Почему неорганические пигменты нерастворимы в воде

Неорганические пигменты трудно раствориться в воде, в основном из -за их химического состава, молекулярной структуры и физических свойств. Конкретные причины могут быть проанализированы из следующих аспектов:

1 、 стабильность химических связей и кристаллической структуры
Укрепление роли обучающих ключей
Неорганические пигменты, такие как кобальтовый синий и медный хром -черный, в основном оксиды металлов или оксид металлов, смешанные фазовые пигменты, сульфиды металлов, соли металлов и т. Д./мол

Плотная хрустальная упаковка
Кристаллическая структура неорганических пигментов обычно обладает высокопостановленным атомным расположением и сильными межмолекулярными силами (Решетка энергия)Полем

Проникновение молекул воды требует преодоления огромной энергии решетки и энергии сольватации воды (энергия, выделяемая гидратацией) недостаточно, чтобы компенсировать эту энергию, что затрудняет спонтанно процесс растворения.

2 、 Сопоставление полярности и принцип «аналогичной совместимости»
Разница в полярности
Вода является сильно полярным растворителем, в то время как полярность неорганических пигментов сложна

Хотя некоторые неорганические пигменты содержат полярные связи, их общая кристаллическая структура не является-полярно или слабо полярно (Из -за симметричной отмены положительных и отрицательных центров заряда), который не соответствует сильной полярности воды. Сила межмолекулярного взаимодействия намного меньше, чем водородная связь между молекулами воды, что затрудняет «окружение» и растворяется водой.

Даже если он содержит полярные группы, он фиксируется укрепленными химическими связями в кристалле и не может свободно образовывать гидратированные ионы с водой.

Контрпример «сходства растворяется»

Полярные группы неорганических пигментов заблокированы в жестких кристаллах и не могут эффективно взаимодействовать с водой, что приводит к явлению «сходства полярности, но нерастворимости» (по сути из -за связывания кристаллической структуры)Полем

3 、 Выбор проектирования требований к растворимости и применению
Чрезвычайно низкая растворимость является необходимой характеристикой пигментов
Основная функция пигментов состоит в том, чтобы обеспечить цвет и нерастворим в среде. Если растворить в воде, это может вызвать увядание и миграцию. Следовательно, неорганические пигменты экранируются как соединения с чрезвычайно низкой растворимостью (Обычно KSP<10 ⁻¹⁰) during synthesis, such as:

Растворимость tio ₂ составляет всего около 0,1 мг/Л (25 ℃, нейтральная вода)и Fe ₂ O3 почти нерастворим.

Дисперсия против роспуска
Неорганические пигменты образуют стабильные подвески в водных системах посредством дисперсии (полагаясь на поверхностно -активные вещества, шлифование и другие процессы) а не растворение. Его нерастворимость обеспечивает устойчивость цвета и стабильность системы, которая полностью отличается от механизма красителей (которые необходимо растворить перед окрашиванием)Полем

4 、 Исключения и особые условия
Растворение при сильной кислоте/Условия щелочных: некоторые неорганические пигменты могут реагировать в сильной кислоте/щелочные для формирования растворимых солей, но остаются стабильными в нейтральной воде.

Псевдо растворение наноразмерных пигментов: чрезвычайно мелкие неорганические частицы могут образовывать коллоидную дисперсию из -за эффектов поверхностной энергии, которые, по -видимому, являются «растворенными», но фактически суспендируются в виде крошечных частиц.

Основная причина, по которой неорганические пигменты нерастворимы в воде, заключается в том, что их сильные химические связи, плотная кристаллическая структура и несоответствие полярности с водой идеально соответствуют их потребностям применения в качестве пигментов - Дисбровая, а не растворяясь, они могут стабильно предлагать цвета в среде, избегая неудачи или миграции. Эта характеристика широко используется в таких областях, как покрытия, чернила, пластмассы и т. Д., Становясь незаменимым материалом в промышленности и искусстве.