- χρωστικά
- Ουσίες ζωηρά χρωματισμένες και ικανές, έστω και σε μικρές ποσότητες, να δώσουν σταθερούς χρωματισμούς σε υλικά διάφορης φύσης. Τα χ. μπορεί να είναι φυσικά ή συνθετικά, οργανικά ή ανόργανα.
Τα φυσικά χ. είναι φυτικά και ζωικά, όπως η χλωροφύλλη, η αιμοσφαιρίνη, ο μελανίτης, το ανθοκυάνιο και τα χ. του καρότου. Τα οργανικά χ. είναι ουσίες με πολύπλοκη σύνθεση, ανήκουν στη σειρά των αρωματικών ενώσεων και περιέχουν, κατά το πλείστον, άνθρακα, υδρογόνο, οξυγόνο, άζωτο και μερικές φορές θείο και αλογόνα: γενικά, έχουν υψηλό μοριακό βάρος και είναι διαλυτά, δυσδιάλυτα ή αδιάλυτα.
Τα ανόργανα χ. είναι όλα αδιάλυτα και αποτελούνται από οξείδια μετάλλων ή από άλατα, απλά ή σύνθετα· χρησιμοποιούνται αποκλειστικά για υδροχρώματα, ελαιοχρώματα, στη ζωγραφική και για σμάλτα. Τα ανόργανα χ., σε σχέση με τα οργανικά, έχουν λιγότερη λαμπρότητα, μικρότερη χρωστική ικανότητα και μεγαλύτερη πυκνότητα.
Ιστορία. Από τους αρχαίους χρόνους χρησιμοποιούνται χ. φυτικής και ζωικής προέλευσης, όπως από ορισμένα φυτά (ινδικό), από ξύλα, ρίζες, άνθη, από λειχήνες, έντομα και μαλάκια. Σήμερα, περίπου όλα τα χ. παράγονται με σύνθεση και η ιστορία τους μπορεί να θεωρηθεί ότι άρχισε το 1771, όταν ο Άγγλος χημικός Πίτερ Γουλφ (περίπου 1730 – 1803) πέτυχε για πρώτη φορά την παρασκευή του πικρικού οξέος (κατά την αντίδραση του ινδικού με το νιτρικό οξύ) και παρατήρησε ότι το προϊόν αυτό είχε την ιδιότητα να βάφει κίτρινο το μετάξι. Το 1856, ο Πέρκιν ανακάλυψε ένα ιώδες χ., τη μαλβεΐνη, το πρώτο συνθετικό πραγματικό χ., και, χάρη στις μελέτες και στις ανακαλύψεις του, άρχισε η χημική βιομηχανία παραγωγής χ., η οποία αναπτύχθηκε ταχύτατα στη Μεγάλη Βρετανία, στη Γαλλία και στη Γερμανία.
Μετά την ανακάλυψη των πρώτων χ., η οποία ήταν εμπειρική ή τυχαία, άρχισε η σύνθεση νέων προϊόντων με ικανοποιητικές τεχνολογικές ιδιότητες και ιδρύθηκαν μεγάλα βιομηχανικά συγκροτήματα και εργαστήρια ερευνών. Από τα πρώτα αποτελέσματα ήταν η αντίδραση της διαζώτωσης, που οδήγησε στην παρασκευή των αζωχρωμάτων, η συνθετική παρασκευή του ινδικού (1878) και ακολούθησαν τα χρώματα ανιλίνης, ναφθολίου κ.ά.
χημική σύσταση. Την πρώτη θεωρία (1868) για τη σύσταση των χ. διετύπωσαν οι Γερμανοί χημικοί Καρλ Γκρέμπε (1841 – 1927) και Καρλ Τέοντορ Λίμπερμαν (1842 – 1914) και βασίζεται στα ακόρεστα μόρια. Οι χημικοί αυτοί παρατήρησαν ότι τα έως τότε γνωστά χ. γίνονταν άχρωμα με την αναγωγή και επανακτούσαν το χρώμα τους με ακόλουθη οξείδωση το λογικό συμπέρασμα ήταν ότι το χρώμα έπρεπε να προσδιορίζεται με τη μορφή και τη δομή του τύπου της κινόνης.
Το 1876, ο χημικός και τεχνολόγος Ότο Νικολάους Βιτ (1853 – 1915) απέδωσε τα χαρακτηριστικά των χ. στην ταυτόχρονη παρουσία στα μόριά τους σε δύο συγκροτήματα ατόμων, που τα ονόμασε χρωμοφόρα και αυξόχρωμα. Το χρωμοφόρο προσδιορίζει το χρώμα και μπορεί να είναι ένα συγκρότημα δεσμών άνθρακα και αζώτου, όπως το νιτρικό (–ΝΟ2), το νιτρώδες (=NO), το διαζωικό (–N = N–), οι αζίνες, το τριφαινυλμεθάνιο. Τα αυξόχρωμα συγκροτήματα, ανίκανα μόνα τους να δώσουν χρώμα, αυξάνουν την ενέργεια του χρωμοφόρου και προσδιορίζουν τις ιδιότητες βαφής. Αποτελούνται γενικά από συγκροτήματα ελαφρά αλκαλικά ή όξινα, όπως τα αμινικά και τα φαινολικά υδροξύλια.
Κατά τις επόμενες δεκαετίες διατυπώθηκαν πολλές θεωρίες και υποθέσεις, οι οποίες όμως βελτίωσαν παρά αντικατέστησαν την άποψη του Βιτ. Μια νέα θεωρία παρουσιάστηκε το 1914 από τους Άνταμς και Ρόζενσταϊν, οι οποίοι υπέθεσαν ότι το ιώδες των κρυστάλλων οφείλεται σε ταλάντωση ενός ηλεκτρονίου. Το 1935 ο Μπέρι εφάρμοσε αυτή την υπόθεση σε διάφορα χ. και απέδειξε ότι απορρέουν από μεταβολές στη διάταξη των ηλεκτρονίων και ότι είναι δυνατή η συνεχής μετακίνηση των διπλών δεσμών. Με τις νεώτερες εργασίες του Πόλινγκ και άλλων ερευνητών καθορίστηκε ότι όλα τα χ. είναι υβρίδια ηλεκτρονικής διαδικασίας και προτιμήθηκε η έκφραση του χρωμοφορικού συστήματος αντί του χρωμοφόρου συγκροτήματος· έτσι νοείται ένας τύπος δομής με συζυγείς διπλούς δεσμούς, που αποτελούν το χρωμοφορικό σύστημα.
Με την ανάπτυξη της κβαντικής μηχανικής έγινε δυνατός, με ικανοποιητικά αποτελέσματα, ο θεωρητικός υπολογισμός του χρώματος που δίνει ένα χ. αν είναι γνωστός ο χημικός του τύπος.
Συμπεριφορά τεσσάρων φυσικών μορφών ενός χρωστικού (Indanthren) στο νερό: η στιγμή κατά την οποία η σκόνη έρχεται σε επαφή με το νερό. Στα τέσσερα δοχεία δεν έχουν βάλει την ίδια μορφή σκόνης: στο πρώτο, αριστερά, είναι σκόνη κοινή, και στα τρία υπόλοιπα, μορφές μεσαίας, υψηλής και υψηλότατης διαλυτικής ικανότητας, οι οποίες δημιουργήθηκαν κάτω από ειδικές συνθήκες ξήρανσης.
Συμπεριφορά τεσσάρων φυσικών μορφών ενός χρωστικού (Indanthren) στο νερό: η στιγμή κατά την οποία η σκόνη έρχεται σε επαφή με το νερό. Στα τέσσερα δοχεία δεν έχουν βάλει την ίδια μορφή σκόνης: στο πρώτο, αριστερά, είναι σκόνη κοινή, και στα τρία υπόλοιπα, μορφές μεσαίας, υψηλής και υψηλότατης διαλυτικής ικανότητας, οι οποίες δημιουργήθηκαν κάτω από ειδικές συνθήκες ξήρανσης.
Dictionary of Greek. 2013.