Definícia pigmentu a chémia

Čo sú pigmenty a ako fungujú

fotograf zátišia / Getty Images

Pigment je látka, ktorá má určitú farbu, pretože selektívne absorbuje vlnová dĺžka svetla. Zatiaľ čo mnohé materiály majú túto vlastnosť, pigmenty s praktickými aplikáciami sú stabilné pri normálnych teplotách a majú vysokú tónovaciu silu, takže pri použití na predmetoch alebo zmiešaní s nosičom stačí len malé množstvo na videnie farby. Pigmenty, ktoré buď vyblednú alebo sčernejú v priebehu času alebo pri dlhšom vystavení svetlu, sa nazývajú prchavé pigmenty .

Historické a prehistorické pigmenty

Najstaršie pigmenty pochádzali z prírodných zdrojov, ako je drevené uhlie a mleté ​​minerály. Jaskynné maľby z paleolitu a neolitu naznačujú sadze, červený okr (oxid železa, Fe_dvaO₃) a žltý okr (hydratovaný oxid železitý, Fe_dvaO₃·H_dvaO) boli známe pravekému človeku. Syntetické pigmenty sa začali používať už pred n. l. 2000. Biele olovo sa vyrábalo zmiešaním olova a octu v prítomnosti oxidu uhličitého. Egyptská modrá (kremičitan vápenato-meďnatý) pochádza zo skla farbeného malachitom alebo inou medenou rudou. Ako sa vyvíjalo stále viac pigmentov, bolo nemožné sledovať ich zloženie.

V 20. storočí Medzinárodná organizácia pre normalizáciu (ISO) vyvinula normy pre charakteristiky a testovanie pigmentov. Colour Index International (CII) je publikovaný štandardný index, ktorý identifikuje každý pigment podľa jeho chemického zloženia. V schéme CII je indexovaných viac ako 27 000 pigmentov.

Farbivo a luminiscencia

Pigment je látka, ktorá je buď suchá, alebo iná nerozpustný v jeho tekutom nosiči. Pigment v tekutej forme pozastavenie . Na rozdiel od toho je farbivo buď tekuté farbivo, alebo sa rozpúšťa v kvapaline aby sa vytvorilo riešenie . Niekedy sa môže rozpustné farbivo vyzrážať do pigmentu soli kovu. Pigment vyrobený z farbiva týmto spôsobom sa nazýva a jazerný pigment (napr. hliníkové jazero, indigové jazero).

Pigmenty aj farbivá absorbujú svetlo, aby mali určitú farbu. Naproti tomu luminiscencia je proces, pri ktorom materiál vyžaruje svetlo. príklady luminiscencie zahŕňajú fosforescencie , fluorescencia chemiluminiscencia a bioluminiscencia.

Definícia pigmentu v biologických vedách

V biológii je pojem „pigment“ definovaný trochu inak, pričom pigment označuje akúkoľvek farebnú molekulu nachádzajúcu sa v bunke, bez ohľadu na to, či je alebo nie je rozpustná. Takže aj keď hemoglobín, chlorofyl , melanín a bilirubín (ako príklady) nezodpovedajú úzkej definícii pigmentu vo vede, sú to biologické pigmenty.

V živočíšnych a rastlinných bunkách sa vyskytuje aj štrukturálna farba. Príkladom môžu byť motýlie krídla alebo pávie perá. Pigmenty majú rovnakú farbu bez ohľadu na to, ako sa na ne pozerajú, zatiaľ čo štrukturálna farba závisí od uhla pohľadu. Zatiaľ čo pigmenty sú zafarbené selektívnou absorpciou, štrukturálna farba je výsledkom selektívneho odrazu.

Ako fungujú pigmenty

Pigmenty selektívne absorbujú vlnové dĺžky svetla. Keď biele svetlo zasiahne molekulu pigmentu, existujú rôzne procesy, ktoré môžu viesť k absorpcii. Konjugované systémy dvojitých väzieb absorbujú svetlo v niektorých organických pigmentoch. Anorganické pigmenty môžu absorbovať svetlo prenosom elektrónov. Napríklad rumělka absorbuje svetlo a prenáša elektrón z aniónu síry (S^dva-) na katión kovu (Hg²⁺). Komplexy prenosu náboja odstraňujú väčšinu farieb bieleho svetla, zvyšok odrážajú alebo rozptyľujú späť, aby sa javili ako určitá farba. Pigmenty absorbujú alebo uberajú vlnové dĺžky a nepridávajú sa k nim ako luminiscenčné materiály.

The spektrum dopadajúceho svetla ovplyvňuje vzhľad pigmentu. Takže napríklad pigment nebude pod slnečným žiarením vyzerať úplne rovnakej farby ako pri fluorescenčnom osvetlení, pretože je ponechaný iný rozsah vlnových dĺžok na odraz alebo rozptýlenie. Keď je znázornená farba pigmentu, musí sa uviesť farba laboratórneho svetla použitá na meranie. Zvyčajne je to 6500 K (D65), čo zodpovedá farebnej teplote slnečného svetla.

Odtieň, sýtosť a ďalšie vlastnosti pigmentu závisia od iných zlúčenín, ktoré ho sprevádzajú v produktoch, ako sú spojivá alebo plnivá. Napríklad, ak si kúpite farbu farby, bude vyzerať odlišne v závislosti od zloženia zmesi. Pigment bude vyzerať inak v závislosti od toho, či je jeho konečný povrch lesklý, matný atď.

Zoznam významných pigmentov

Pigmenty možno klasifikovať podľa toho, či sú organické alebo anorganické. Anorganické pigmenty môžu alebo nemusia byť na báze kovu. Tu je zoznam niektorých kľúčových pigmentov:

Kovové pigmenty

• Kadmiové pigmenty: kadmiová červená, kadmiová žltá, kadmiová oranžová, kadmiová zelená, sulfoselenid kadmia
• Chrómové pigmenty: chrómová žltá, viridián (chrómová zelená)
• Kobaltové pigmenty: kobaltová modrá, kobaltová fialová, blankytná modrá, aureolín (kobaltová žltá)
• Medené pigmenty: azurit, egyptská modrá, malachit, parížska zelená, hanská fialová, hanská modrá, meď, ftalokyanínová zelená G, ftalokyanínová modrá BN
• Pigmenty oxidu železitého: červený okr, benátska červeň, pruská modrá, sangvinik, caput mortuum, oxid červený
• Olovené pigmenty: olovo červená, olovnatá beloba, kremnitzová beloba, neapolská žltá, olovnato-cínová žltá
• Mangánový pigment: mangánová fialová
• Ortuťový pigment: rumelkový
• Titánové pigmenty: titánová biela, titánová čierna, titánová žltá, titánová béžová
• Zinkové pigmenty: zinková beloba, ferit zinku

Iné anorganické pigmenty

• Uhlíkové pigmenty: sadze, slonovinová čerň
• Ílové zeminy (oxidy železa)
• Ultramarínové pigmenty (lapis lazuli): ultramarín, ultramarínová zeleň

Organické pigmenty

• Biologické pigmenty: alizarín, alizarín karmínový, gamboge, košenila červeň, madder, indigo, indická žltá, tyrská fialová
• Nebiologické organické pigmenty: chinakridón, purpurová, diarylidová žltá, ftalomodrá, ftalozelená, červená 170