Definirea pigmentului și chimie

Un pigment este o substanță care apare cu o anumită culoare, deoarece absoarbe selectiv lungimea de undă a luminii. În timp ce multe materiale posedă această proprietate, pigmenții cu aplicații practice sunt stabile la temperaturi normale și au o rezistență ridicată la vopsire, astfel încât este nevoie doar de o cantitate mică pentru a vedea culoarea atunci când este folosită pe obiecte sau amestecată cu un purtător. Se numesc pigmenți care se estompează sau se înnegresc în timp sau cu expunere extinsă la lumină pigmenți fugari.

Pigmenți istorici și preistorici

Primii pigmenți provin din surse naturale, cum ar fi cărbunele și mineralele măcinate. Picturile peșterii paleolitice și neolitice indică negru de carbon, ocru roșu (oxid de fier, Fe₂O₃), și ocru galben (oxid de fier hidratat, Fe₂O₃· H₂O) erau cunoscute omului preistoric. Pigmenții sintetici au intrat în uz încă de la B.C.E. 2000. Plumbul alb a fost obținut prin amestecarea plumbului și a oțetului în prezența dioxidului de carbon. Albastrul egiptean (silicat de cupru de calciu) provenea din sticlă colorată folosind malachit sau alt minereu de cupru. Pe măsură ce tot mai mulți pigmenți au fost dezvoltați, a devenit imposibil să urmărim compoziția lor.

În secolul XX, Organizația Internațională pentru Standardizare (ISO) a elaborat standarde pentru caracteristicile și testarea pigmenților. Color Index International (CII) este un indice standard publicat care identifică fiecare pigment în funcție de compoziția sa chimică. Peste 27.000 de pigmenți sunt indexați în schema CII.

Colorant și luminiscență

Un pigment este o substanță care este fie uscată, fie insolubilă în purtătorul său lichid. Un pigment în lichid formează o suspensie. În schimb, un colorant este fie un colorant lichid, fie altfel se dizolvă într-un lichid pentru a forma o soluție. Uneori, un colorant solubil poate fi precipitat într-un pigment cu sare metalică. Un pigment obținut dintr-un colorant în acest mod se numește a pigment de lac (de exemplu, lac de aluminiu, lac indigo).

Atât pigmenții cât și coloranții absorb lumina pentru a apărea o anumită culoare. În schimb, luminiscența este un proces prin care un material emite lumină. exemple de luminiscență includ fosforescența, fluorescența, chemiluminiscența și bioluminescența.

Definirea pigmentului în științele vieții

În biologie, termenul "pigment" este definit într-un fel diferit, unde un pigment se referă la orice moleculă colorată găsită într-o celulă, indiferent dacă este sau nu solubil. Deci, deși hemoglobina, clorofila, melanina și bilirubina (ca exemple) nu se potrivesc definiției restrânse a pigmentului în știință, sunt pigmenți biologici.

În celulele animale și vegetale, apare și culoarea structurală. Un exemplu poate fi văzut în aripi de fluture sau pene de păun. Pigmenții sunt de aceeași culoare, indiferent de modul în care sunt priviți, în timp ce culoarea structurală depinde de unghiul de vizualizare. În timp ce pigmenții sunt colorați prin absorbție selectivă, culoarea structurală rezultă din reflectarea selectivă.

Cum funcționează pigmenții

Pigmenții absorb în mod selectiv lungimile de undă ale luminii. Când lumina albă lovește o moleculă de pigment, există diferite procese care pot duce la absorbție. Sistemele conjugate de legături duble absorb lumina în unele pigmenți organici. Pigmenții anorganici pot absorbi lumina prin transfer de electroni. De exemplu, vermilion absoarbe lumina, transferând un electron din anionul cu sulf (S^2-) la un cation metalic (Hg²⁺). Complexele de transfer de sarcină elimină majoritatea culorilor de lumină albă, reflectând sau împrăștiate înapoi restul pentru a apărea ca o anumită culoare. Pigmenții absorb sau scad lungimile de undă și nu se adaugă la ei așa cum fac materialele luminiscente.

Spectrul luminii incidente afectează aspectul unui pigment. Așadar, de exemplu, un pigment nu va apărea în aceeași culoare sub lumina soarelui ca la lumina fluorescentă, deoarece o gamă diferită de lungimi de undă este lăsată să fie reflectată sau împrăștiată. Când este reprezentată culoarea unui pigment, trebuie să fie indicată culoarea de lumină de laborator folosită pentru a lua măsurarea. De obicei, aceasta este de 6500 K (D65), ceea ce corespunde temperaturii de culoare a luminii solare.

Nuanța, saturația și alte proprietăți ale unui pigment depind de alți compuși care îl însoțesc în produse, precum lianți sau umpluturi. De exemplu, dacă achiziționați o culoare de vopsea, aceasta va apărea diferită în funcție de formularea amestecului. Un pigment va arăta diferit în funcție de dacă suprafața finală este lucioasă, mată, etc. Toxicitatea și stabilitatea unui pigment sunt afectate și de alte substanțe chimice din suspensia pigmentului. Acest lucru este de îngrijorare pentru cernelurile pentru tatuaje și purtătorii acestora, printre alte aplicații. Mulți pigmenți sunt foarte toxici la propriu (de ex. Alb de plumb, verde crom, portocaliu molibdat, alb antimoniu).

Lista pigmenților importanți

Pigmenții pot fi clasificați în funcție de faptul dacă sunt organici sau anorganici. Pigmenții anorganici pot fi sau nu pe bază de metal. Iată o listă a unor pigmenți cheie:

Pigmenți metalici

• Pigmenți de cadmiu: roșu de cadmiu, galben de cadmiu, portocaliu de cadmiu, verde de cadmiu, sulfoselenid de cadmiu
• Pigmenți crom: galben crom, viridian (verde crom)
• Pigmenți de cobalt: albastru de cobalt, violet de cobalt, albastru cerulean, aureolină (galben de cobalt)
• Pigmenți de cupru: azurit, albastru egiptean, malachit, verde Paris, violet Han, albastru Han, verdigris, ftalocianină verde G, albastru ftalocianină BN
• Pigmenți de oxid de fier: ocru roșu, roșu venețian, albastru prusian, sanguine, caput mortuum, roșu de oxid
• Pigmenți de plumb: roșu de plumb, alb de plumb, alb cremnitz, galben Napoli, galben de plumb
• Pigment de mangan: violet de mangan
• Pigment de mercur: vermilion
• Pigmenți de titan: alb de titan, negru de titan, galben de titan, bej de titan
• Pigmenți de zinc: alb de zinc, ferită de zinc

Alți pigmenți anorganici