لماذا أصباغ غير عضوية غير قابلة للذوبان في الماء

يصعب حل الأصباغ غير العضوية في الماء ، ويرجع ذلك أساسًا إلى تركيبها الكيميائي والبنية الجزيئية والخصائص الفيزيائية. يمكن تحليل الأسباب المحددة من الجوانب التالية:

1 、 استقرار الروابط الكيميائية والبنية البلورية
تعزيز دور مفاتيح التعلم
أصباغ غير عضوية مثل الكوبالت الأزرق والكروم الأسود النحاسي هي في الغالب أكاسيد معدنية أو أصباغ مختلطة من أكسيد المعادن ، والكبريتيدات المعدنية ، والأملاح المعدنية ، إلخ./مول.

التعبئة البلورية الضيقة
عادةً ما يكون للبنية البلورية للأصباغ غير العضوية ترتيبًا ذريًا مرتبة للغاية وقوى جزيئية قوية (طاقة شعرية).

يتطلب تغلغل جزيئات الماء التغلب على طاقة شعرية هائلة ، وطاقة المذيبات للمياه (الطاقة التي تصدرها الترطيب) لا يكفي لتعويض هذه الطاقة ، مما يجعل من الصعب على عملية الذوبان حدوث تلقائيًا.

2 、 مطابقة القطبية ومبدأ "توافق مماثل"
فرق القطبية
الماء هو مذيب قطبي قوي ، في حين أن قطبية الأصباغ غير العضوية معقدة

على الرغم من أن بعض الأصباغ غير العضوية تحتوي-القطبية أو القطبية الضعيفة (بسبب الإلغاء المتماثل لمراكز الشحنة الإيجابية والسلبية)، والتي لا تتطابق مع قطبية المياه القوية. قوة التفاعل بين الجزيئات أصغر بكثير من الترابط الهيدروجين بين جزيئات الماء ، مما يجعل من الصعب "أن تكون محاطًا" وتذوب بالماء.

حتى لو كان يحتوي على مجموعات قطبية ، يتم تثبيته بواسطة الروابط الكيميائية المعززة في البلورة ولا يمكنه تشكيل أيونات رطبة بحرية بالماء.

مثال مضاد لـ "التشابه يذوب"

يتم قفل المجموعات القطبية من الأصباغ غير العضوية في بلورات صلبة ولا يمكنها التفاعل بشكل فعال مع الماء ، مما يؤدي إلى ظاهرة "تشابه القطبية ولكن عدم القابلية" (بشكل أساسي بسبب ربط التركيب البلوري).

3 、 اختيار التصميم للذوبان ومتطلبات التطبيق
قابلية الذوبان المنخفض للغاية هي خاصية ضرورية للأصباغ
الوظيفة الأساسية للأصباغ هي توفير اللون وغير قابلة للذوبان في الوسط. إذا تم حلها في الماء ، فقد يتسبب ذلك في التلاشي والهجرة. لذلك ، يتم فحص الأصباغ غير العضوية كمركبات ذات قابلية للذوبان منخفضة للغاية (عادة KSP<10 ⁻¹⁰) during synthesis, such as:

إن ذوبان Tio ₂ هو حوالي 0.1 ملغ فقط/ل (25 ℃ ، الماء المحايد)، و Fe ₂ O3 تقريبًا غير قابل للذوبان.

التشتت مقابل الذوبان
تشكل أصباغ غير عضوية تعليقات مستقرة في الأنظمة المائية من خلال التشتت (الاعتماد على السطحي ، الطحن ، وغيرها من العمليات) بدلا من الحل. يضمن قابليته للذنب استمرار اللون واستقرار النظام ، وهو ما يختلف تمامًا عن آلية الأصباغ (التي يجب حلها قبل التلوين).

4 、 استثناءات وظروف خاصة
حل تحت حمض قوي/الظروف القلوية: يمكن أن تتفاعل بعض الأصباغ غير العضوية في حمض قوي/القلويات لتشكيل أملاح قابلة للذوبان ، ولكن تظل مستقرة في الماء المحايد.

الانحلال الزائف للأصباغ النانوية: قد تشكل جزيئات غير عضوية جيدة للغاية تشتت الغروية بسبب تأثيرات الطاقة السطحية ، ويبدو أنها "مذابة" ولكن معلقة في الواقع كجزيئات صغيرة غير محلولة.

السبب الأساسي في أن الأصباغ غير العضوية غير قابلة للذوبان في الماء هو أن روابطها الكيميائية القوية ، والهيكل الكريستالي الضيق ، وعدم تطابق القطبية بالماء تلبي احتياجاتهم من التطبيقات كأبراض مثالية - من خلال التشتت بدلاً من الذوبان ، يمكنهم تقديم ألوان ثابتة في الوسط ، وتجنب الفشل أو الترحيل. هذه المميزة تجعلها تستخدم على نطاق واسع في مجالات مثل الطلاء ، والأحبار ، والبلاستيك ، وما إلى ذلك ، لتصبح مادة لا غنى عنها في الصناعة والفن.