Tại sao các sắc tố vô cơ không hòa tan trongnước

Các sắc tố vô cơ rất khó hòa tan trongnước, chủ yếu là do thành phần hóa học, cấu trúc phân tử và tính chất vật lý của chúng. Các lý do cụ thể có thể được phân tích từ các khía cạnh sau:

1 、 Tính ổn định của liên kết hóa học và cấu trúc tinh thể
Tăng cường vai trò của các phím học tập
Các sắc tố vô cơnhư màu xanh coban và màu đồng crom màu đen chủ yếu là các oxit kim loại hoặc các sắc tố pha hỗn hợp oxit kim loại, sunfua kim loại, muối kim loại, v.v .../mol.

Đóng gói tinh thể chặt chẽ
Cấu trúc tinh thể của các sắc tố vô cơ thường có sự sắp xếpnguyên tử có trật tự cao và các lực liên phân tử mạnh mẽ (năng lượng mạng).

Sự thẩm thấu của các phân tửnước đòi hỏi phải khắc phụcnăng lượng mạng lớn vànăng lượng hòa tan củanước (năng lượng được giải phóng bởi hydrat hóa) là không đủ để bù đắpnăng lượngnày, khiến quá trình hòa tan khó xảy ra một cách tựnhiên.

2 Phù hợp phân cực vànguyên tắc "khảnăng tương thích tương tự"
Sự khác biệt phân cực
Nước là dung môi cực mạnh, trong khi sự phân cực của các sắc tố vô cơ rất phức tạp

Mặc dù một số sắc tố vô cơ chứa liên kết cực, cấu trúc tinh thể tổng thể của chúng không phải-phân cực hoặc phân cực yếu (do hủy đối xứng các trung tâm điện tích dương và âm), không phù hợp với sự phân cực mạnh củanước. Lực tương tác liên phân tửnhỏ hơnnhiều so với liên kết hydro giữa các phân tửnước, gây khó khăn cho việc "bị bao vây" và hòa tan bằngnước.

Ngay cả khinó chứa cácnhóm cực,nó được cố định bằng các liên kết hóa học được tăng cường trong tinh thể và không thể tự do hình thành các ionngậmnước vớinước.

Ví dụ: sự tương đồng hòa tan '

Cácnhóm phân cực của các sắc tố vô cơ bị khóa trong các tinh thể cứng và không thể tương tác một cách hiệu quả vớinước, dẫn đến hiện tượng "sự tương đồng phân cựcnhưng không hòa bình" (về cơ bản là do liên kết của cấu trúc tinh thể).

3 Lựa chọn thiết kế các yêu cầu ứng dụng và độ hòa tan
Độ hòa tan cực thấp là một đặc điểm cần thiết của các sắc tố
Chứcnăng cốt lõi của các sắc tố là cung cấp màu sắc và không hòa tan trong môi trường. Nếu hòa tan trongnước,nó có thể gây ra mờ dần và di chuyển. Do đó, các sắc tố vô cơ được sàng lọc dưới dạng các hợp chất có độ hòa tan cực thấp (thường là KSP<10 ⁻¹⁰) during synthesis, such as:

Độ hòa tan của TiO chỉ khoảng 0,1 mg/L (25,nước trung tính)và Fe ₂ O3 gầnnhư không hòa tan.

Phân tán so với giải thể
Các sắc tố vô cơ hình thành các huyền phù ổn định trong các hệ thốngnước thông qua sự phân tán (dựa vào chất hoạt động bề mặt, mài và các quy trình khác) thay vì giải thể. Khảnăng không hòa tan củanó đảm bảo sự tồn tại của màu sắc và sự ổn định của hệ thống, hoàn toàn khác với cơ chế thuốcnhuộm (cần được hòa tan trước khi tô màu).

4 、ngoại lệ và điều kiện đặc biệt
Hòa tan dưới axit mạnh/Điều kiện kiềm: Một số sắc tố vô cơ có thể phản ứng trong axit mạnh/kiềm để tạo thành muối hòa tan,nhưng vẫn ổn định trongnước trung tính.

Sự hòa tan giả của các sắc tốnano: Các hạt vô cơ cực kỳ mịn có thể hình thành sự phân tán keo do các hiệu ứngnăng lượng bề mặt, dườngnhư bị "hòa tan"nhưng thực sự lơ lửng dưới dạng các hạtnhỏ không được giải quyết.

Lý do thiết yếu tại sao các sắc tố vô cơ không hòa tan trongnước là liên kết hóa học mạnh mẽ, cấu trúc tinh thể chặt chẽ và sự không phù hợp vớinước đáp ứng hoàn hảonhu cầu ứng dụng của chúngnhư các sắc tố - Bằng cách phân tán thay vì hòa tan, chúng có thể trình bày ổn định màu sắc trong môi trường, tránh thất bại hoặc di chuyển. Đặc điểmnày làm chonó được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vựcnhư lớp phủ, mực,nhựa, v.v., trở thành một vật liệu không thể thiếu trongngành côngnghiệp vànghệ thuật.