Proč jsou anorganické pigmentynerozpustné ve vodě

Anorganické pigmenty je obtížné rozpustit ve vodě, hlavně kvůli jejich chemickému složení, molekulární struktuře a fyzikálním vlastnostem. Konkrétní důvody lze analyzovat znásledujících aspektů:

1 、 Stabilita chemických vazeb a struktury krystalů
Posílení role učebních klíčů
Anorganické pigmenty, jako je kobaltová modrá a měděná chrom černá, jsou většinou kovové oxidynebo kovové oxid směsné fázové pigmenty, kovové sulfidy, kovové soli atd. Jejich vnitřní atomy jsou pevně spojeny iontovýminebo kovalentními vazbami, s extrémně vysokou energií vazby, obvykle ve stodách KJ/mol.

Těsné krystalové balení
Krystalová struktura anorganických pigmentů má obvykle vysoce uspořádané atomové uspořádání a silné intermolekulární síly (Energie mříže).

Propuštění molekul vody vyžaduje překonání obrovské mřížkové energie a energii solvatace vody (energie uvolněná hydratací) jenedostatečné k vyrovnání této energie, což ztěžuje proces rozpouštění spontánně.

2 、 Srovnání polarity a princip „podobné kompatibility“
Rozdíl polarity
Voda je silně polární rozpouštědlo, zatímco polarita anorganických pigmentů je složitá

Ačkoliněkteré anorganické pigmenty obsahují polární vazby, jejich celková struktura krystalu jene-polárnínebo slabě polar (Kvůli symetrickému zrušení pozitivních anegativníchnábojových center), kterýneodpovídá silné polaritě vody. Intermolekulární interakční síla je mnohem menšínež vodíková vazba mezi molekulami vody, což ztěžuje „obklopení“ a rozpuštěno vodou.

I když obsahuje polární skupiny, je fixováno posílenými chemickými vazbami v krystalu anemůže volně tvořit hydratované ionty s vodou.

Protiklad „podobnosti se rozpouští“

Polární skupiny anorganických pigmentů jsou uzamčeny v tuhých krystalech anemohou účinně interagovat s vodou, což má zanásledek jev „podobnosti polarity, alenerozpustnost“ (v podstatě kvůli vazbě krystalové struktury).

3 、 Návrh výběru rozpustnosti a požadavkůna aplikaci
Extrémněnízká rozpustnost jenezbytnou charakteristikou pigmentů
Hlavní funkcí pigmentů je poskytovat barvu a jsounerozpustné v médiu. Pokud se rozpustí ve vodě, může způsobit vyblednutí a migraci. Proto jsou anorganické pigmenty promíchány jako sloučeniny s extrémněnízkou rozpustností (Obvykle KSP<10 ⁻¹⁰) during synthesis, such as:

Rozpustnost tio ₂ je jen asi 0,1 mg/L (25 ℃,neutrální voda)a Fe ₂ O3 je téměřnerozpustný.

Disperze vs. rozpuštění
Anorganické pigmenty tvoří stabilní suspenze ve vodných systémech prostřednictvím rozptylu (Spoléhání sena povrchově aktivní látky, broušení a další procesy) spíšenež rozpuštění. Jehonerozpustnost zajišťuje přetrvávání barvy a stabilitu systému, která se zcela liší od mechanismu barviv (které je třeba před zbarvením zrušit).

4 、 Výjimky a zvláštní podmínky
Rozpuštění pod silnou kyselinou/Alkalické podmínky: Některé anorganické pigmenty mohou reagovat v silné kyselině/Alkalií tvoří rozpustné soli, ale zůstávají stabilní vneutrální vodě.

Pseudo rozpuštění pigmentůnanočástic: Extrémně jemné anorganické částice mohou tvořit koloidní disperzi v důsledku účinků povrchové energie a zdá se, že je „rozpuštěna“, ale ve skutečnosti je zavěšena jakonevyřešené malé částice.

Základním důvodem, proč jsou anorganické pigmenty ve voděnerozpustné, je to, že jejich silné chemické vazby, těsná krystalová struktura anesoulad polarity s vodou dokonale splňují jejich potřeby aplikací jako pigmenty - Spíšem rozptýlenímnež rozpouštěním mohou stabilně prezentovat barvy v médiu a vyhýbat se selhánínebo migraci. Tato charakteristika způsobuje, že se široce používá v polích, jako jsou povlaky, inkousty, plasty atd.