Mengapa pigmen bukan organik tidak larut di dalam air

Pigmen bukan organik sukar dibubarkan di dalam air, terutamanya disebabkan oleh komposisi kimia, struktur molekul, dan sifat fizikal. Sebab -sebab tertentu boleh dianalisis dari aspek berikut:

1 、 Kestabilan ikatan kimia dan struktur kristal
Memperkukuhkan peranan kunci pembelajaran
Pigmen bukan organik seperti kromium biru kobalt dan tembaga hitam kebanyakannya oksida logam atau pigmen fasa campuran oksida logam, sulfida logam, garam logam, dan lain -lain. Atom dalaman mereka terikat dengan ketat melalui ikatan ionik atau kovalen, dengan tenaga ikatan yang sangat tinggi, biasanya dalam beratus -ratus kJ/mol.

Pembungkusan kristal yang ketat
Struktur kristal pigmen bukan organik biasanya mempunyai susunan atom yang sangat diperintahkan dan daya intermolecular yang kuat (tenaga kekisi).

Permeasi molekul air memerlukan mengatasi tenaga kekisi yang besar, dan tenaga solvation air (tenaga yang dikeluarkan oleh penghidratan) tidak mencukupi untuk mengimbangi tenaga ini, menjadikannya sukar untuk proses pembubaran berlaku secara spontan.

2 、 Pencocokan Polariti dan Prinsip "Keserasian serupa"
Perbezaan polariti
Air adalah pelarut kutub yang kuat, manakala polariti pigmen bukan organik adalah kompleks

Walaupun beberapa pigmen bukan organik mengandungi ikatan kutub, struktur kristal keseluruhan mereka bukan-kutub atau lemah kutub (Oleh kerana pembatalan simetri pusat caj positif dannegatif), yang tidak sepadan dengan polaritas air yang kuat. Daya interaksi intermolecular jauh lebih kecil daripada ikatan hidrogen antara molekul air, menjadikannya sukar untuk "dikelilingi" dan dibubarkan oleh air.

Walaupun ia mengandungi kumpulan kutub, ia ditetapkan oleh ikatan kimia yang diperkuatkan dalam kristal dan tidak dapat membentuk ion terhidrasi dengan bebas dengan air.

Consample of 'Persamaan Larutkan'

Kumpulan kutub pigmen bukan organik terkunci dalam kristal tegar dan tidak dapat berinteraksi dengan berkesan dengan air, mengakibatkan fenomena "persamaan polaritas tetapi ketidaksuburan" (pada dasarnya disebabkan oleh pengikatan struktur kristal).

3 、 Reka Bentuk Pemilihan Kelarutan dan Keperluan Aplikasi
Kelarutan yang sangat rendah adalah ciri pigmen yang diperlukan
Fungsi teras pigmen adalah untuk memberikan warna dan tidak larut dalam medium. Jika dibubarkan di dalam air, ia boleh menyebabkan pudar dan penghijrahan. Oleh itu, pigmen bukan organik ditayangkan sebagai sebatian dengan keterlarutan yang sangat rendah (biasanya KSP<10 ⁻¹⁰) during synthesis, such as:

Kelarutan TiO ₂ hanya kira -kira 0.1 mg/L. (25 ℃, airneutral), dan Fe ₂ O3 hampir tidak larut.

Penyebaran vs pembubaran
Pigmen bukan organik membentuk penggantungan yang stabil dalam sistem berair melalui penyebaran (bergantung pada surfaktan, pengisaran, dan proses lain) bukannya pembubaran. Ketidaksuburannya memastikan kegigihan warna dan kestabilan sistem, yang sama sekali berbeza dengan mekanisme pewarna (yang perlu dibubarkan sebelum pewarna).

4 、 pengecualian dan keadaan khas
Pembubaran di bawah asid yang kuat/Keadaan Alkali: Beberapa pigmen bukan organik boleh bertindak balas dalam asid kuat/Alkali untuk membentuk garam larut, tetapi tetap stabil dalam airneutral.

Pembubaran pseudo pigmennanoscale: zarah -zarah anorganik yang sangat halus boleh membentuk penyebaran koloid akibat kesan tenaga permukaan, yang kelihatannya "dibubarkan" tetapi sebenarnya digantung sebagai zarah kecil yang tidak diselesaikan.

Sebab penting mengapa pigmen bukan organik tidak larut dalam air ialah ikatan kimia mereka yang kuat, struktur kristal yang ketat, dan ketidakcocokan kutub dengan air memenuhi keperluan aplikasi mereka sebagai pigmen - Dengan menyebarkan dan bukannya larut, mereka dapat mempersembahkan warna dalam medium, mengelakkan kegagalan atau penghijrahan. Ciri ini menjadikannya digunakan secara meluas dalam bidang seperti salutan, dakwat, plastik, dan lain -lain, menjadi bahan yang sangat diperlukan dalam industri dan seni.