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顏色產生的原理與染料的關系
集萃印花網  2009-04-22

    【集萃網觀察】分子輻射吸收現(xiàn)象:

    分子至少含有二個原子且彼此受到一些能量的牽制,這能量含括可寫成;

    總能量 =滾動能 +振動能 +電子解離能

    分子滾動能量其輻射吸收僅在紅外線之外,若再加上振動能也僅進入紅外線光譜區(qū)附近,假若要吸收光譜在可見光或紫外光區(qū),就需關切到染料結構以及電子解離、游離或跳離的情況判定,而有機化合物產生無色現(xiàn)象通常是吸收輻射光譜在紫外光區(qū)。而能量需求來源是由基態(tài)(E0)提升到激發(fā)態(tài)(E1)而得。

    根據量子理論:原子或分子能階上由輻射產生的能量轉移發(fā)生了不連續(xù)之能量包或量子,會聚而成一吸收光譜圖。(每一波長放射出來有重迭現(xiàn)象,所以會產生連續(xù)曲線,解釋以單一波長較能理解;而實際上應一束光來看之。)

    △E = E1 -E0 = hν= hc /λ

    ν:頻率

    λ:吸收輻射線之波長

    h: Planck’s常數(shù)

    飽和脂肪族化合物因緊密結合使由電子鍵結形成的結構產生較穩(wěn)定狀態(tài);導致不易跳離,若要發(fā)生其電子解離能必定其能量大得多。

    簡易不飽和化合物,例:CH2=CH2其解離能大約在710 KJ/mole其吸收光譜在U.V. 175nm處測得一peak;若有較多不飽和化合物聚集結合,將使得最大吸收波長往長波長移動,也就是說電子跳動更加容易,一但解離能若在148.4 KJ/mole~ 297 KJ/mole之間;也就是輻射放射波長在400nm~ 800 mm時所需之能量,我們眼睛即可看得到顏色。

    圖示以氫原子和氫分子來解釋之: Theory of O.N.Witt

    不飽和的環(huán)狀分子(含有π鍵)加上發(fā)色團即可產生顏色來,若要形成染料必需加入助色團才能得到。

    接上助色團的目的為:

    (1)幫助染料上色,增強發(fā)色團發(fā)色能力。

    (2)增加染料和被染物之間的親和力。

    (3)增加染料對水的溶解度。

    親電子性取代反應(Electrophilic Substition):E⊕

    具有電子云密度較高的物質;例如:Benzene頗能吸引缺電子物質與之結合,而這些缺電子物質便稱為具有親電性現(xiàn)象,然而結合后的產物若遇到親電性較強的缺電子物質,則親電性較弱的物質便會被取代出來。這個過程稱為親電性取代反應。

    親核性取代反應(Nucleophilic Substition):NuΘ

    一些缺電子的物質,例:碳離子頗能引起電子云密度較高物質與之結合。而這些電子云密度較高的物質便具有親核性的現(xiàn)象,然而結合后的產物若遇到親核性較強的物質,則親核性較弱的物質將會被取代出來。這過程稱為親核性取代反應。

    染料或顏料都有其選擇性吸收可見光區(qū)某一特定波長之能力,其因分子結構特性而改變。假若我們認定光的波長使我們感覺顏色來再加上輻射吸收的看法,而形成白光結果;那么我們可大膽地確定所看到的顏色和吸收之色光將會有互補的效果。

    Lambert’s Law:

    表達入射和吸收所放出之波長相關平衡式:

    I = Ioe-kd

    IO :入射光之強度

    I :傳送光之強度

    k :吸收常數(shù)(與物體本身有關)

    d :光經過物體的路徑

    Lambert - Beer Law :考慮溶劑選用:

    大前題其染料與溶劑不發(fā)生化學反應,反之;即不能使用上述公式。

    (1)溶劑完全溶解染料,不能有懸浮物因會產生亂射或散射。

    (2)不發(fā)生化學反應。

    (3)最好沒毒性且揮發(fā)性不要太高。(沸點不可太低)

    (4)溶劑易買到,價錢便宜。

    (5)需為稀釋溶液………

  
  
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