Definicja pigmentu i chemia

Pigment jest substancją o określonym kolorze, ponieważ selektywnie się wchłania długość fali światła. Chociaż wiele materiałów ma tę właściwość, pigmenty o praktycznym zastosowaniu są stabilne w normalnych temperaturach i mają wysoka siła barwienia, więc potrzebna jest tylko niewielka ilość, aby zobaczyć kolor, gdy jest stosowany na przedmiotach lub zmieszany z nośnikiem. Nazywa się pigmenty, które albo blakną, albo ciemnieją z czasem lub przy dłuższej ekspozycji na światło pigmenty ulotne.

Najwcześniejsze pigmenty pochodziły ze źródeł naturalnych, takich jak węgiel drzewny i minerały mielone. Paleolityczne i neolityczne obrazy jaskiniowe wskazują na sadzę, czerwoną ochrę (tlenek żelaza, Fe₂O₃) i żółtej ochry (uwodniony tlenek żelaza, Fe₂O₃· H₂O) były znane prehistorycznemu człowiekowi. Pigmenty syntetyczne zaczęły być stosowane już w roku p.n.e. 2000 Ołów biały wytworzono przez zmieszanie ołowiu i octu w obecności dwutlenku węgla. Błękit egipski (krzemian wapnia i miedzi) pochodzi ze szkła barwionego za pomocą malachitu lub innej rudy miedzi. Ponieważ opracowywanych było coraz więcej pigmentów, niemożliwe było śledzenie ich składu.

W XX wieku Międzynarodowa Organizacja Normalizacyjna (ISO) opracowała normy dotyczące właściwości i testowania pigmentów. Color Index International (CII) to opublikowany standardowy indeks, który identyfikuje każdy pigment zgodnie z jego składem chemicznym. Ponad 27 000 pigmentów jest indeksowanych w schemacie CII.

Pigment jest substancją, która jest albo sucha, albo inna nierozpuszczalny w swoim ciekłym nośniku. Pigment w postaci płynnej zawieszenie. W przeciwieństwie do tego barwnik jest albo płynnym barwnikiem, albo rozpuszcza się w cieczy stworzyć rozwiązanie. Czasami rozpuszczalny barwnik może wytrącić się w pigment z soli metalu. Pigment wykonany z barwnika w ten sposób nazywa się pigment jeziorny (np. jezioro aluminiowe, jezioro indygo).

Zarówno pigmenty, jak i barwniki absorbują światło, aby uzyskać określony kolor. Natomiast luminescencja jest procesem, w którym materiał emituje światło. przykłady luminescencji obejmują fosforescencja, fluorescencja, chemiluminescencja i bioluminescencja.

W biologii termin „pigment” definiuje się nieco inaczej, gdzie pigment odnosi się do dowolnej zabarwionej cząsteczki znajdującej się w komórce, niezależnie od tego, czy jest rozpuszczalny. Więc chociaż hemoglobina chlorofil, melanina i bilirubina (jako przykłady) nie pasują do wąskiej definicji pigmentu w nauce, są to pigmenty biologiczne.

W komórkach zwierzęcych i roślinnych występuje również kolor strukturalny. Przykładem mogą być skrzydła motyla lub pawie pióra. Pigmenty mają ten sam kolor bez względu na to, jak są oglądane, podczas gdy kolor strukturalny zależy od kąta patrzenia. Podczas gdy pigmenty są barwione przez selektywną absorpcję, kolor strukturalny wynika z selektywnego odbicia.

Pigmenty selektywnie absorbują długości fal światła. Kiedy białe światło uderza w cząsteczkę pigmentu, istnieją różne procesy, które mogą prowadzić do absorpcji. Sprzężone układy podwójnych wiązań absorbują światło w niektórych pigmentach organicznych. Pigmenty nieorganiczne mogą pochłaniać światło przez przenoszenie elektronów. Na przykład cynober pochłania światło, przenosząc elektron z anionu siarki (S^2-) do kationu metalu (Hg²⁺). Kompleksy przenoszenia ładunku usuwają większość kolorów białego światła, odbijając lub rozpraszając resztę, aby wyglądały jak określony kolor. Pigmenty absorbują lub odejmują długości fal i nie dodają do nich tak, jak robią to materiały luminescencyjne.

The spektrum padającego światła wpływa na wygląd pigmentu. Na przykład, pigment nie będzie wyglądał tak samo w świetle słonecznym, jak w świetle fluorescencyjnym, ponieważ pozostawia się do odbicia lub rozproszenia inny zakres długości fal. Kiedy reprezentowany jest kolor pigmentu, należy podać laboratoryjny kolor światła użyty do wykonania pomiaru. Zwykle jest to 6500 K (D65), co odpowiada temperaturze barwowej światła słonecznego.

Barwa, nasycenie i inne właściwości pigmentu zależą od innych związków, które towarzyszą mu w produktach, takich jak spoiwa lub wypełniacze. Na przykład, jeśli kupisz kolor farby, będzie on wyglądał inaczej w zależności od składu mieszanki. Pigment będzie wyglądał inaczej w zależności od tego, czy jego końcowa powierzchnia jest błyszcząca, matowa itp. Na toksyczność i stabilność pigmentu mają również wpływ inne chemikalia w zawiesinie pigmentu. Dotyczy to farb do tatuażu i ich przewoźnicy, między innymi aplikacjami. Wiele pigmentów są bardzo toksyczne same w sobie (np. ołów biały, zielony chrom, pomarańczowy molibdenian, biały antymon).

Pigmenty można klasyfikować według tego, czy są organiczne czy nieorganiczne. Pigmenty nieorganiczne mogą, ale nie muszą, być oparte na metalach. Oto lista niektórych kluczowych pigmentów:

• Pigmenty kadmu: czerwony kadm, żółty kadm, pomarańczowy kadm, zielony kadm, sulfoselenek kadmu
• Pigmenty chromu: chrom żółty, viridian (chrom zielony)
• Pigmenty kobaltowe: niebieski kobaltowy, fioletowy kobaltowy, niebieski ceruleanowy, aureolina (żółty kobaltowy)
• Pigmenty miedzi: azuryt, błękit egipski, malachit, zieleń paryska, purpurowy Han, błękit Han, verdigris, zieleń ftalocyjaninowa G, błękit ftalocyjaninowy BN
• Pigmenty tlenku żelaza: czerwona ochra, czerwień wenecka, błękit pruski, krwisty, kaput mortuum, tlenek czerwony
• Pigmenty ołowiu: czerwony ołów, biały ołowiowy, biały kremowy, żółty w Neapolu, żółty ołowiowy
• Pigment manganowy: fiolet manganowy
• Pigment rtęciowy: cynobrowy
• Pigmenty tytanu: biały tytan, czarny tytan, żółty tytan, beż tytanowy
• Pigmenty cynku: biały cynk, ferryt cynku

• Pigmenty węgla: sadza, czerń kości słoniowej
• Ziemie gliniaste (tlenki żelaza)
• Pigmenty ultramarynowe (lapis lazuli): ultramaryna, ultramaryna zielona

• Pigmenty biologiczne: alizaryna, szkarłatna alizaryna, gamboge, koszenila czerwona, róża madder, indygo, indyjski żółty, purpurowy tyrian
• Niebiologiczne pigmenty organiczne: chinakrydon, magenta, żółty diarylid, niebieski ftalowy, zielony ftalowy, czerwony 170