Чому неорганічні пігменти нерозчинні у воді

Неорганічні пігменти важко розчиняти у воді, головним чином через їх хімічний склад, молекулярну структуру та фізичні властивості. Конкретні причини можна проаналізувати з таких аспектів:

1 、 стабільність хімічних зв’язків та кристалічної структури
Зміцнення ролі навчальних ключів
Неорганічні пігменти, такі як кобальтовий синій та мідний хром чорний колір - це переважно оксиди металів або змішані фазові пігменти з оксиду металу, сульфіди металів, металеві солі тощо./моль.

Щільна кришталева упаковка
Кристалічна структура неорганічних пігментів, як правило, має дуже упорядковане атомне розташування та сильні міжмолекулярні сили (Гратська енергія).

Проникнення молекул води вимагає подолання величезної енергії решітки та енергії розчину води (енергія, що виділяється гідратацією) недостатньо для компенсації цієї енергії, що ускладнює процес розчинення спонтанно.

2 、 узгодження полярності та принцип "подібної сумісності"
Різниця полярності
Вода є сильно полярним розчинником, тоді як полярність неорганічних пігментів є складною

Хоча деякі неорганічні пігменти містять полярні зв’язки, їх загальна кристалічна структура не є-полярний або слабо полярний (Через симетричне скасування позитивних та негативних центрів зарядки), що не відповідає сильній полярності води. Сила міжмолекулярної взаємодії значно менша, ніж воднева зв'язок між молекулами води, що ускладнює бути "оточеним" та розчиненим водою.

Навіть якщо він містить полярні групи, він фіксується зміцненими хімічними зв’язками в кристалі і не може вільно утворювати зволотні іони водою.

Контрприклад "подібності розчиняється"

Полярні групи неорганічних пігментів заблоковані в жорстких кристалах і не можуть ефективно взаємодіяти з водою, що призводить до явища "подібності полярності, але нерозчинність" (по суті через зв'язування кристалічної структури).

3 、 Вибір проектування вимог до розчинності та застосування
Надзвичайно низька розчинність є необхідною характеристикою пігментів
Основна функція пігментів полягає у забезпеченні кольору та нерозчинні в середовищі. Якщо розчинити у воді, це може спричинити згасання та міграцію. Тому неорганічні пігменти обстежуються як сполуки з надзвичайно низькою розчинністю (зазвичай KSP<10 ⁻¹⁰) during synthesis, such as:

Розчинність TiO ₂ становить лише близько 0,1 мг/Л (25 ℃, нейтральна вода), і Fe ₂ O3 майже нерозчинний.

Дисперсія проти розірвання
Неорганічні пігменти утворюють стабільні суспензії у водних системах через дисперсію (покладаючись на поверхнево -активні речовини, шліфування та інші процеси) а не розчинення. Його нерозчинність забезпечує стійкість кольору та стабільність системи, яка абсолютно відрізняється від механізму барвників (які потрібно розірвати перед фарбуванням).

4 、 Винятки та особливі умови
Розчинення при сильній кислоті/Лужні умови: Деякі неорганічні пігменти можуть реагувати у сильній кислоті/Луг утворює розчинні солі, але залишається стабільним у нейтральній воді.

Псевдо розчинення нанорозмірних пігментів: Надзвичайно дрібні неорганічні частинки можуть утворювати колоїдну дисперсію через поверхневі енергетичні ефекти, виявляються "розчиненими", але насправді суспендією як нерозчинені крихітні частинки.

Основна причина, чому неорганічні пігменти нерозчинні у воді, полягає в тому - Розсіюючи, а не розчиняючи, вони можуть стабільно представляти кольори в середовищі, уникаючи невдач або міграції. Ця характеристика робить його широко використовується в таких сферах, як покриття, чорнила, пластмаси тощо, стає незамінним матеріалом у промисловості та мистецтві.