Coloranti sintetici/Interazione luce e materia: differenze tra le versioni
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=== Interazione a livello molecolare ===
Una molecola colorata è in grado di assorbire la radiazione incidente grazie alla presenza di elettroni mobili. Secondo la teoria degli orbitali
* Le transizioni σ-σ* avvengono quando un elettrone passa dall’orbitale di legame σ a quello di antilegame σ* e richiede un’elevata energia perché gli elettroni sono legati saldamente. L’assorbimento avviene nella regione ultravioletta. I composti che vanno incontro a questo tipo di transizioni sono quelli con gruppi saturi.
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I gruppi che influenzano il colore di una molecola vennero classificati da Witt in cromoforo e auxocromo. Il primo è un gruppo insaturo che compare nella molecola che riesce ad assorbire nel visibile. Per esempio, nel diazometano compare un azogruppo che, essendo insaturo, riesce a colorare la molecola. Il cromoforo può essere indipendente oppure dipendente, nel primo caso un singolo gruppo insaturo colora la molecola nell’altro c’è bisogno di due o più cromofori per ottenere una molecola colorata. Le insaturazioni C=C devono essere una certa quantità per produrre colore, mentre il C=O presente singolarmente riesce a colorare di giallo l’acetone. L’intensità del colore dipende dalla vicinanza dei gruppi cromofori tra di loro, nel caso in cui siano troppo lontani non si ha colorazione. Per definire un colorante si deve considerare anche l’auxocromo: è un gruppo funzionale che varia l’intensità del colore, ma non influisce sulla sua comparsa. Gli auxocromi sono in grado anche di legare a un substrato la molecola, rendendo il composto un vero e proprio colorante. In base all’effetto che ha il gruppo auxocromico sul cromoforo si può avere:
* effetto
* effetto ipsocromo se
* effetto ipocromico se l'intensità di assorbimento diminuisce;
* effetto ipercromico se l'intensità di assorbimento aumenta.<ref>Zollinger, pp. 12,13</ref>
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<math display="inline">A=\varepsilon b C</math>
in cui ε è l'assorbanza specifica molare, b è la lunghezza della cella e C è la concentrazione molare della specie assorbente.<ref>Skoog, West, Holler p. 536</ref>
L'assorbanza specifica molare è una costante tipica di una determinata sostanza e dipende dal solvente utilizzato, dall'indice di rifrazione del mezzo e dalla lunghezza d'onda di assorbimento. Questa costante ha spesso valori alti per cui in UV-VIS si devono usare soluzioni molto diluite, se fossero troopo concentrate si avrebbe un’intensità della radiazione rivelata troppo piccola e poco precisa, inoltre la legge di Lambert-Beer non sarebbe più lineare.<ref>Skoog, West, Holler p. 540</ref> Grazie a questa legge la spettroscopia UV-VIS può essere utilizzata per un’analisi quantitativa. Inoltre questo metodo spettroscopico presenta un’elevata sensibilità, una buona accuratezza e una selettività piuttosto alta.<ref>Skoog, West, Holler p. 595</ref>
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