Некоторые пара-аминокрасители при изменении рН среды резко меняют окраску. Это свойство позволяет применять их в качестве кислотно-основных индикаторов. Причина изменения окраски заключается в образовании солей за счет азогруппы.
Например, индикатор метиловый оранжевый (4-диметиламино-4?-азобензолсульфокислота) в щелочной среде окрашен в желтый цвет, а в кислой – в красный:
|
|
•• ?– H+
(CH3)2N – N = N? SO3– (CH3)2N+ = =N – N– SO3–
НО– H
желтый цвет красный цвет (хиноидная структура)
Хиноидная структура соединения дает более глубокую окраску.
Азосоединения – вещества окрашенные, так как имеют хромофорную группу –N =N–, способствующую поглощению света в видимой области спектра. Окси- и аминоазосоединения являются красителями.
Ауксохромные окси- и аминогруппы углубляют цвет и способствуют связыванию красителей с волокном.
Ауксохромные группы начинают р-?-сопряжение в красителе за счет неподеленной пары электронов на гетероатоме, а хромофорная группа как бы заканчивает это сопряжение, поглощая свет. Чем длиннее цепочка сопряжения, тем глубже цвет.
Ауксохромы работают в передаче основных свойств удаленному атому азота хромофорной группы только при условии плоского строения молекулы красителя, только в этом случае происходит сопряжение системы.
В метиловом оранжевом ауксохромной группой является N,N-диметиламино-группа, а хромофорной группой является азо-группа –N=N – . При сопряжении в красителе активный центр с аминогруппы перемещается на азо-группу, поэтому в кислой среде протон взаимодействует с частично отрицательным зарядом атома азота в азо-группе, а положительный заряд перемещается на аммонийный атом азота аминогруппы. Наибольшее сопряжение достигается тогда, когда заместитель встает в пара-положение кольца.
Появление окраски обусловлено поглощением света в интервале длин волн ?=4000-8000 А0 или 400-800 нм. Этим длинам волн соответствует энергия 71-36 ккал/моль. Поглощаемая энергия расходуется на возбуждение внешних электронов: эти электроны переходят на более высокую (разрыхляющую) орбиталь. Возбужденная молекула может далее путем перераспределения энергии диссоциировать или вернуться в основное состояние с излучением (флуоресценция или фосфоресценция) или без излучения.
Для появления окраски необходимо присутствие в соединении достаточно длинной цепочки сопряжения кратных связей или других способных поглощать в указанном интервале групп (-N = N -, -N=O и др.).
Для того, чтобы краситель связывался с волокном, необходимо, чтобы он содержал полярные группы, способные взаимодействовать с полярными группами волокна (прямое крашение), либо растворялся в волокне (дисперсионные красители), либо связывался с другими веществами, нанесенными на ткань (протравное крашение).
Азокрасители часто получают непосредственно на волокне (ледяное крашение): сначала обрабатывают ткань азосоставляющей (каким-либо фенолом или амином), а затем наносят рисунок ледяным раствором какой-либо соли диазония.
Анна Карцова. Кислотно-основные свойства органических соединений
