Warum sind anorganische Pigmente in Wasser unlöslich?

Anorganische Pigmente sind in Wasser schwer aufzulösen, hauptsächlich aufgrund ihrer chemischen Zusammensetzung, molekularen Struktur und physikalischen Eigenschaften. Die spezifischen Gründe können aus den folgenden Aspekten analysiert werden:

1 、 Stabilität chemischer Bindungen und Kristallstruktur
Stärkung der Rolle des Lernschlüssels
Anorganische Pigmente wie Kobaltblau und Kupferchromarchselschwarz sind hauptsächlich Metalloxide oder Metalloxid -Mischphasenpigmente, Metallsulfide, Metallsalze usw. ihre inneren Atome werden durch ionische oder kovalente Bindungen mit extrem hohen Bindungssenergien,normalerweise in Hunderten von kJ/Mol.

Enge Kristallverpackung
Die Kristallstruktur von anorganischen Pigmenten hatnormalerweise eine stark geordnete Atomanordnung und starke intermolekulare Kräfte (Gitterenergie).

Die Permeation von Wassermolekülen erfordert die Überwindung enormer Gitterenergie und die Solvatationsenergie von Wasser (Die durch Flüssigkeitszufuhr freigesetzte Energie) reichtnicht aus, um diese Energie auszugleichen, was es schwierig macht, dass der Auflösungsprozess spontan auftritt.

2 、 Polaritätsübereinstimmung und das Prinzip der "ähnlichen Kompatibilität"
Polaritätsunterschied
Wasser ist ein stark polares Lösungsmittel, während die Polarität von anorganischen Pigmenten komplex ist

Obwohl einige anorganische Pigmente polare Bindungen enthalten, ist ihre Gesamtkristallstrukturnicht-polar oder schwach polar (Aufgrund der symmetrischen Stornierung positiver undnegativer Ladungszentren), wasnicht mit der starken Polarität des Wassers übereinstimmt. Die intermolekulare Wechselwirkungskraft ist viel kleiner als die Wasserstoffbrückenbindung zwischen Wassermolekülen, was es schwierig macht, "umgeben" und durch Wasser gelöst zu werden.

Selbst wenn es polare Gruppen enthält, wird es durch verstärkte chemische Bindungen im Kristall fixiert und kannnicht frei hydratisierte Ionen mit Wasser bilden.

Gegenbeispiel der Ähnlichkeit löst sich auf

Die polaren Gruppen von anorganischen Pigmenten sind in starren Kristallen eingeschlossen und könnennicht effektiv mit Wasser interagieren, was zum Phänomen der "Polaritätsähnlichkeit, aber der Unlöslichkeit" führt (im Wesentlichen aufgrund der Bindung der Kristallstruktur).

3 、 Auswahl der Löslichkeit und Anwendungsanforderungen
Extrem geringe Löslichkeit ist einnotwendiges Merkmal von Pigmenten
Die Kernfunktion von Pigmenten besteht darin, Farbe zu liefern und im Medium unlöslich zu sein. Wenn es in Wasser aufgelöst wird, kann dies zu Verblassen und Migration führen. Daher werden anorganische Pigmente als Verbindungen mit extrem geringer Löslichkeit untersucht (Normalerweise KSP<10 ⁻¹⁰) during synthesis, such as:

Die Löslichkeit von tio ₂ beträgtnur etwa 0,1 mg/L (25 ℃,neutrales Wasser)und Fe ₂ O3 ist fast unlöslich.

Dispersion vs. Auflösung
Anorganische Pigmente bilden stabile Suspensionen in wässrigen Systemen durch Dispersion (sich auf Tenside, Schleifen und andere Prozesse verlassen) eher als Auflösung. Seine Unlöslichkeit sorgt für die Beharrlichkeit der Farbe und die Stabilität des Systems, das sich vollständig vom Farbstoffmechanismus unterscheidet (die vor dem Färben aufgelöst werden müssen).

4 、 Ausnahmen und besondere Bedingungen
Auflösung unter starker Säure/Alkali -Erkrankungen: Einige anorganische Pigmente können in starker Säure reagieren/Alkali zur Bildung löslicher Salze, bleiben aber inneutralem Wasser stabil.

Pseudoauflösung vonnanoskaligen Pigmenten: Extrem feine anorganische Partikel können aufgrund von Oberflächenenergieffekten eine kolloidale Dispersion bilden, die "gelöst" zu sein scheinen, aber tatsächlich als ungelöste winzige Partikel suspendiert zu sein.

Der wesentliche Grund, warum anorganische Pigmente in Wasser unlöslich sind - Durch das Verbreiten an undnicht auflösen können sie stabile Farben im Medium aufweisen und ein Versagen oder eine Migration vermeiden. Dieses Merkmal macht es in Feldern wie Beschichtungen, Tinten, Kunststoffen usw. weit verbreitet und wird in Industrie und Kunst zu einem unverzichtbaren Material.