光谱学
接合和颜色(+漂白剂的工作方式)
最后更新:2022年10月31日|
动词的词形变化和颜色
为什么西红柿变红?为什么胡萝卜橙色?为什么蛋黄黄色?和…为什么火神的血是绿色的?
好吧,我不会碰那最后一个,但对于前三:好问题。
表的内容
实际上有15个颜色的化学原因,但是今天我们要开始探索的原因特征颜色的番茄、蛋黄、胡萝卜,和许多其他颜料的性质,如树叶的绿色和红色的血液(血红素)。是的,这里有一个光谱角,但这要等到下一篇文章。
进入“为什么”之前,我总是喜欢看“什么”。具体来说,这里有一些高度有色分子从日常生活的例子。你注意到,所有这些分子之间有什么共同点?
是的,他们有很多的双键。但是有很多的双键足够的一个分子强烈的颜色。
例如,天然橡胶乳胶可以有成百上千的π键,然而它是乳白色注1]:
1。这些高度有色分子有很多共轭π债券
有一些特殊的关于π键的方式排列在番茄红素,叶黄素、β-胡萝卜素,与天然橡胶乳胶:π键共轭。
这是什么意思?(参见:这些是烯烃共轭?]。
简短的回顾“共轭”与“non-conjugated”烯烃:
- 在1,3-hexadiene(上图)请注意,有两个相邻的双键。这意味着连续有四个sp2杂化碳原子的p轨道可以排队形成一个扩展“π体系”。(我们会解释为什么这是重要的下一篇文章)
- 1、4己二烯,注意有一个sp3杂化CH2(二)碳分离两个双键。CH的2没有一个可用的p轨道的重叠与相邻的π键,因此这两个π键是“独立”(或者non-conjugated如果你喜欢)。
让我们重温番茄红素、叶黄素和β-carotene。他们都有长系统共轭π键。
- 番茄红素和β-carotene各有11个共轭π键(番茄红素也有两个孤立的π键)
- 叶黄素有10个共轭π键(一个孤立的π键)。
也是如此的叶绿素和血红素,更复杂的例子,但原理是一样的。
2。删除双键影响颜色
让我们先从一个假设:颜色是由于一系列扩展的共轭双键的存在。
我们如何测试这个想法?
一种方法是执行一个实验删除了π键而保留其余的分子。
我们已经见过很多的例子,这些反应在我们的部分烯烃。一个伟大的候选人催化加氢碳碳π化学键断裂和形成相邻碳氢键使用氢气(H2)在一个金属催化剂(如钯碳,Pd / C)。
的确,当一个主题bdapp平台红色的番茄红素(C40H56)详尽的催化氢化作用,获得perhhydrolycopene C(又名“lycopane”)与公式40H82年- - - - - -一种无色油。
底线是:消除共轭π系统删除颜色的来源!
3所示。漂白剂是通过破坏π键
这似乎太抽象?我们需要现实生活应用程序吗?
看看:
该死的番茄红素!我们怎么能让这些讨厌的衣服上的污迹用我们的新化学知识?
这里有一个想法我免费赠送:
因为你现在知道,番茄红素是负责番茄酱的红色,和催化氢化作用消除了颜色,你可以使一个家庭装置催化加氢的衬衫在高压力和去除污渍。每个家庭可以使用以来,大约有1亿个家庭在美国,你可以出售单位几百美元,在你知道它之前,你会买一顶帽子和一个单片眼镜。
# billiondollarideas
或者…你可以使用这个。
这是正确的:漂白剂删除草的颜色,番茄酱,血液,胡萝卜,和很多其他的常见食品和蔬菜染色反应π键负责这些分子的颜色。
漂白剂(次氯酸钠,NaOCl)反应烯烃类似于一个试剂,我们以前见过,Cl2在H2o .检查NaOCl的结构时,发现Cl与电负性很高的原子o .越多意味着部分正电荷——氯熊亲电。因此,NaOCl将与亲核试剂反应烯烃以类似的方式Cl2或溴2,形成了一个桥接中间穿过三元环通路。三人环桥然后攻击是最亲核取代碳的溶剂(水在本例中)。
让我们这特别适用于番茄红素(以及其他分子)。
漂白剂的作品π键负责红色番茄红素:
我应该指出,它是没有必要的漂白剂每一个π键。敲出几个11个共轭π键的顺序就足以消除红色。
好了,伙计。现在你知道漂白剂实际上并不清洁任何东西。只是修改分子,他们没有颜色了。:-)
4所示。结合和颜色:他们是如何相关?
到目前为止,我们已经解释没有什么真正的基本颜色的来源。所有我们所做的是展示一些漂亮的图片,一个糟糕的GIF,并解释了家庭化学的工作方式。让我们开始谈生意,开始回答“为什么”。
让我们先从一些显而易见的东西:
- 物质做不吸收可见光,比如水,就会出现无色;或者,如果细分散,白色的由于散射光(例如云)。
- 物质吸收,所有的频率的可见光就会出现黑色的。
- 下,原谅我如果这是显而易见的,色素分子我们讨论过没有发出光。(从萤火虫荧光素,在某些情况下,但这是化学发光这里,我们不是在谈论)。
- 我们认为颜色的光反映了从这些色素分子。
我们看到成熟的西红柿是红色的,因为白光反射回我们的眼睛是红灯。所以可见光谱的一部分吸收番茄红素:我们看到的是它不吸收光。
如果我们看到一些红色的,我们怎么能算出波长的光被吸收吗?
对于简单的情况下,几百年来人类已知某种颜色的光被吸收时,免费颜色是观察。确定这是一个常用工具色轮,这地方免费颜色两侧。这是一个由德国诗人歌德(和业余科学家)。
- 从我们确定的色轮免费的颜色红色是绿色的。首先一个好的猜想番茄中番茄红素吸收的地方绿色可见光谱的一部分。
- 同样,颜料出现黄色的倾向于吸收的靛蓝区域的可见光谱。
- 颜料出现橙色倾向于吸收的蓝色的区域的可见光谱…。你懂的。
那么所有这些共轭π键与番茄红素吸收绿光?
非常好的问题。现在我们进入一些深刻的东西。这是一个伟大的主题!但它将不得不等到下一篇文章一个完整的治疗。
笔记
胶乳橡胶的例子是一些苹果和橘子。的白色是常见的乳胶/乳液和它产生的物理结构分散,乳胶粒子散射光。更好的比较是一个干乳胶,但他们通常是由于杂质淡黄色。
这就跟你问声好！你的文章是非常有趣的,我认为我可以用我的艺术项目的信息。我计划花的叶子。我们的目标是把所有的颜色从树叶但没有skeleton-like效应。树叶将白人和准备染色。我想使用次氯酸钠和双氧水的因为它们是现成的,与其他化学物质需要特殊的政府允许我买在我的国家。次氯酸钠和过氧化足够吗?我将非常感谢你的帮助,因为这个项目对我来说非常重要,因为它可以生成不太幸运的人在我生活的地方。谢谢你！
我不知道你会得到白色的叶子。你当然除去叶绿素和类胡萝卜素的颜色,但并不是唯一在树叶色素。最可能的事件在我看来,你结束了褐色的叶子。
>但它将不得不等到下一篇文章一个完整的治疗。
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图中的小字体文字;读不懂
放在一个链接。谢谢你！
尝试炸毁的图像。
我仍然困惑于漂白剂。在这里,我们说氯是亲电,这…很有意义,一般来说,我们说漂白是一种强氧化剂,再次表明它将接受电子。
但我们也通常说漂白剂是强碱。这个定义,它应该捐赠电子…这是我的混乱。它怎么能基地和氧化剂同时,当定义看似相反呢?
嗨,克里斯汀,漂白剂,双方的分子有不同的行为。亲电和氧化部分是Cl。漂白剂可以作为基础(虽然这是不太可能)通过氢氧化功能,即终端O (-)。
它是如此怀旧重新学习被遗忘的事情!保持你的好工作:)
胶乳橡胶的例子是一些苹果和橘子。的白色是常见的乳胶/乳液和它产生的物理结构分散,乳胶粒子散射光。更好的比较是一个干乳胶,但他们通常是由于杂质淡黄色。
但这让我思考:如果你分散的共轭分子从上面乳剂。将散射的白人主导的吸收结合?我打赌它会,但我真的不知道。
谢谢约翰,一如既往。好分散。我从来没有考虑聚合物的角度。我委托你!