ทำไมเม็ดสีอนินทรีย์ไม่ละลายในน้ำ

เม็ดสีอนินทรีย์นั้นยากที่จะละลายในน้ำส่วนใหญ่เป็นเพราะองค์ประกอบทางเคมีโครงสร้างโมเลกุลและคุณสมบัติทางกายภาพ เหตุผลเฉพาะสามารถวิเคราะห์ได้จากด้านต่อไปนี้:

1、 เสถียรภาพของพันธะเคมีและโครงสร้างผลึก
เสริมสร้างบทบาทของการเรียนรู้คีย์
เม็ดสีอนินทรีย์เช่นโคบอลต์สีน้ำเงินและทองแดงโครเมียมสีดำส่วนใหญ่เป็นออกไซด์โลหะหรือออกไซด์ของโลหะออกไซด์ผสมเม็ดสีซัลไฟด์โลหะเกลือโลหะ ฯลฯ อะตอมภายในของพวกเขาจะถูกผูกมัดอย่างแน่นหนาผ่านพันธะไอออนิกหรือโควาเลนต์/โมล

บรรจุคริสตัลแน่น
โครงสร้างผลึกของเม็ดสีอนินทรีย์มักจะมีการจัดเรียงอะตอมที่ได้รับคำสั่งสูงและแรงระหว่างโมเลกุลที่แข็งแกร่ง (พลังงานขัดแตะ)-

การซึมผ่านของโมเลกุลของน้ำต้องเอาชนะพลังงานขัดแตะขนาดใหญ่และพลังงานการละลายของน้ำ (พลังงานที่ปล่อยออกมาจากความชุ่มชื้น) ไม่เพียงพอที่จะชดเชยพลังงานนี้ทำให้กระบวนการสลายตัวเป็นเรื่องยาก

2、 การจับคู่ขั้วและหลักการของ "ความเข้ากันได้ที่คล้ายกัน"
ความแตกต่างของขั้ว
น้ำเป็นตัวทำละลายขั้วโลกอย่างรุนแรงในขณะที่ขั้วของเม็ดสีอนินทรีย์มีความซับซ้อน

แม้ว่าเม็ดสีอนินทรีย์บางชนิดจะมีพันธะขั้วโลก แต่โครงสร้างผลึกโดยรวมของพวกเขาก็ไม่ใช่-ขั้วโลกหรือขั้วบวก (เนื่องจากการยกเลิกศูนย์ประจุเชิงบวกและเชิงลบแบบสมมาตร)ซึ่งไม่ตรงกับขั้วที่แข็งแกร่งของน้ำ แรงปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลมีขนาดเล็กกว่าพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลของน้ำทำให้ยากที่จะ "ล้อมรอบ" และละลายด้วยน้ำ

แม้ว่ามันจะมีกลุ่มขั้ว แต่ก็ได้รับการแก้ไขโดยพันธะเคมีที่เสริมสร้างความเข้มแข็งในผลึกและไม่สามารถสร้างไอออนที่มีความชุ่มชื้นด้วยน้ำได้อย่างอิสระ

ตัวอย่างของ 'ความคล้ายคลึงกันละลาย'

กลุ่มขั้วโลกของเม็ดสีอนินทรีย์ถูกล็อคในผลึกแข็งและไม่สามารถโต้ตอบกับน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพส่งผลให้ปรากฏการณ์ของ "ความคล้ายคลึงกันของขั้ว แต่ความไม่ละลาย" (เป็นหลักเนื่องจากการเชื่อมของโครงสร้างผลึก)-

3、 การเลือกการเลือกความสามารถในการละลายและข้อกำหนดของแอปพลิเคชัน
ความสามารถในการละลายต่ำมากเป็นลักษณะที่จำเป็นของเม็ดสี
ฟังก์ชั่นหลักของเม็ดสีคือการให้สีและไม่ละลายในสื่อ หากละลายในน้ำอาจทำให้เกิดการจางหายไปและการอพยพ ดังนั้นเม็ดสีอนินทรีย์จึงถูกคัดกรองเป็นสารประกอบที่มีความสามารถในการละลายต่ำมาก (มักจะ KSP<10 ⁻¹⁰) during synthesis, such as:

ความสามารถในการละลายของ Tio ₂เพียงประมาณ 0.1 มก./l (25 ℃น้ำเป็นกลาง)และ Fe ₂ O3 เกือบจะไม่ละลาย

การกระจายกับการสลายตัว
เม็ดสีอนินทรีย์ก่อตัวเป็นสารแขวนลอยที่มีเสถียรภาพในระบบน้ำผ่านการกระจายตัว (อาศัยสารลดแรงตึงผิวการบดและกระบวนการอื่น ๆ) มากกว่าการสลายตัว ความไม่ละลายของมันทำให้มั่นใจได้ว่าการคงอยู่ของสีและความเสถียรของระบบซึ่งแตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากกลไกของสีย้อม (ซึ่งต้องละลายก่อนสี)-

4、 ข้อยกเว้นและเงื่อนไขพิเศษ
การสลายตัวภายใต้กรดที่แข็งแรง/เงื่อนไขอัลคาไล: เม็ดสีอนินทรีย์บางชนิดสามารถทำปฏิกิริยาในกรดที่แข็งแรง/อัลคาไลเป็นเกลือที่ละลายน้ำได้ แต่ยังคงมีเสถียรภาพในน้ำที่เป็นกลาง

การสลายตัวของ Pseudo ของเม็ดสีระดับนาโน: อนุภาคอนินทรีย์ที่ดีมากอาจก่อให้เกิดการกระจายตัวของคอลลอยด์เนื่องจากผลกระทบของพลังงานพื้นผิวดูเหมือนจะ "ละลาย" แต่จริง ๆ แล้วแขวนเป็นอนุภาคเล็ก ๆ ที่ไม่ละลาย

เหตุผลสำคัญที่ทำให้เม็ดสีอนินทรีย์ไม่ละลายน้ำในน้ำคือพันธะเคมีที่แข็งแกร่งโครงสร้างผลึกที่แน่นหนาและขั้วไม่ตรงกันกับน้ำอย่างสมบูรณ์แบบตอบสนองความต้องการการใช้งานของพวกเขาเป็นเม็ดสี - โดยการกระจายแทนที่จะละลายพวกเขาสามารถนำเสนอสีที่เสถียรในสื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวหรือการย้ายถิ่น ลักษณะนี้ทำให้มันใช้กันอย่างแพร่หลายในสาขาเช่นการเคลือบหมึกพลาสติก ฯลฯ กลายเป็นวัสดุที่ขาดไม่ได้ในอุตสาหกรรมและศิลปะ