Experimento #8
Colorantes
Objetivos
- Conocer las distintas clases de colorantes según su estructura química.
- Saber lo que son grupos cromóforos y grupos auxocromos.
- Conocer de que depende el color de una sustancia.
- Diferenciar entre color y colorante.
- Clasificar los colorantes según la forma de aplicarlo.
Introducción
Los colorantes son Sustancias orgánicas coloreadas que se utilizan para colorear otros objetos; solubles en medio ácido, neutro o básico, que poseen una estructura molecular no saturada, Es decir son electrónicamente inestables y por eso absorben energía a determinada longitud de onda, si fueran estables absorberían todas o rechazarían todas.
Los grupos responsables de la absorción de la luz se llaman:
• CROMOFOROS: Son todos aquellos compuestos que tienen electrones resonando a determinada frecuencia y por eso absorben y luz al unirse refuerzan la absorción de radiación.
• AUXOCROMOS: Son los responsables de la fijación al sustrato a teñir, son capaces de fijar la molécula del colorante y en algunos casos intensificar la labor de los cromóforos.
CROMOFOROS AUXOCROMOS
Grupo etileno C - C Grupo sulfónico - H2SO4
Grupo carbonilo R - C = O Grupo Carboxílico R - COOH
Grupo nitroso - N = N - Grupo Hidroxilo R - OH
Grupo nitro - NO2 Grupo Aminito - NH2
Grupo azo Cloro Cl2
Grupo azoxi Bromo Br2
Grupo quinoideo
Nota:
El grupo sulfónico permite en la mayor parte de los colorantes la solubilidad en agua y el vehículo usado para teñir en la curtiembre es el agua, aunque no todos los colorantes usan como vehículo el agua.
Los grupos cloro, bromo e iodo también actúan como auxocromo transmitiendo la solidez a los colorantes. El sulfónico, carboxílico y el hidroxílico dan carácter aniónico a la molécula del colorante, mientras que el amínico le proporciona un carácter catiónico. Aunque hay colorantes que presentan aminas y por lo tanto tienen su parte básica en la molécula, entonces depende a qué pH los usemos, son anfóteros, o sea pueden ser catiónicos o aniónicos, la misma molécula puede estar cargada distinto.
Normalmente en la curtiembre no se hacen cambios tan bruscos de pH como para que un colorante que es aniónico normalmente a pH 3 o 4 pase a ser catiónico para lo que se necesitaría un pH 1-2.
COLORANTES ACIDOS Y DIRECTOS
Para la fabricación de estos colorantes, se tienen definidos los siguientes pasos:
1) Diazotación
2) Copulación
3) Filtración y lavado
4) Secado
5) Molienda
COLORANTES BASICOS Y DISPERSOS
Este tipo de colorantes se fabrican en equipos más sofisticados que los ácidos y directos usándose equipo a prueba de explosión muchas veces debido al tipo de medios de reacción que se usan, los pasos que tiene este proceso son:
1) Solución o Diazotación
2) Condensación o Copulación
3) Filtración
4) Lavado
CLASES DE COLORANTES
Existen dos métodos de clasificar colorantes. El primero está basado en la constitución química de los sistemas Cromofóricos, y el segundo en base a los métodos de aplicación.
Ninguno de estos dos sistemas es completamente satisfactorio, debido a que existen colorantes incluidos en el mismo sistema Cromofórico que difieren ampliamente en su aplicación.
La utilidad de un colorante para un uso particular es gobernado por: tamaño molecular, grupos solubilizantes, grupos aceptores de protones, longitud de la cadena, grupos alquilo, etc. Hay, según la constitución química alrededor de 25 diferentes clases de colorantes.
Tal vez el mejor modo de introducirnos a la química de los colorantes, es ir en mayor detalle a la clasificación de los mismos en función de su aplicación, haciendo mención de los mismos en el siguiente orden:
Los colorantes se clasifican según:
• APLICACIÓN:
o Colorantes directos o sustantivos: Son los que tiñen directamente el tejido, sin necesidad de alguna ayuda posterior.
NH2 NH2
SO3H SO3H
Rojo congo
o Colorantes indirectos o adjetivos: No pueden ser empleados directamente sino que requieren la ayuda de ciertos compuestos denominados mordientes.
• REACCION:
o Colorantes Ácidos: Son sales sódicas de ácidos sulfónicos y nitrofenoles. tiñen directamente las fibras animales, pero no las vegetales.
o Colorantes Básicos: llevan auxocromos básicos. Tiñen directamente las fibras animales y a las vegetales
o Colorantes sobre Mordiente: si el colorante es ácido se requiere mordiente básico.
o Colorantes a la tinta: no se fijan directamente a la fibra para obviar esto se reducen, y con el compuesto formado, que es soluble, se tiñe la fibra
o Colorantes desarrollados: Los colorantes a la tinta vienen a ser un tipo especial de los denominados colorantes desarrollados, en los cuales la última etapa de la síntesis del colorante se realiza sobre la fibra.
o Colorantes azoicos: Constituyen la clase más numerosa de los
o Una pasta de estampar se pasa al cuero con una rasqueta a través de un tamiz fino provisto de una muestra en negativo (en uno o varios colores) tintes.
Los indicadores son compuestos que cambian de color en función del PH de la solución que se ponen.
La fenolftaleína es un indicador de pH que en soluciones ácidas permanece incoloro, pero en presencia de bases se torna rosa o violeta. Es un sólido blanco, inodoro que se forma principalmente por reacción del fenol, anhídrido ftálmico y ácido sulfúrico (H2SO4); sus cristales son incoloros.
La fenolftaleína normalmente se disuelve en alcohol para su uso en experimentos. es un ácido débil que pierde cationes H+ en solución. La molécula de fenolftaleína es incolora, en cambio el anión derivado de la fenolftaleína es de color rosa. Cuando se agrega una base la fenolftaleína (siendo esta inicialmente incolora) pierde H+ formándose el anión y haciendo que tome coloración rosa .El cambio de color no puede explicarse solo en base a la desprotonación, se produce un cambio estructural con la aparición de una tautomería cetoenólica.
Materiales
Reactivos
La fenolftaleína es un compuesto químico orgánico que se obtiene por reacción del fenol (C6H5OH) y el anhídrido ftálico (C8H4O3), en presencia de ácido sulfúrico.es un buen indicador.
Etanol El compuesto químico etanol, conocido como alcohol etílico, es un alcohol que se presenta en condiciones normales de presión y temperatura como un líquido incoloro e inflamable con un punto de ebullición de 78 °C.
Hidróxido de sodio Es un sólido blanco cristalino sin olor que absorbe humedad del aire. Es una sustancia manufacturada. Cuando se disuelve en agua o se neutraliza con un ácido libera una gran cantidad de calor que puede ser suficiente como para encender materiales combustibles. El hidróxido de sodio es muy corrosivo y causa irritación.
Ácido clorhídrico El ácido clorhídrico es un líquido transparente y tóxico. Es altamente corrosivo, lo que significa que inmediatamente ocasiona daño severo, como quemaduras.
Diseño Experimental
