De ce sunt pigmenți anorganici insolubili în apă

Pigmenții anorganici sunt dificil de dizolvat în apă, în principal datorită compoziției chimice, structurii moleculare și proprietăților fizice. Motivele specifice pot fi analizate din următoarele aspecte:

1 、 Stabilitatea legăturilor chimice și a structurii cristalului
Consolidarea rolului cheilor de învățare
Pigmenții anorganici, cum ar fi albastru de cobalt și crom de cuprunegru sunt în mare parte oxizi metalici sau pigmenți cu fază mixtă cu oxid de metal, sulfuri de metal, săruri metalice, etc. Atomii lor interni sunt strâns legați prin legături ionice sau covalente, cu energii de legătură extrem de ridicate, de obicei în sute de kj KJ/mol.

Ambalaj de cristal strâns
Structura cristalină a pigmenților anorganici are de obicei un aranjament atomic extrem de ordonat și forțe intermoleculare puternice (Energie de zăpadă).

Permiterea moleculelor de apănecesită depășirea energiei enorme de zăbrele și energia de solvare a apei (energia eliberată de hidratare) este insuficient pentru a compensa această energie, ceea ce face dificilă pentru procesul de dizolvare să apară spontan.

2 、 potrivirea polarității și principiul „compatibilității similare”
Diferența de polaritate
Apa este un solvent puternic polar, în timp ce polaritatea pigmenților anorganici este complexă

Deși unii pigmenți anorganici conțin legături polare, structura lor generală de cristalnu este-polar sau slab polar (Din cauza anulării simetrice a centrelor de sarcină pozitive șinegative), carenu se potrivește cu polaritatea puternică a apei. Forța de interacțiune intermoleculară este mult mai mică decât legătura de hidrogen între moleculele de apă, ceea ce face dificilă „înconjurată” și dizolvată de apă.

Chiar dacă conține grupuri polare, este fixat prin legături chimice consolidate în cristal șinu poate forma în mod liber ioni hidratați cu apă.

Contraexemplul „asemănării se dizolvă”

Grupurile polare de pigmenți anorganici sunt blocate în cristale rigide șinu pot interacționa eficient cu apa, ceea ce duce la fenomenul „similarității polarității, dar insolubilității” (în esență datorită legării structurii cristaline).

3 、 Selectarea proiectării cerințelor de solubilitate și aplicație
Solubilitatea extrem de scăzută este o caracteristicănecesară a pigmenților
Funcția de bază a pigmenților este de a oferi culoare și este insolubilă în mediu. Dacă este dizolvat în apă, poate provoca decolorarea și migrația. Prin urmare, pigmenții anorganici sunt examinați ca compuși cu o solubilitate extrem de scăzută (de obicei KSP<10 ⁻¹⁰) during synthesis, such as:

Solubilitatea TIO ₂ este de aproximativ 0,1 mg/L (25 ℃, apăneutră), iar Fe ₂ O3 este aproape insolubil.

Dispersie vs. dizolvare
Pigmenții anorganici formează suspensii stabile în sisteme apoase prin dispersie (bazându -se pe tensioactivi, măcinare și alte procese) mai degrabă decât dizolvarea. Insolubilitatea sa asigură persistența culorii și stabilitatea sistemului, care este complet diferită de mecanismul coloranților (care trebuie dizolvate înainte de colorare).

4 、 Excepții și condiții speciale
Dizolvare sub acid puternic/Condiții alcaline: unii pigmenți anorganici pot reacționa în acid puternic/alcalin pentru a forma săruri solubile, dar rămâne stabil în apăneutră.

Pseudo dizolvarea pigmenților lanano -scală: particulele anorganice extrem de fine pot forma dispersie coloidală datorită efectelor de energie de suprafață, care par a fi „dizolvate”, dar de fapt suspendate ca particule minusculenedizolvate.

Motivul esențial pentru care pigmenții anorganici sunt insolubili în apă este faptul că legăturile lor chimice puternice, structura de cristal strânsă șinepotrivirea polarității cu apă îndeplinesc perfectnevoile lor de aplicare ca pigmenți - Prin dispersie, mai degrabă decât dizolvarea, ele pot prezenta în mod stabil culori în mediu, evitând eșecul sau migrația. Această caracteristică o face utilizată pe scară largă în domenii precum acoperiri, cerneluri, materiale plastice etc., devenind un material indispensabil în industrie și artă.