无机色素很难溶于水中，这主要是由于它们的化学成分，分子结构和物理特性。可以从以下各个方面分析具体原因：
1，化学键和晶体结构的稳定性
加强学习键的作用
无机颜料，例如钴蓝色和铜铬黑色主要是金属氧化物或金属氧化物混合相，金属硫化物，金属盐等。它们的内部原子通过离子或价值键紧密粘合，具有极高的键键，通常在数百kj中/摩尔。
紧密的水晶包装
无机色素的晶体结构通常具有高度有序的原子排列和强分子间力 (晶格能)。
水分子的渗透需要克服巨大的晶格能，水的溶剂化能 (水合释放的能量) 不足以抵消这种能量，因此很难自发地溶解过程。
2、极性匹配和“相似兼容性”的原理
极性差异
水是极性的溶剂，而无机色素的极性很复杂
尽管某些无机色素包含极性键，但它们的总晶体结构是非-极性或弱极性 (由于积极和负电荷中心的对称取消)，这与水的极性不符。分子间相互作用的力比水分子之间的氢键小得多，这使得很难被水“包围”并溶解。
即使它包含极性基团，也可以通过加强晶体中的化学键固定，并且不能用水自由形成水合离子。
“相似性溶解”的反例
无机颜料的极性群锁定在刚性晶体中，无法有效与水相互作用，从而导致“极性相似性但不溶性”的现象 (本质上是由于晶体结构的结合)。
3，设计溶解度和应用要求的设计选择
极低的溶解度是颜料的必要特征
颜料的核心功能是提供颜色，并且不溶于培养基。如果溶解在水中，可能会导致褪色和迁移。因此，将无机色素筛选为具有极低溶解度的化合物 (通常是ksp<10 ⁻¹⁰) during synthesis, such as:
TiO₂的溶解度仅为0.1 mg/l (25℃中性水)，而Fe₂o3几乎是不溶性的。
分散与解散
无机色素通过分散在水性系统中形成稳定的悬浮液 (依靠表面活性剂，研磨和其他过程) 而不是解散。它的不溶性确保了颜色的持久性和系统的稳定性，这与染料的机理完全不同 (在着色之前需要溶解)。
4，例外和特殊条件
在强酸下溶解/碱性条件：某些无机色素可以在浓酸中反应/碱形成可溶性盐，但在中性水中保持稳定。
纳米级色素的伪溶解：由于表面能量效应而产生的非常细的无机颗粒可能会形成胶体分散，似乎“溶解”，但实际上被悬浮为未溶解的微粒。
无机色素不溶于水的基本原因是它们的牢固的化学键，紧密的晶体结构和与水的极性不匹配，因为颜料可以完全满足其应用需求 - 通过分散而不是溶解，它们可以稳定地在介质中呈现颜色，从而避免失败或迁移。这种特征使其广泛用于涂料，油墨，塑料等领域，成为工业和艺术中必不可少的材料。
