شیمی در آشپزخانه
مهر 13, 1402
مثلث رنگرزی با مواد رنگزای مستقیم
آبان 1, 1402
به طور کلی رنگ حاصل واکنش نور دیدگانی(مرئی) با اجسام می باشد. نور دیدگانی محدوده کوچکی از امواج الکترومغناطیس است که شامل ۳۸۰ نانومتر تا ۷۶۰ نانومتر می باشد.
ناحیه دیدگانی یا مرئی فقط ۰/۰۰۳۵٪ از امواج الکترومغناطیس را تشکیل می دهد یعنی اگر محدوده امواج الکترومغناطیس را به ۲۸۵۷۱ بخش تقسیم کنیم ما فقط یک بخش از امواج الکترومغناطیس را می توانیم ببینیم.
محدوده دیدگانی یا مرئی امواج الکترومغناطیس شامل نورهای بنفش- نیلی- آبی- سبز- زرد- نارنجی و قرمز می باشند.
از آنجایی که نورهای مختلف اثر یکدیگر را ختثی می کنند نور خورشید را بی رنگ می بینیم. اما با استفاده از یک منشور یا توری پراش می توانیم نور سپید را به اجزای سازنده اش تفکیک کنیم.
نورهای اصلی شامل قرمز-سبز-آبی میباشند که به صورت زیر مکمل هم هستند و اثر یکدیگر را خنثی می کنند یعنی ترکیب آنها سپید( بی رنگ) می شوند:
زرد- آبی…..قرمز -فیروزه ای…..سبز- ارغوانی
جسم سپید تمام طول موج های ناحیه دیدگانی را بازتاب می کند.
جسم سیاه تمام طول موج های ناحیه دیدگانی را جذب می کند.
و اگر جسمی فقط بخشی از طول موج دیدگانی را جذب کند آن جسم به رنگ مکمل نور جذب شده دیده می شود. مثلآ اگر جسمی در ناحیه زرد جذب داشته باشد آن جسم به رنگ آبی (که مکمل زرد است) دیده می شود.
همچنین در اینجا هر نور رنگی را که انتخاب کنید مکمل آن را به شما نشان می دهد.
مواد رنگی مکمل شامل سه رنگ اصلی زرد و قرمز و آبی می باشند که به صورت زیر مکمل هم هستد و اثر هم را خنثی می کنند که ترکیب آنها مشکی می شود:
قرمز-سبز…..نارنجی-آبی…..بنفش-زرد
هر موج الکترومغناطیس در محدوده ی مرئی طیف رنگ خاصی دارد به عنوان مثال رنگ آبی دارای طول موج ۴۳۰ تا ۴۹۰ نانومتر و رنگ زرد دارای طول موج ۵۶۰ تا ۵۹۰ نانومتر می باشد ارتباط بین طول موج نور و رنگ مشاهده شده در جدول زیر نشان داده شده است نور قرمز دارای طویل ترین طول موج و نور بنفش دارای کوتاه ترین موج می باشد
برای اینکه جسمی رنگی دیده شود باید توسط یک منبع نوری روشن شود تا نور انعکاس یافته از کالا به چشم مشاهده کننده برسد و آن رنگ را درک کند هنگامی که نور سفیدی به پارچه رنگی برخورد می کند قسمتی از نور جذب میشود و قسمتی دیگر منعکس می شود نور جذب شده همواره دیده نمی شود ولی نور منعکس شده قابل روئیت می باشد به عنوان مثال اگر نور سفید به پارچه ی آبی رنگ برخورد کند پارچه طول موج مربوط به رنگ زرد را جذب میکند و در نتیجه آبی به نظر می رسد(زرد و آبی یکدیگر را خنثی می کنند).
در جدول زیر رابطه ی بین نور جذب شده و رنگ مشاهده شده نشان داده شده است.
اگر جسم رنگی درخشان به نظر برسد این یعنی فقط یک بخش کوچک از ناحیه دیدگانی (مرئی) از امواج الکترومغناطیس را جذب می کند اما اگر جسم رنگی کدر به نظر برسد یعنی بیش از یک بخش امواج الکترومغناطیس را جذب می کند.
برای نمونه آبی درخشان 1 Brilliant blue FCF (Blue 1) که یک رنگینه خوراکی است فقط طول موج 630nm (قرمز) از ناحیه دیدگانی(380nm-760nm) به منحنی طیفی آن و همچنین به رنگ آبی درخشان آن نگاه کنید:
اما کلوروفیل a در دو طول موج دیدگانی یا مرئی(طول موج های 430 و 662 نانومتر) جذب دارد. به طیف و رنگ مشاهده شده آن نگاه کنید:
برای مقایسه از جدول زیر هم می توانید برای پیدا کردن رنگ طول موج جذب شده و رنگ طول موج مشاهده شده استفاده کنید:
همچنین معرف متیل رد در محیط قلیایی طول موجب بنفش(435nm) را جذب می کند و زرد رنگ مشاهده می شود و در محیط اسیدی طول موج فیروزه ای(520nm) را جذب می کند و سرخ رنگ دیده می شود.
مواد رنگی با بیش از دو ماکزیمم جذب در ناحیهٔ مرئی
۱) رنگهای طبیعی (Natural Pigments)
| گروه مولکولی | نمونه | تعداد پیک جذب در مرئی | طول موجهای تقریبی (nm) | توضیح علمی |
|---|---|---|---|---|
| پورفیرینها | پروتوپورفیرین IX | ۵ | 405، 505، 540، 575، 620 | باند Soret قوی + چهار باند Q ضعیفتر |
| کلروفیلها | کلروفیل a | ۳–۵ | 430، 450–480، 660، 680 | در کمپلکسهای پروتئینی پیکهای فرعی ظاهر میشوند |
| کاروتنوئیدها | بتاکاروتن | ۳ | 425، 450، 480 | سیستم مزدوج طولانی با پیوندهای دوگانه متوالی |
| آنتوسیانینها | سیانیدین | ۲–۴ | 440–480، 520–540 | طیف و تعداد پیکها وابسته به pH محیط است |
| بتاسیانینها | بتانین | ۳ | 480، 535، 600 | رنگدانهٔ اصلی لبو با چند پیک در مرئی |
۲) رنگهای مصنوعی (Synthetic Dyes)
| گروه مولکولی | نمونه | تعداد پیک جذب در مرئی | طول موجهای تقریبی (nm) | توضیح |
|---|---|---|---|---|
| فتالوسیانینها | Cu‑phthalocyanine | ۴–۶ | 350–400، 450–500، 600–700 | رنگ آبی–سبز بسیار پایدار با سیستم آروماتیک گسترده |
| آزو رنگها | Congo Red | ۳–۵ | 350–450، 500–510 | چندین گروه آزو و حلقهٔ آروماتیک |
| تریفنیلمتانها | کریستال ویولت | ۳ | 420، 550، 590 | انتقالهای π→π* متعدد در حلقههای آروماتیک |
| ایندیگوئیدها | ایندیگو | ۳ | 420، 450، 600 | ساختار مزدوج دوگانه با گروههای کربونیل |
| کوئینونها | آلیزارین | ۳ | 430، 480، 520 | رنگدانهٔ تاریخی با هستهٔ آنتراکینون |
۳) رنگهای زیستی–پروتئینی (Biochromes)
| مولکول | تعداد پیک جذب در مرئی | طول موجهای تقریبی (nm) | توضیح |
|---|---|---|---|
| هموگلوبین (O₂-Hb) | ۴–۵ | 415، 540، 575، 600 | پورفیرین حاوی آهن با چند باند Q و Soret |
| بیلیوردین | ۳ | 380، 450، 670 | رنگ سبز صفرا، محصول تجزیهٔ هم |
| ردوپسین | ۳–۴ | 380–420، 500–520 | رنگدانهٔ بینایی در شبکیه، کروموفور رتینال |
۴) رنگهای معدنی (Inorganic Pigments)
| ترکیب | تعداد پیک جذب در مرئی | طول موجهای تقریبی (nm) | توضیح |
|---|---|---|---|
| TiO₂ دوپشده | ۳–۴ | حدود 400–500 | ترکیب انتقالهای d–d و charge transfer |
| کمپلکسهای Mn و Fe | ۳–۵ | 450–700 | انتقالهای d–d متعدد در کمپلکسهای فلزی |
با سپاس از توجه و تصحیح مهندس کیوان صانعی
سرچشمه ها:
https://www.artyfactory.com/color_theory/color-theory-quiz.html
https://www.britannica.com/science/RGB-colour-model
https://byjus.com/physics/visible-light/
https://www.radiantvisionsystems.com/blog/chemistry-light-color
http://chap.sch.ir/sites/default/files/lbooks/96-97/120/C211241.pdf
https://docbrown.info/page06/spectra/0uv-visible-spectra-09inds.htm
