Por que os pigmentos inorgânicos são insolúveisna água

Os pigmentos inorgânicos são difíceis de se dissolverna água, principalmente devido à sua composição química, estrutura molecular e propriedades físicas. Os motivos específicos podem ser analisados ​​a partir dos seguintes aspectos:

1 、 Estabilidade de ligações químicas e estrutura cristalina
Fortalecendo o papel das chaves de aprendizagem
Pigmentos inorgânicos, como azul cobalto e cromo de cobre, são principalmente óxidos de metal ou pigmentos de fase mista de óxido de metal, sulfetos de metal, sais de metal, etc. Seus átomos internos são fortemente ligados através de ligações iônicas ou covalentes, com energias de ligação extremamente altas, geralmentenas centenas de KJ/mol.

Empacotamento de cristal apertado
A estrutura cristalina dos pigmentos inorgânicos geralmente tem um arranjo atômico altamente ordenado e forças intermoleculares fortes (energia da rede).

A permeação de moléculas de água requer superar a enorme energia da rede e a energia de solvatação da água (a energia liberada por hidratação) é insuficiente para compensar essa energia, dificultando que o processo de dissolução ocorra espontaneamente.

2 、 correspondência de polaridade e o princípio de "compatibilidade semelhante"
Diferença de polaridade
A água é um solvente fortemente polar, enquanto a polaridade dos pigmentos inorgânicos é complexa

Embora alguns pigmentos inorgânicos contenham ligações polares, sua estrutura geral de cristal énão-polar ou fracamente polar (Devido ao cancelamento simétrico de centros de carga positivos enegativos), quenão corresponde à forte polaridade da água. A força de interação intermolecular é muito menor que a ligação de hidrogênio entre as moléculas de água, dificultando a "cercada" e dissolvida pela água.

Mesmo que contenha grupos polares, é fixado por ligações químicas fortalecidasno cristal enão pode formar livremente íons hidratados com água.

Contra -exemplo de 'similaridade se dissolve'

Os grupos polares de pigmentos inorgânicos são travados em cristais rígidos enão podem interagir efetivamente com a água, resultandono fenômeno da "similaridade da polaridade, mas insolubilidade" (essencialmente devido à ligação da estrutura cristalina).

3 、 Seleção de projeto de requisitos de solubilidade e aplicação
Solubilidade extremamente baixa é uma característicanecessária dos pigmentos
A função principal dos pigmentos é fornecer cor e é insolúvelno meio. Se dissolvido em água, pode causar desbotamento e migração. Portanto, pigmentos inorgânicos são rastreados como compostos com solubilidade extremamente baixa (geralmente ksp<10 ⁻¹⁰) during synthesis, such as:

A solubilidade do TiO ₂ é de apenas 0,1 mg/L (25 ℃, águaneutra)e Fe ₂ O3 é quase insolúvel.

Dispersão vs. dissolução
Pigmentos inorgânicos formam suspensões estáveis ​​em sistemas aquosos por dispersão (confiando em surfactantes, moagem e outros processos) em vez de dissolução. Sua insolubilidade garante a persistência da cor e a estabilidade do sistema, que é completamente diferente do mecanismo dos corantes (que precisam ser dissolvidos antes de colorir).

4 、 Exceções e condições especiais
Dissolução sob ácido forte/Condições alcalinas: alguns pigmentos inorgânicos podem reagir em ácido forte/Alcalina para formar sais solúveis, mas permaneça estável em águaneutra.

Pseudo -dissolução de pigmentos emnanoescala: partículas inorgânicas extremamente finas podem formar dispersão coloidal devido aos efeitos da energia da superfície, parecendo estar "dissolvida", masna verdade suspensa como pequenas partículasnão dissolvidas.

A razão essencial pela qual os pigmentos inorgânicos são insolúveisna água é que suas fortes ligações químicas, estrutura cristalina apertada e incompatibilidade de polaridade com água atende perfeitamente às suasnecessidades de aplicação como pigmentos - Ao dispersar em vez de se dissolver, eles podem apresentar cores de forma estávelno meio, evitando falha ou migração. Essa característica o torna amplamente utilizado em campos como revestimentos, tintas, plásticos etc., tornando -se um material indispensávelna indústria ena arte.