Cromóforos: grupos, funções e aplicações - Ciência - 2023

science

Contente

o cromóforos são os elementos do átomo de uma molécula responsável pela cor. Nesse sentido, são portadores de vários elétrons que, uma vez estimulados pela energia da luz visível, refletem a gama de cores.

No nível químico, o cromóforo é responsável por estabelecer a transição eletrônica da banda do espectro de absorção de uma substância. Em bioquímica, são responsáveis ​​pela absorção da energia luminosa envolvida nas reações fotoquímicas.

A cor percebida através do olho humano corresponde aos comprimentos de onda não absorvidos. Dessa forma, a cor é consequência da radiação eletromagnética transmitida.

Nesse contexto, o cromóforo representa a parte da molécula responsável pela absorção dos comprimentos de onda na faixa do visível. O que influencia o comprimento de onda refletido e, portanto, a cor do elemento.


A absorção da radiação UV é realizada com base no comprimento de onda recebido pela variação do nível de energia dos elétrons e do estado de recepção: excitado ou basal. Na verdade, a molécula adquire certa cor ao capturar ou transmitir certos comprimentos de onda visíveis.

Grupos cromóforos

Os cromóforos são organizados em grupos funcionais responsáveis ​​pela absorção da luz visível. Os cromóforos são normalmente constituídos por ligações duplas e triplas carbono-carbono (-C = C-): tal como grupo carbonil, grupo tiocarbonil, grupo etileno (-C = C-), grupo imino (C = N), grupo nitro, grupo nitroso (-N = O), grupo azo (-N = N-), grupo diazo (N = N), grupo azoxi (N = NO), grupo azometina, grupo dissulfeto (-S = S-) e o anéis aromáticos como paraquinona e ortoquinona.

Os grupos cromóforos mais comuns são:

  • Cromóforos de etileno: Ar- (CH = CH) n-Ar; (n≥4)
  • Cromóforos azo: -R-N = N-R
  • Cromóforos aromáticos:
    • Derivados de trifenilmetano: [Ar3CH]
    • Derivados da antraquinona
    • Ftalocianinas
    • Derivados hetero-aromáticos

Grupos de cromóforos apresentam elétrons ressoando em uma certa frequência, que capturam ou irradiam luz continuamente. Uma vez ligados a um anel de benzeno, naftaleno ou antraceno, eles aumentam a absorção de radiação.


Entretanto, essas substâncias requerem a incorporação de moléculas de grupos auxocrômicos, a fim de reforçar a coloração, fixando e intensificando o papel dos cromóforos.

Mecanismo e função

No nível atômico, a radiação eletromagnética é absorvida quando ocorre uma transformação eletrônica entre dois orbitais de diferentes níveis de energia.

Quando em repouso, os elétrons ficam em um determinado orbital, quando absorvem energia, os elétrons vão para um orbital superior e a molécula vai para um estado de excitação.

Nesse processo existe um diferencial de energia entre os orbitais, que representa os comprimentos de onda absorvidos. Com efeito, a energia absorvida durante o processo é liberada e o elétron passa de um estado excitado para sua forma original em repouso.

Como consequência, essa energia é liberada de várias maneiras, sendo a mais comum na forma de calor, ou pela liberação de energia por meio da difusão de radiação eletromagnética.


Este fenômeno de luminescência é comum na fosforescência e fluorescência, onde uma molécula se acende e adquire energia eletromagnética, entrando em um estado excitado; Na reversão ao estado basal, a energia é liberada por meio da emissão de fótons, ou seja, pela radiação de luz.

Auxocromos

A função dos cromóforos está ligada aos auxocromos. Um auxocromo constitui um grupo de átomos que, acoplado a um cromóforo, modifica o comprimento de onda e a intensidade de absorção, influenciando a maneira como o referido cromóforo absorve a luz.

Um auxocromo sozinho não pode produzir cor, mas ligado a um cromóforo tem a capacidade de intensificar sua cor. Na natureza, os auxocromos mais comuns são grupos hidroxila (-OH), grupo aldeído (-CHO), grupo amino (-NH2), grupo metil mercaptano (-SCH3) e halogênios (-F, -Cl, -Br, -EU).

O grupo funcional dos auxocromos possui um ou mais pares de elétrons disponíveis que, quando ligados a um cromóforo, modificam a absorção do comprimento de onda.

Quando os grupos funcionais são conjugados diretamente com o sistema Pi do cromóforo, a absorção é intensificada conforme aumenta o comprimento de onda que captura a luz.

Como a cor é alterada?

Uma molécula tem uma cor que depende da frequência do comprimento de onda absorvido ou emitido. Todos os elementos têm uma frequência característica chamada frequência natural.

Quando o comprimento de onda é semelhante em frequência à frequência natural de um objeto, é mais facilmente absorvido. Nesse sentido, esse processo é conhecido como ressonância.

É um fenômeno pelo qual uma molécula captura radiação com uma frequência semelhante à frequência do movimento dos elétrons em sua própria molécula.

Nesse caso, intervém o cromóforo, elemento que captura o diferencial de energia entre os diferentes orbitais moleculares que estão dentro do espectro da luz, de forma que a molécula fica colorida porque captura certas cores da luz visível.

A intervenção dos auxocromos provoca a transformação da frequência natural do cromóforo, então a cor é modificada, em muitos casos a cor é intensificada.

Cada auxocromo produz certos efeitos nos cromóforos, modificando a frequência de absorção dos comprimentos de onda de diferentes partes do espectro.

Inscrição

Devido à sua capacidade de conferir cor às moléculas, os cromóforos têm várias aplicações na produção de corantes para a indústria alimentar e têxtil.

Na verdade, os corantes têm um ou mais grupos cromóforos que determinam a cor. Da mesma forma, deve haver grupos auxocrômicos que possibilitem potencializar e fixar a cor nos elementos a serem coloridos.

A indústria de fabricação de corantes desenvolve produtos específicos com base em especificações específicas. Uma infinidade de corantes industriais especiais foi criada para qualquer matéria. Resistente a vários tratamentos, incluindo exposição contínua ao sol e lavagens prolongadas ou condições ambientais adversas.

Assim, fabricantes e industriais brincam com a combinação de cromóforos e auxocromos para desenhar combinações que proporcionem um corante de maior intensidade e resistência a baixo custo.

Referências

  1. Chromophore (2017) IUPAC Compendium of Chemical Terminology - the Gold Book. Recuperado em: goldbook.iupac.org
  2. Santiago V. Luis Lafuente, María Isabel Burguete Azcárate, Belén Altava Benito (1997) Introdução à Química Orgânica. Universitat Jaume I. D.L. ed. IV. Título. V. Series 547. ISBN 84-8021-160-1
  3. Sanz Tejedor Ascensión (2015) A indústria de corantes e pigmentos. Química Orgânica Industrial. Escola de Engenharia Industrial de Valladolid. Recuperado em: eii.uva.es
  4. Shapley Patricia (2012) Absorbing Light with Organic Molecules. Índice de Química 104. Universidade de Illinois. Recuperado em: chem.uiuc.edu
  5. Peñafiel Sandra (2011) Influência do amaciamento com bases de ácidos graxos na mudança de tonalidade em tecidos 100% algodão tingidos com corantes reativos de baixa reatividade. Repositório digital. Universidade Técnica do Norte. (Trabalho de graduação).
  6. Reusch William (2013) Visible and UltravioletSpectroscopy. Organização Internacional IOCD para Ciências Químicas em Desenvolvimento. Recuperado em: chemical.msu.edu