Step 14_Chimica

Parlando di colori si parla inevitabilmente anche di chimica, questo perchè esse sono strettamente collegate. I composti chimici, a seconda della loro conformazione molecolare, hanno colorazioni diverse. A tal proposito bisogna citare i gruppi cromofori. Si definisce cromoforo, in senso ampio, un gruppo di atomi capaci di conferire colorazione ad una sostanza. Più specificamente, un cromoforo rappresenta un atomo o gruppo di atomi di una entità molecolare responsabili dell'insorgere di una data banda spettrale a seguito di una transizione elettronica. Ciò è possibile in quanto la configurazione degli orbitali molecolari consente transizioni elettroniche dovute all'assorbimento di radiazione visibile e assorbimento nell'UV non lontano.
In generale si può dire che:

1) Il colore di un composto è strettamente connesso con la presenza di specifici raggruppamenti atomici, dotati di legami in grado di consentire un’elevata mobilità agli elettroni. Questo implica la possibilità di assorbire energia da raggi monocromatici con frequenza compresa nel campo del visibile, cosicché questi gruppi sono portatori di colore nei composti che li contengono e pertanto vengono definiti cromofori.

2) Il colore di un composto è funzione (non lineare e non facilmente prevedibile in teoria) del numero e del tipo dei gruppi cromofori complessivamente presenti nella molecola.

La colorazione è possibile, in generale, sommando i gruppi cromofori:


INCOLORE: Propan-2-one (acetone) – 1 gruppo carbonile >C=O

GIALLO-ARANCIONE: Pentan-2,3,4-trione (trichetopentano) – 3 gruppi carbonile >C=O

GIALLO: Butan-2,3-dione (diacetile) – 2 gruppi carbonile >C=O

Se si vuole ottenere un’effetto eseltato non basta aggiungere gruppi cromofori. Questo perchè il risultato finale non sarà la somma dei singoli effetti che i due gruppi otterrebbero separatamente  causa delle reciproche influenze esercitate. In genere le influenze si annullano solo se i gruppi cromofori sono separati da catene di atomi abbastanza lunghe da impedirle. pertanto de gruppi cromori uguali si esaltano se sono vicini mentre danno effetto pallido se lontani. L'aggiunta di un nuovo gruppo cromoforo a quelli già esistenti può avere spesso due conseguenze opposte:

1. EFFETTO BATOCROMO: Consiste nello spostamento dell'assorbimento verso lunghezze d'onda maggiori ossia verso frequenze minori, per esempio dal viola verso il rosso.

2. EFFETTO IPSOCROMO:  Consiste nello spostamento dell'assorbimento verso lunghezze d'onda minori ossia verso frequenze maggiori, per esempio dal rosso verso il viola.

Per esaltare il colore introdotto dal gruppo cromoforo usiamo un gruppo auxocromo. Questo è un gruppo di per sé incapace di conferire colore, ma capace di potenziare gli effetti di risonanza del gruppo cromoforo e quindi di esaltarne il colore. I gruppi auxocromi più importanti sono quelli amminici e ossidrilici.

Gruppi amminici: ─NH2, ─NHR, ─NR2.

Gruppi ossidrilici: ─OH, ─OR. 

I PIGMENTI

I pigmenti sono quei composti chimici, di composizione più o meno complessa, in grado di impartire,  allo stato finemente suddiviso, opacità e un determinato colore a un prodotto verniciante o a un manufatto in cui siano incorporati. 

I pigmenti sono utilizzati essenzialmente nelle arti pittoriche e si uddividono in

• ORGANICI:  una molecola costituita da atomi di Carbonio in combinazione con atomi di Idrogeno, Azoto ed Ossigeno.
• INORGANICI: Il termine inorganico significa che il pigmento è un minerale, di solito un ossido o un solfuro di uno o più metalli, o di metalli di transizione.
• NATURALI: Il termine naturale indica che la molecola di pigmento è estratta da un minerale, da una pianta o da una sorgente animale presente in natura.
• SINTETICI: il termine sintetico indica che la molecola viene assemblata e anche significativamente modificata mediante un processo chimico industriale.

Sono molti i pigmenti facenti parte della famiglia del giallo. Per citarne alcuni abbiamo il: 

GIALLO CROMO, ovvero un pigmento di origine inorganica, minerale e sintetica, generato dalla combinazione del cromato di sodio o di potassio con l’ossido di piombo da cui si ottiene cromato neutro di piombo. Il giallo cromo presenta varie tonalità che vanno dal giallo chiaro e limone a quelle scure e aranciate. E’ insolubile in acido acetico ma diviene solubile a caldo in soluzioni alcaline. Annerisce all’aria e a contatto con il solfuro di sodio. 

Formula chimica: PbCrO4 - Pbo 69 %, CrO3 31%.

GIALLO DI CADMIO, usato in sostituzione del giallo cromo, in quanto quest'ultimo è un sale del piombo e quindi tossico per l'uomo, è un sale inorganico (il solfuro di cadmio CdS), combinato con l'ossido di zinco; in natura si trova sotto forma di un minerale chiamato greenockite.

La sua formula chimica è: CdS + ZnO.

GIALLO DI TITANIO, ovvero un pigmento di origine inorganica, minerale e sintetica, si tratta di perossido di titanio ottenuto per idrolisi di un sale tetravalente in ambiente di acqua ossigenata e poco acido solforico.

La sua formula chimica è TiO2 * nH2nH2O2.

GIALLO DI ZINCO,  di origine inorganica, minerale e sintetica, e si ottiene aggiungendo una soluzione di bicromato di potassio ad una soluzione di solfato di zinco da cui ne risulta un cromato basico di zinco e potassio. Piuttosto resistente, è solubile in acido cloridrico diluito e parzialmente solubile in acqua.

Formula chimica: ZnCrO4 + K2CrO4

GIALLO DI STRONZIO, è di origine inorganica, minerale e sintetica, si tratta di un cromato di stronzio. E’ solubile in acido cloridrico e nitrico. e ha un discreto potere coprente.

Formula chimica: SrCrO4.

GIALLO DI BARIO, è di origine inorganica, minerale e sintetica e consiste in un cromato di bario ottenuto mediante la precipitazione di una soluzione di cloruro di bario con cromato di potassio. Il pigmento è poco solubile in acqua ma si miscela bene in acidi, non subisce variazioni esposto all’aria e ha un basso potere coprente. 

Formula chimica: BaCrO4.