Определение пигмента и химия

Доктор Хельменстин имеет докторскую степень. в области биомедицинских наук и является научным писателем, педагогом и консультантом. Она преподавала научные курсы в средней школе, колледже и аспирантуре.

Пигмент — это вещество, которое имеет определенный цвет, потому что оно избирательно поглощает длину волны света.В то время как многие материалы обладают этим свойством, пигменты для практического применения стабильны при нормальных температурах и обладают высокой окрашивающей способностью, поэтому требуется лишь небольшое количество, чтобы увидеть цвет, когда он используется на предметах или смешивается с носителем. Пигменты, которые либо тускнеют, либо чернеют со временем или при длительном воздействии света, называются летучие пигменты.

Исторические и доисторические пигменты

Самые ранние пигменты поступали из природных источников, таких как древесный уголь и измельченные минералы. Наскальные рисунки палеолита и неолита указывают на сажу, красную охру (оксид железа, Fe₂О₃) и желтая охра (гидратированный оксид железа, Fe₂О₃·ЧАС₂О) были известны доисторическому человеку. Синтетические пигменты стали использоваться еще в до н. э. 2000. Свинцовые белила были получены путем смешивания свинца и уксуса в присутствии углекислого газа. Египетский синий (силикат кальция и меди) получали из стекла, окрашенного малахитом или другой медной рудой. По мере того, как разрабатывалось все больше и больше пигментов, стало невозможно отслеживать их состав.

В 20 веке Международная организация по стандартизации (ISO) разработала стандарты характеристик и испытаний пигментов. Международный индекс цвета (CII) — это опубликованный стандартный индекс, который идентифицирует каждый пигмент в соответствии с его химическим составом. Более 27 000 пигментов проиндексированы в схеме CII.

Краситель и люминесценция

Пигмент представляет собой вещество, которое либо сухое, либо нерастворимое в жидком носителе. Пигмент в жидкости образует суспензию. Напротив, краситель представляет собой либо жидкий краситель, либо растворяется в жидкости с образованием раствора. Иногда растворимый краситель может быть осажден в виде пигмента на основе соли металла. Пигмент, полученный из красителя таким способом, называется озерный пигмент (например, алюминиевое озеро, индиго-озеро).

И пигменты, и красители поглощают свет, создавая определенный цвет. Напротив, люминесценция — это процесс, при котором материал излучает свет.примеры люминесценции включают фосфоресценцию, флуоресценцию, хемилюминесценцию и биолюминесценцию.

Определение пигмента в науках о жизни

В биологии термин «пигмент» определяется несколько иначе, где пигмент относится к любой окрашенной молекуле, обнаруженной в клетке, независимо от того, растворима она или нет. Таким образом, хотя гемоглобин, хлорофилл, меланин и билирубин (как примеры) не соответствуют узкому определению пигмента в науке, они являются биологическими пигментами.

В клетках животных и растений также встречается структурная окраска. Пример можно увидеть в крыльях бабочки или перьях павлина. Пигменты имеют один и тот же цвет независимо от того, как на них смотреть, в то время как структурный цвет зависит от угла обзора. В то время как пигменты окрашиваются в результате избирательного поглощения, структурный цвет возникает в результате избирательного отражения.

Как работают пигменты

Пигменты избирательно поглощают длины волн света. Когда белый свет попадает на молекулу пигмента, происходят различные процессы, которые могут привести к поглощению. Сопряженные системы двойных связей поглощают свет в некоторых органических пигментах. Неорганические пигменты могут поглощать свет за счет переноса электронов. Например, киноварь поглощает свет, передавая электрон от аниона серы (S 2- ) к катиону металла (Hg 2+ ). Комплексы с переносом заряда удаляют большинство цветов белого света, отражая или рассеивая оставшуюся часть, чтобы она выглядела как определенный цвет. Пигменты поглощают или вычитают длину волны, а не добавляют к ней, как это делают люминесцентные материалы.

Спектр падающего света влияет на внешний вид пигмента. Так, например, пигмент не будет иметь тот же цвет под солнечным светом, что и при флуоресцентном освещении, потому что для отражения или рассеяния остается другой диапазон длин волн. Когда представлен цвет пигмента, необходимо указать цвет лабораторного света, использованный для измерения. Обычно это 6500 К (D65), что соответствует цветовой температуре солнечного света.

Оттенок, насыщенность и другие свойства пигмента зависят от других соединений, которые сопровождают его в продуктах, таких как связующие вещества или наполнители. Например, если вы покупаете цвет краски, он будет выглядеть по-разному в зависимости от состава смеси. Пигмент будет выглядеть по-разному в зависимости от того, будет ли его окончательная поверхность глянцевой, матовой и т. д.

Список важных пигментов

Пигменты можно классифицировать в зависимости от того, являются ли они органическими или неорганическими. Неорганические пигменты могут быть на основе металлов, а могут и не быть. Вот список некоторых ключевых пигментов: