỹ hiệu hĩnh sáu cạnh cđ vòng tròn giữa, co' đường chấm chấm nối liền nguyên tử Còn co' điểm hệ thống liên kết liên hợp: mạch liên kết dài thỉ dịch chuyển electrón 71 xảy dễ Khi dài đến mức đo' thỉ photon ánh sáng trơng thấy cđ thể chuyển electrón 71 sang trạng thái kích thích (hình 29) Chẳng hạn chất gây màu cà chua licopin, cố màu da cam đỏ vỉ mạch liên kết đơn đơi xen kẽ bị kích thích tia lam - chàm co' bước so'ng 480 - 510 nm: CH3 ỌH CH3 - C=CH - CH2 - CH2( - C=CH - CH=CH- ) CH3 - (- CH=C - CHsCH- )3 - CH=C - CH3 Điều trình bày độ linh động electrón JI hai nguyên tử cacbon cấu trúc có liên kết n cacbon nitơ, hai nguyên tử nitơ, v.v Khi nằm hệ Cấu tao phản tú màu sắc 90 liên kết Hên hợp, chủng hỗ trợ cho độ linh động electron 71 kéo dài mạch liên hợp đ ó Hình 29 Khi cỏ hiệu img liên hợp, nàng lượng phán tử phức tạp lắc buộc, có thề tnwcn từ liên kết nàx sang liên kết khác, ví dụ từ liên kết 2-3 (a) sang liên kết 1-2 (b) Sự có mặt hệ electron linh động làm cho phân từ dễ dàng chuyển sang trạng thái kích thích Các phân tử chất trạng thái kích thích trạng thái khơng kích thích khác Sự chuyển sang trạng thái kích thích đôi với phân bố lại mật độ electron: nơi phân tử, số electron trờ nên (chúng rời khỏi điểm này), cịn nơi khác, số electron lại nhiều Tại điểm mà electron rời khòi, xuất điện tích dương mà phân tử trạng thái khơng kích thích khơng cd Tại nơi mà mật độ electron tâng lên xuất điện tích âm Như xảy phân cực phân tử Cường độ hấp thụ ánh sáng xuất màu chất phụ thuộc chủ yếu vào độ dịch chuyển dễ dàng electron 71 tương tác với lượng tử ánh sáng Việc dịch chuyển dễ dàng ị trạng thái bình thường khơng kích thích phân tử đầ có dịch chuyển electron từ nguyên tử sang nguyên Hóa học màu sắc 91 tử khác Nói cách khác phân tử có phân cực đo' Do mà hiệu số mức nãng lượng trạng thái trạng thái kích thích giảm xuống Nãng lượng cần để kích thích trở nên bé Sự chuyển dễ dàng phân tử sang trạng thái kích thích tạo điêu kiện cho hấp thụ có chọn lọc lượng tử nàng lượng ánh sáng co' bước so'ng nằm miền trông thấy phổ Đối với benzen, anilin nitrobenzen, lượng tử chúng hấp thụ nằm miền tử ngoại: benzen anilin nitrobenzen Ả cực đai = 255nm; Ằ cực đại = 282nm; Ả cực đại = 268nm Những hợp chất thấy không màu, chúng cd vòng liên kết liên hợp nho'm trợ màu: - NHi - NO^ Nho'm trợ màu thứ có khả nâng dịch chuyển cặp electron tự nitơ nhổm phía vịng benzen (hình 30), cịn nho'm thứ hai hút electron 71 vịng phía no' Khi nho'm có mặt hợp chất para- nitroanilin H2N hệ electron bị chuyển dịch từ nhóm amin sang nho'm nitro Kết chất trở nên co' khả hấp thu với mức độ đáng kể tia vùng trông thấy co' màu vàng Như khả nâng phân cực tầng lên, phân tử cổ mạch liên kết mà electron co' thể di chuyển dễ dàng Khà tăng lên mạnh, ò hai đâu mạch nguyên tử - CH = CH - CH = CH- có nhừng nhóm làm cho electron dịch chuyển dễ dàng Xu hướng phân cực tác dụng xạ điện từ tính chất chung tất chất Sự co' màu cường độ nd phụ thuộc vào độ dễ phân cực phân tử Thế đa số phân tử lại đòi hỏi lượng tử có nâng lượng lớn - ánh sáng tử ngoại 92 Cấu tạo phân tú màu sắc Trong số hợp chất hữu cơ, chất có màu chất mà phân tử chúng -0}03 có khả phân cực tác dụng lượng tử nhỏ thuộc ánh sáng +0,06 0,01 (V trông thấy cd lượng đủ để kích thích electron Vậy tất cà biến đổi cấu -0,03 trúc mà không phá vỡ cấu tạo phẳng phân tử, thúc đẩy dịch chuyển hệ electron 71 phân tử, Hình 30 Sự phân bố mật độ electron phân từ anilin phân cực phân tử xuất Những số nguvên từ cách phân bố cố định điện tích cho thấy phần điện tích cùa dương âm làm cho phân tử electron, sỗ bên dễ chuyển sang trạng thái kích thích vịng ký hiệu chiều dài ciìa tác dụng lượng tử ánh liên kết sáng trông thấy, nghĩa tạo điều kiện cho xuất màu Bạn đọc tha lỗi cho tác già viết câu dài nặng nề này, lại chứa đựng bàn chất chế xuất màu chất hữu - 4.13 Điều khiến màu chất hùu co nhu nào? Người ta biết không nhiều thuốc nhuộm hữu tự nhiên, vẻn vẹn cd vài chục Còn lại thuốc nhuộm điều chế nhân tạo, ngày cd tới vài nghìn chất Những thuốc nhuộm nhà hda học Anh w Perkin điều chế năm 1856, bàng cách oxi hda hỗn hợp anilin gàn lúc với ông, Varsava, giáo sư J.Natanson bàng phương pháp hda học tách thuốc nhuộm màu đỏ cd tên gọi íucxin, vỉ màu nd giống màu hoa íucxia Trong vòng 120 nãm, nhờ phát triển vũ bão hóa học cồng nghiệp, nhà nghiên cứu biết tổng hợp cd mục đích thuốc nhuộm tạo thuốc nhuộm cd chất lượng biết trước * Hóa học màu sắc 93 Màu hợp chất hữu định hấp thụ ánh sáng trông thấy phụ thuộc vào độ chuyển dễ dàng sang trạng thái kích thích electron n hệ liên kết liên hợp Do biến đổi phân tử động chạm đến trạng thái electron phàn ánh màu Đấv hướng đạo tạo chất co' màu Có thể biến phân tử khơng màu có chứa mạch liên hợp thành phân tử co' màu, làm cho bị ion hóa Chẳng hạn thêm bazơ vào p- nitrophenol không màu: ta co' thể điều chế p- nitrophenol co' màu vàng Nhiều người biết rõ phản ứng định tính cation nhôm phản ứng điêu chế hợp chất màu dỏ với alizarin Phương pháp xác định cation Ap+ dung dịch dựa ion h.đa alizarin: OH 94 Cấu tạo phân tủ màu sắc Đa số phân tử thuốc nhuộm hữu cổ cấu tạo cho phép gọi chúng muổi nội Các aminoaxit củng có khả cấu tạo Các bạn nhớ chúng có hai nhóm cố tính chất đối lập nhau: nhóm amin - NH2 co' tính bazơ co' khả kết hợp với cation H+ (như bazơ) nhòm cacboxyl-COOH axit, tách H+ Trong trường hợp phân tử amioaxit bị ion hóa: o o h 2n - c h 2- c ^ -* n h 2- c h 2- c * + H+ \ \ OH 0cation hiđro bị tách cđ thể kết hợp vào nhổm amin, ta "muối nội" +NH3 - CH2 - C 007 đo' cò điện tích ngược nằm phần khác phân tử Đây đặc điểm cấu tạo đa số thuốc nhuộm: Õ 3S — N = N— - NH3 Như vậy, ion hóa phân tử thực phương thức làm tâng cường độ màu, ion hóa dịch chuyển electron hệ liên kết liên hợp tảng cường Các phương thức ion ho'a phân tử khác Phương thức phổ biến có lẽ phương thức thay đổi độ axit môi trường Người ta sử dụng phương thức nhuộm vài cách thay đổi môi trường, chuyển thuốc nhuộm từ dạng sang dạng khác Trong thực tế hda học, phổ biến rộng râi việc dùng chất thị có màu thay đổi theo môi trường Phương thức thay đổi màu thuốc nhuộm hữu hữu hiệu khác tạo muối Nếu cation kim loại thê' hiđro nhđm-OH, màu trở nên sâu hơn, ví dụ quinazarin, màu chuyển từ đị đến tím Hóa học màu sắc Đỏ 95 TÍ m Nếu tự tạo muối xảy kết hợp vào nhđm amin biến thành NH 3, màu trở nên cao chí hồn tồn Sự tương tác với ion kim loại dẫn tới việc tạo thành phức chất bền Những ion thường thường ion nguyên tố chuyển tiếp Kim loại xâm nhập vào phân tử bàng cách tạo thành với nguyên tử phân tử liên kết hda trị bình thường, cịn với ngun tử liên kết phối tri Thực chất dạng liên kết chỏ ion kim loại thỉ sử dụng obitan d trống để liên kết, nguyên tử (thường N hay O) đưa cặp electron tự để liên kết Hình thành dạng phối trí mà đd cặp electron tự hệ phân tử "bị kéo" vào lớp vỏ electron nguyên tử Nếu việc làm thay đổi đáng kể trạng thái electron phân tử màu bị thay đổi theo Alizarin màu vàng tạo phức chất cd màu khác nhau: Fe3+ lon Cr3* A13+ Màu tím đỏ nâu Cịn tạo thành phức chất không làm thay đổi lớp vỏ electron nguyên tử tham gia vào hệ liên kết liên hợp điều khơng ảnh hưởng màu Cẩu tạo phân tủ màu sắc 96 Chẳng hạn thuốc nhuộm azo màu vàng: NO, HO - c = 0 2N ho - c = sau tác dụng với muối kim loại, có màu vàng cũ Nhờ electron tự nguyên tử oxi nhổm cacboxyl, liên kết phối trí phân tử với ion kim loại phát sinh không tham gia dịch chuyển electron 71 hệ liên hợp 4.14 Cấu trúc không gian phân tú Trong phần trước, bàn phụ thuộc màu vào trạng thái hệ electron, giả định dịch chuyển electron 71 tất trường hợp xảy cách dễ dàng dọc theo toàn hệ liên kết liên hợp phân tử Trong thực tế điều cd thể có trường hợp tất liên kết phân tử nhiều nằm mặt phảng thân phân tử cổ cấu tạo phảng Còn nguyên nhân đđ, phân tử co' hình dạng s • Hình 31 Dạng khơng gian khác n/ưm phân ỉử 97 Hóa học màu sắc khác (hình 31), phận đị quay khỏi mặt phảng tương tác đám mây electron JI bị phá hủy Điều dẫn đến làm gián đoạn phàn hoàn toàn mạch liên hợp Trong số hai phân tử nêu phân tử có màu, cịn phân tử khơng cổ màu: Vàng Khơng màu Vì cấu trúc thứ hai, có khả quay tự xung quanh liên kết nối liền hai vòng naphtalen nên hệ liên kết liên hợp bị phá hủy Các nửa phân tử có mạch ngắn hai để kích thích electron 71 càn có photon xạ tử ngoại Đơi hồn tồn không xảy phá hủy hệ liên kết liên hợp, nhổm lớn đo' đưa vào phân tử cát nđ phải cong, phải xoắn đổ Ví dụ đưa vào phân tử thuốc nhuộm: nhịm izopropyl lớn như: H3C -Ç H U ch3 (Ầ cực đại = 475nm) 98 Cấu tạo phán tủ màu sắc màu thực tế đi, sắc vàng lớt phớt (Acl]c đ a ị = 420 nm) Nằm cạnh vòng benzen, nhịm - CH(CH3)-> đưa vào ép nhóm - N(CH3)2 "ấn" nổ khỏi mặt phảng Các electron tự ngun tử nitơ khơng cịn tương tác mạnh với hệ vịng benzen Vì dịch chuyển electron khỏi nitơ bị yếu toàn phân cực phân tử bị phá hủy Sự thay đổi màu liên quan với tính càn thiết phải nằm hoàn toàn mặt phẳng phân tử giải thích bàng đặc điểm electron 71 Các đám mây electron chúng đối xứng trục nối liền tâm nguyên tử, nghĩa chúng nằm "phía trên" "phía dưới" trục với khoảng cách Các đám mây electron 71 định hướng song song với nhau, che phủ chúng đạt mức lớn toàn phân tử phảng Khi đám mây electron 71 bao trùm toàn phân tử thành lớp liên tục nước để mặt (hình 32) Sự méo md mặt phẳng phân tử làm phá vỡ tính song song "hình số tám" làm giảm mức độ che phủ chúng Tương tác electron 71 thay đổi khả dịch chuyển chúng theo mạch liên kết liên hợp C? ~ ^ Hình 32 Cấu hình khơng gian phân từ (các mơ hình Stuart Brigleh): a- elan; b- benzen (các đám mây electron 71 bao trùm tồn phân tử thành lớp đặn) Hóa học màu sắc 99 giảm xuống Màu hợp chất tăng cao, nghĩa chất hấp thụ sđng ngắn Trong trường hợp thay đổi hình dạng phân tử xảy mà khơng làm phá vỡ đáng kể cấu hình phảng nd, màu khơng chí cịn co' thể trở nên sâu Tình trạng co' thể cố go'c hướng liên kết nguyên tử thay đổi Khi che phủ electron 71 không bị phá vỡ nhiều, vỉ trục đám mây electron chúng song song Màu co' thể trở nên sâu hơn, (khi go'c liên kết bị thay đổi) phân tử xuất sức căng mức lượng trạng thái bàn tiến gàn đến mức trạng thái kích thích Sự khác mức giàm xuống Do đo' để chuyển phân tử sang trạng thái kích thích cần phải co' lượng tử co' lượng bé hơn, nằm gần miền đỏ phổ 4.15 Trạng thái thuốc nhuộm dung dịch Tất thuốc nhuộm hữu có cấu trúc phức tạp mà xét chúng lại xa chương trình phổ thơng Chỉ co' thuốc nhuộm mà ta co' gặp học ho'a học phổ thông: chất quỳ, phenolphtalein, metyl da cam Co' lẽ tất co' Nhưng tác giả phải đưa thêm vào chắt xanh metylen, chất "lơ" chất sử dụng giặt giũ để làm cho quần áo trắng co' sấc xanh lơ Trước kia, trước thời cđ bút bi, ta gặp trường học, no' co' thành phần mực xanh mực tím Đặc điểm thuốc nhuộm co' khả màu ánh sáng lại co' màu bo'ng tối, tạo dung dịch có màu sắc khác tùy t heo điều kiện mà tồn Các thuốc nhuộm tiazin, đo' cò xanh metylen, muối, đo' thuóc nhuộm nằm trực tiếp dạng cation, anion clo Thuốc nhuộm co' thể tồn ỏ dạngcation monome (Mr+), dạng catior đime (Mrff ) co' cực đại sau phổ hấp thụ: Cấu tạo phãn tủ màu sắc 100 620 667 nm Phổ chung 665 nm Monome 605 680 nm Dime Năng lượng liên kết cation monome phân tử đime xanh metylen 2,5 kel/mol Tương quan dạng monome dạng đime thuốc nhuộm phụ thuộc vào loạt yếu tố: nhiệt độ nồng độ thuốc nhuộm, khả nàng phân tán dung môi, thành phàn môi trường ion Sự phụ thuộc độ cao tương đối cực đại monome cực đại đime vào nhiệt độ (hình 33, 34) cho thấy nhiệt phân thuận nghịch ion đime Liên kết liên phân tử chúng với thực lực phân tán, chúng cò thể đạt đại lượng lớn phân tử thuốc nhuộm có nhiều nguyên tử Có sở xác đáng ion phân tử đime co' tạo liên kết hiđro Sự đime hđa bắt đầu nồng độ thuốc nhuộm 10“4 mol/1 Cực đại ion đime bị dịch chuyển phía sđng ngắn 50 nm so với r2>ĩ, B Hình 33 Ảnh hường: a - nhiệt độ (1) 3Ọ°C, Hình 34 Phân phân từ có lượng (2) 90°cvà b- độ axỉt má trường đên trạng thái màu thuốc nhuộm Eị cao tăng lên đun nóng từ nhiệt dộTi đến 72 Hóa học màu sắc 101 cực đại monome Đối với thuốc nhuộm tiazin, ta thấy ion đime có hai cực đại nầm hai bên cực đại monome Trong phổ chung (hình 33) tất ba cực đại (một monome hai đime) chồng lên làm hình thành hoậc cực đại mới, điểm uốn Nồng độ thuốc nhuộm (theo nguyên lý Le Chatelier) thành phàn ion môi trường ảnh hưởng đến chuyển dịch cân bằng: 2Mr+ Mr^+ Khi tăng nồng độ thuốc nhuộm dung dịch nước thỉ xảy tập hợp tiếp thuốc nhuộm thành trime tập hợp lớn Trường hợp thêm kiềm vào cường độ cực đại phổ giảm xuống (hỉnh 33) Khi tương quan tổ hợp thuốc nhuộm, màu nđ bị thay đổi Đồng thời màu thay đổi phía hấp thụ sóng dài Tương quan thuốc nhuộm phụ thuộc vào môi trường ion (nghĩa hàm lượng chất điện ly dung dịch), mà cịn vào tính chất thân dung mồi Muốn xác định trạng thái thuốc nhuộm, ta cần phải biết cấu hình electron chúng (nói khác phân bố mật độ electron toàn cấu trúc chúng) ảnh hưởng dung mơi đến phân bố điện tích electron phân tử thuốc nhuộm Ĩ tính chất quan trọng dung môi khả phân tán chúng Liên kết phân tử thực lực phân tán, thuốc nhuộm xanh metylen chúng cd thể đạt đại lượng lớn kích thước cation thuốc nhuộm lớn Nếu khả phân cách dung mơi lớn nổ làm giảm độ kết dính ion thuốc nhuộm đổ ảnh hưởng đến chuyển dịch cân bàng, ví dụ đến tương quan giưa monome đime dung dịch thuốc nhuộm Những nghiên cứu tiến hành cho phép xác định cách định lượng ảnh hưởng dung mối pyriđin etanol đến trạng thái thuốc nhuộm Trong rượu etylic, nhiệt độ phòng (gần 20°C) 102 Cấu tạo phân tủ màu săc đime hóa thuốc nhuộm xanh metylen thực tế không co' Cực đại tương ứng với đime thực tế biến mất: no' biến thành điểm uốn Khi Dăng chàm Hình 35 Cóc phố dạng chàm dạng đỏ cìưi xanh metvl dimg môi khác nhau: nước (1); axeton (2); etanol (3); đioxan (4); pyriđin (5); cacbon tetraclorua (6); metanoỉ (7); butanol (8) ĩ 103 Hóa học màu sắc màu dung dịch thuốc nhuộm bị thay đổi Do đo' trạng thái thuốc nhuộm dung dịch thực tế chịu tác dụng nhân tô trường hợp phân tử vô co' màu Nhiệt độ định trạng thái tinh thể trạng thái tập hợp phân tử (hình 34 ) Dộ axit môi trường, nghĩa hàm lượng cation hiđro, ảnh hưởng đến trạng thái phân tử dung dịch, phân bố mật độ electron phân tử bị thay đổi Tương tác dung môi thuốc nhuộm thay đổi theo độ phân cực dung môi điều co' ảnh hưởng đến màu dung dịch (hình 35) I ... b.ạt) ÊỂẾỂÊỂS * ‘ 78 81 86 92 96 99 rt Ï / 10 4 10 6 10 8 11 1 11 5 11 9 12 0 12 3 12 5 12 6 13 4 13 7 14 0 14 4 14 8 16 0 m •-¿ t -'M Hóa học màu sắc Lịi nói đầu Cuốn sách "HĨA HỌC VÀ MÀU SAC" G.N FADEEV; Nhà... 10 '10 10 *8 10 '6 lể 2Ằ 1? ?? 10 2Ằ 10 ~4 10 ' 1? ??im 10 2 j*m 10 2 10 4 1? ?6 1cm 10 cm f0 2m 10 % 1? ?? ị 1? ??w c/n 10 /77 1? ??% X I_I -1 - 1- 1 - 1- i -I 1- ' - » «-' *-* - ■ - ? ?1 J 7 “ $ Hình Thang xạ điện lừ:... 60 64 68 70 72 74 I 4 .10 4 .11 4 .12 4 .13 4 .14 4 .15 Môi trường tác động đến màu sắc Cơ sở thuyết cấu tạo màu phân tử hữu Cơ chế xuất màu chất Điều khiển màu cáp chất hữu Cấu trúc không gian phân