تعريف الصباغ والكيمياء

الصباغ هو مادة تظهر لونًا معينًا لأنها تمتص بشكل انتقائي الطول الموجي الضوء. في حين أن العديد من المواد تمتلك هذه الخاصية ، إلا أن الأصباغ ذات التطبيقات العملية تكون مستقرة في درجات الحرارة العادية ولها قوة صبغ عالية لذلك لا يلزم سوى كمية صغيرة لرؤية اللون عند استخدامه على كائنات أو مختلطة مع حامل. تسمى الأصباغ التي تتلاشى أو تتحول إلى اللون الأسود بمرور الوقت أو مع التعرض الطويل للضوء أصباغ الهارب.

كانت الأصباغ المبكرة تأتي من مصادر طبيعية ، مثل الفحم والمعادن الأرضية. لوحات الكهف الحجري القديم والحجري الحديث تشير إلى أسود الكربون ، مغرة حمراء (أكسيد الحديد ، الحديد)₂يا₃) ، وأصفر مغرة (أكسيد الحديد المائي ، الحديد₂يا₃· ح₂O) كانت معروفة للإنسان ما قبل التاريخ. دخلت الأصباغ الاصطناعية حيز الاستخدام في وقت مبكر قبل الميلاد 2000 تم تصنيع الرصاص الأبيض بخلط الرصاص والخل في وجود ثاني أكسيد الكربون. جاء الأزرق المصري (سيليكات النحاس والكالسيوم) من الزجاج الملون باستخدام الملكيت أو خام النحاس الآخر. كما تم تطوير المزيد من أصباغ ، أصبح من المستحيل تتبع تكوينها.

في القرن العشرين ، وضعت المنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO) معايير لخصائص واختبار الأصباغ. Color Index International (CII) هو فهرس قياسي منشور يحدد كل صبغة وفقًا لتركيبها الكيميائي. يتم فهرسة أكثر من 27000 صبغة في مخطط CII.

الصباغ هو مادة جافة أو غير ذلك لا يتحلل في الماء في الناقل السائل. صبغة بأشكال سائلة تعليق. في المقابل ، تكون الصبغة إما سائلة أو تذوب في سائل آخر لتشكيل الحل. في بعض الأحيان قد يتم ترسيب صبغة قابلة للذوبان في صبغة ملح معدنية. ويسمى صبغة مصنوعة من صبغة بهذه الطريقة أ بحيرة الصباغ (على سبيل المثال ، بحيرة الألومنيوم ، بحيرة النيلي).

كل من الأصباغ والأصباغ تمتص الضوء لتظهر لونًا معينًا. في المقابل ، فإن التلألؤ هو عملية تنبعث منها مادة الضوء. وتشمل أمثلة التلألؤ التفسفر الوميض الفوسفوري, ضوئي، التألق الكيميائي ، والتلألؤ البيولوجي.

في علم الأحياء ، يتم تعريف مصطلح "الصباغ" بشكل مختلف بعض الشيء ، حيث يشير الصباغ إلى أي جزيء ملون موجود في الخلية ، بغض النظر عما إذا كان قابل للذوبان أم لا. لذلك ، على الرغم من الهيموغلوبين ، الكلوروفيل، الميلانين ، والبيليروبين (كأمثلة) لا تتناسب مع التعريف الضيق للصباغ في العلوم ، فهي أصباغ بيولوجية.

في الخلايا الحيوانية والنباتية ، يحدث اللون الهيكلي أيضًا. مثال يمكن رؤيته في أجنحة الفراشة أو ريش الطاووس. الصبغات هي نفس اللون بغض النظر عن كيفية عرضها ، في حين يعتمد اللون الهيكلي على زاوية المشاهدة. بينما يتم تلوين الأصباغ بالامتصاص الانتقائي ، فإن اللون الهيكلي ينتج عن الانعكاس الانتقائي.

تمتص الصبغات انتقائيًا أطوال موجات الضوء. عندما يضرب الضوء الأبيض جزيء الصبغة ، هناك عمليات مختلفة يمكن أن تؤدي إلى الامتصاص. تمتص النظم المترابطة ذات الروابط المزدوجة الضوء في بعض الأصباغ العضوية. قد تمتص الصبغات غير العضوية الضوء عن طريق نقل الإلكترون. على سبيل المثال ، يمتص القرمزي الضوء ، وينقل الإلكترون من أنيون الكبريت (S^2-) إلى كاتيون معدني (زئبق)²⁺). تزيل مجمعات نقل الشحنات معظم ألوان الضوء الأبيض ، مما يعكس أو ينتشر الباقي ليظهر بلون معين. تمتص الصبغات أو تطرح أطوال موجية ولا تضيف إليها كما تفعل مواد الانارة.

ال طيف ضوء الحادث يؤثر على ظهور الصباغ. لذلك ، على سبيل المثال ، لن تظهر الصبغة بنفس اللون تحت أشعة الشمس تمامًا كما لو كانت تحت إضاءة الفلورسنت نظرًا لترك مجموعة مختلفة من أطوال الموجات للانعكاس أو الانتثار. عندما يتم تمثيل لون الصباغ ، يجب ذكر لون ضوء المختبر المستخدم في إجراء القياس. عادةً ما يكون 6500 كلفن (D65) ، والذي يتوافق مع درجة حرارة لون ضوء الشمس.

تعتمد درجات الصبغة والتشبع وغيرها من خصائص الصبغة على المركبات الأخرى المصاحبة لها في المنتجات ، مثل المواد الرابطة أو مواد الحشو. على سبيل المثال ، إذا اشتريت لونًا من الطلاء ، فستظهر مختلفة وفقًا لتكوين الخليط. ستبدو الصبغة مختلفة اعتمادًا على ما إذا كان سطحها النهائي لامعًا أو غير لامع ، إلخ. تتأثر سمية واستقرار الصباغ أيضًا بمواد كيميائية أخرى في تعليق الصباغ. هذا هو مصدر قلق لأحبار الوشم وناقلاتهم، من بين التطبيقات الأخرى. أصباغ كثيرة هي شديدة السمية في حد ذاتها (على سبيل المثال ، الرصاص الأبيض والأخضر والكروم والبرتقال الموليبد والأبيض الأنتيمون).

يمكن تصنيف الأصباغ وفقًا لما إذا كانت عضوية أو غير عضوية. أصباغ غير عضوية قد تكون أو لا تكون قائمة على المعادن. فيما يلي قائمة ببعض الأصباغ الرئيسية:

• أصباغ الكادميوم: الكادميوم الأحمر ، الكادميوم الأصفر ، برتقالي الكادميوم ، الكادميوم الأخضر ، سلفوسيلينيد الكادميوم
• أصباغ الكروم: الكروم الأصفر ، الفريديان (الأخضر الكروم)
• أصباغ الكوبالت: الأزرق الكوبالت ، البنفسجي الكوبالت ، الأزرق السيولاني ، الأوريولين (الكوبالت الأصفر)
• أصباغ النحاس: الأزوريت ، الأزرق المصري ، الملكيت ، باريس الأخضر ، هان الأرجواني ، هان الأزرق ، الزنجبيل ، الفثالوسيانين الأخضر G ، الفثالوسيانين الأزرق BN
• أصباغ أكسيد الحديد: مغرة حمراء ، حمراء فينيسية ، بروسية زرقاء ، متفحمة ، مورتة رأسية ، حمراء أكسيد
• أصباغ الرصاص: الرصاص الأحمر ، الرصاص الأبيض ، كريمنتس الأبيض ، نابولي الأصفر ، الرصاص الأصفر
• صبغ المنغنيز: البنفسجي
• الزئبق الصباغ: الزنجفر
• أصباغ التيتانيوم: التيتانيوم الأبيض والأسود التيتانيوم والأصفر التيتانيوم والبيج التيتانيوم
• أصباغ الزنك: الزنك الأبيض ، الفريت الزنك

• أصباغ الكربون: أسود الكربون ، أسود العاج
• تربة طينية (أكاسيد الحديد)
• أصباغ التراماريني (اللازورد اللازوردية)

• أصباغ بيولوجية: الإليزارين ، الإليزان قرمزي ، جامبوغ ، أحمر قرمزي ، وردة نادرة ، نيلي ، أصفر هندي ، أرجواني تايري
• أصباغ عضوية غير بيولوجية: كيناكريدون ، أرجواني ، أصفر دياريد ، أزرق فثالو ، أخضر فثالو ، أحمر 170