پایان نامه رنگ و حالت الكتروني مولكولها

مقدمه :

        تاريخچه – امروزه از رنگهاي طبيعي به ندرت استفاده مي گردد زيرا به كمك روشهاي سنيتك رنگهاي ايده آلي از نظر كمي و كيفي توليد ميشوند و چون ساختمان اصلي آنها را آروماتيكها تشكيل ميدهند بنابراين ازذغال سنگ و نفت به عنوان مهمترين منابع طبيعي و اوليه براي آنها محسوب ميشوند . بيش از يك قرن است كه رنگهاي آلي و مصنوعي براي بشر شناخته شده است . در سال 1856 وقتي شيميدان 18 ساله انگليسي به نام ويليام هندي پركين سعي ميكرد كينون راسنتز نمايد به جاي محصول سفيد رنگي كه او انتظار داشت يك ماده بد  شكل سياه رنگ توليد نمود كه برايش قابل توجه و قابل مطالعه بود . از استخراج اين ماده رنگ ارغواني زيبايي به نام ماوين بدست آمد كه بر حسب تصادف كهنه نخي كه در كنار ميز آزمايش او قرار داشت توسط آن رنگي گرديد و اين ماده تا آن زمان تنها ماده رنگي بود كه از واكنش شيميايي حاصل شده و جزو رنگهاي گياهي و ظبيعي نبود و بدين سان تحول بزرگي در تهيه مواد رنگي آلي شروع گرديد واكنش تهيه رنگ مزبور بصورت زير است

سولفوريك اسيد + آنيلين

اين رنگ چنانچه بعدا خواهيم ديد به دليل وجود گروه آزين ( Azine  ) جزو اين نوع شيميايي ميباشد ولي در آن زمان به دليل تهيه اش از آنيلين رنگ آنيلين نامش نهادند .

پرييكن رنگ بالا را در كارخانه اي نزديك لندن از قطران ذغال سنگ در مقياس صنعتي تهيه نمود البته قبل از آن در آزمايشگاه از اثر پتاسيم دي كرومات و سولفوريك اسيد بر آنيلين ناخالص آنرا سنتز نموده بود از انجائيكه اين رنگ در رنگرزي مزاياي فراواني نسبت به ديگر رنگهاي طبيعي ، از نظر روشني و ثبات داشت در اندك زماني توجه رنگرزها را بخود جلب نمود . پريكن و دوستانش علاوه بر تهيه رنگ بالا فرايند ساده رنگرزي با تانيك اسيد را نيز ابداع كردند و بالاخره بعد از مدتها تحقيق و بررسي اولين كارخانه رنگسازي توسط او تاسيس و به مرحله توليد رسيد .

از انجا كه در آغاز اغلب رنگهاي مصنوعي اوليه از انيلين ساخته ميشدند و انيلين در آن زمان فقط از منبع قطران ذغال سنگ تهيه ميشد اينگونه رنگها به رنگهاي آنيلين و رنگهاي قطران ذغال سنگ معروف بودند هر چند كه بعضي از اين رنگها از آنيلين نيز مشتق نشده بودند . امروزه كلمه رنگهاي مصنوعي با سينتيك ترجيح داده ميشوند زيرا ديگر امروزه رنگها لزوما از منابع اوليه ذغال سنگ تهيه نميشوند . بلكه منابع نفتي ( نفت خام و گاز طبيعي ) بجاي آن جايگزين شده و اين تعويض عمدتا در اثر جايگزيني گاز ذغال با گاز طبيعي در كشورهاي صنعتي انجام گرفت .

در تهيه رنگها از نظر كلي فرايند عمومي زير دنبال ميشود :

نفت

مواد اوليه (هيدروكربنهاي آروماتيك)                                   منابع طبيعي

زغال سنگ

مواد حد واسط

رنگها

فصل 1

رنگ و حالت الكتروني مولكولها

1 – رنگ

رنگ نمودي از تاثير متقابل نور مرئي و ماده است و ماده به اين ترتيب رنگي به نظر ميرسد . خود پدييده ديد نيز نتيجه جذب نور توسط شبكيه چشم ميباشد . جذب نور سبب ميشود كه ساختمان پروتوئينهاي چشم در اثر يكسري واكنشهاي شيميايي تغيير يابد و يك رديف پاسخهاي شيميايي داده شود و درنتيجه ، علامت دريافت شده بوسيله عصب نوري به مغز انتقال مي يابد .

تابش نور سفيد به ماده بر حسب ساختمان و حالت سطحي ماده با پديده هاي زير پاسخ داده ميشود :

الف : تمامي پرتوهاي تابيده شده بازتاب يا پخش ميگردند بدين ترتيب ماده سفيد به نظر ميرسد .

ب : تمامي پرتوها جذب ميشوند ، ماده سياه به نظر ميرسد .

ج : قسمتي از پرتو ها بطور انتخابي جذب ميشوند ماده رنگي به نظر ميرسد .

بايد تصريح كرد كه نور سفيد منتشر شده توسط خورشيد تابشهاي الكترو مغناطيسي در ناحيه 400 تا 800 n m  را در بر ميگيرد . در دو سوي طيف مرئي نور از تابشهاي غير مرئي براي چشم انسان تشكيل يافته است طول موجهاي بيشتر از 800 n m  نور در ناحيه زير قرمز (I R  ) و طول موجهاي كمتر از 400 n m  در ناحيه فرا بنفش ( U V  ) قرار دارد . بنابر اين رنگ هر جسم يك حالت ويژه از پديده اي بسيار عمومي ، يعني پديده جذب انتخابي است .

در داخل حوزه مرئي ، نوارهاي خيلي باريك طول موجها به رنگهاي كاملا معين مربوط ميگردند . اين رنگها نه تنها از ايجاد نوري با طول موج كاملا مشخص ناشي ميشوند بلكه آنها از نور سفيدي كه توسط جذب پرتوي كه طول موج رنگ مورد نظر را در بر نداشته باشد نيز حاصل ميگردند بدين ترتيب است كه بر اثر جذب « رنگهاي تكميلي » ما رنگها ياجسامي كه ما را احاطه كرده اند مي بينيم جدول زير رنگهاي جذب شده و دريافت شده را نسبت به طوول موج نور جذب شده نشان ميدهد .

رنگ جذب شده  رنگ دريافت شده      طول موج دريافت شده    طول موج جذب شده به n m

بنفش                   زرد آبي          n m             435 – 400

آبي                     زرد                         480 – 435

سبز – آبي             پرتقالي ( نارنجي )           490 – 480

آبي – سبز             قرمز                          500 – 490

سبز                    ارغواني                       560- 500

زرد – سبز            بنفش                         580 – 560

زرد                    آبي                            595 – 580

نارنجي                سبز – آبي                     605 – 595

قرمز                  آبي – سبز                     750 – 605

فصل 2

شيمي رنگ

بررسي مواد رنگي از نظر شيميايي ،. بخش جالبي از شيمي كاربردي را تشكيل ميدهد به شيمي رنگ معروف است . در اين قسمت انواع تقسيم بندي مواد رنگي ، مواد اوليه ( Primaries ) مواد حد واسط (‌ Intermediates ) بررسي ميگردد .

1 – طبقه بندي مواد رنگي

علاوه بر تقسيم بنديهاي قديمي اين مواد را به مصنوعي و طبيعي ، گياهي و غير گياهي ، معدني و آلي و غيره طبقه بندي ميكردند در تقسيم بندي جديد كه بر اساس كاربرد رنگها متكي است اين مواد بطور كلي به دو بخش عمده زيير تقسسيم بندي شده است:

I  – بيگمانها ( رنگدانه ها )‌ يا بيگمنت ها ( PIGMENTS )

II  – رنگها ( DYES )

اغلب رنگها موارد استفاده شان در صنايع رنگرزي نساجي اهميت دارند در صورتي كه بيگمانها در موارد غير رنگرزي نساجي كاربرد بيشتري دارند . هر چند كه بعضي مواقع آنچنان مرز مشخص بين ايندو بخش رنگ نميتوان تقسيم نمود .

بيگمانها ( Pigments )

بيگمانها مواد جامد تزئيني هستند كه در شكل و اندازه هاي مختلف در حلالهاي مربوط به حالت معلق تهيه و بكار ميروند . بيگمان مشتمل بر مواد سياه ، سفيد و رنگي بوده كه موارد استعمال زيادي از جمله رويه زدن ، پوشش دادن ( Surface Coating ) ، رنگرزي انبوه ( Mass Coloration )

پایان نامه رنگ و حالت الكتروني مولكولها