Azokrāsvielas

Azokrāsvielas ir organiskas krāsvielas, kas pieder pie azosavienojumiem, jo to molekulās ir vismaz viena azogrupa −N=N−. Azokrāsvielas satur arī elektrondonoras grupas (piemēram, hidroksilgrupu vai aizvietotu aminogrupu). Šādas elektrondonoras grupas samazina elektronu pāreju enerģiju no π stāvokļa ierosinātā π stāvoklī (π^* stāvoklī), kā rezultātā šādas vielas intensīvi absorbē gaismu spektra redzamajā daļā, atšķirībā no neaizvietotiem azosavienojumiem, kas absorbē galvenokārt UV starojumu.

Azosavienojumu vispārīga formula

Krāsu rašanās azokrāsvielās

Azogrupa ir hromoforā grupa, kas kopā ar tai pievienoto benzola gredzenu π elektroniem veido delokalizētu π elektronu sistēmu. Šāda π elektronu sistēma izraisa elektromagnētiskā starojuma absorbcijas nobīdi uz garāko viļņu pusi. Ja absorbcija notiek redzamās gaismas diapazonā, tad šo vielu redzam krāsainu - tādā krāsā, kas ir absorbētās gaismas papildkrāsa. Elektrondonorie aizvietotāji (—OH, —NR—) azosavienojuma krāsojumu pastiprina. Tos sauc par auksohromām grupām.
Diazosavienojumi paši par sevi ir bezkrāsaini savienojumi. Piemēram, vienkāršākais azosavienojums — azobenzols, pats par sevi nav azokrāsviela. Tikai pēc amino- vai hidroksilgrupas pievienošanas tas iegūst krāsvielas īpašības. Vienkāršākās azokrāsvielas ir oksiazobenzols un aminobenzols.

N-aminoazobenzols un benzazo-β-naftols ir vienkāršākie "īsto" azokrāsvielu piemēri. Bez aminogrupām un hidroksilgrupām azokrāsvielu molekulās var būt arī alkilgrupas, halogēnaizvietotāji, nitrogrupas; bieži mēdz būt sulfogrupa. Ļoti daudzas azokrāsvielas ir azosulfoskābju nātrija sāļi. Dažādi ūdeņraža aizvietotāji, kas atrodas molekulas sastāvā, ietekmē iegūto azoproduktu: tie palielina molekulmasu, ļoti izmaina ķīmiskās īpašības un to mijiedarbību, mainās krāsa, šķīdība, izmainās arī citas īpašības.

Izmantošana

Tipiskas azokrāsvielas - metiloranžā - struktūrformula

Mūsdienās sintētiskās krāsvielas gandrīz pilnībā aizstāj dabiskās. Sintētisko krāsvielu priekšrocība ir lētas cenas, ērtība izmantošanā, krāsu un toņu daudzveidība, iespēja ražot plašu krāsvielu sortimentu ar vajadzīgām īpašībām. Tas ir īpaši svarīgi, jo nepārtraukti palielinās materiālu skaits, ko nepieciešams nokrāsot ar organiskām krāsvielām. Ja agrāk organiskās krāsvielas lietoja vienīgi tekstilrūpniecībā, kur krāsoja tikai kokvilnas un vilnas šķiedras, tad tagad krāsvielas pielieto vairāku sintētisko šķiedru, plastikātu, gumiju, papīra, kartona, koka, ādas, kažokādas un citu materiālu krāsošanai. Azokrāsvielas plaši pielieto poligrāfijā, lakošanas un krāsošanas, pārtikas, foto un kino rūpniecībā, kā arī medicīnā un citas rūpniecības jomās.

Azosavienojumi ir krāsainas vielas dažādos toņos atkarībā no to struktūras. Lai šīs krāsainās vielas varētu izmantot par krāsvielām, ir jānodrošina to saistīšanās ar krāsojamo materiālu. Auduma šķiedras ērti krāsot ūdenī, tāpēc azosavienojumu molekulā bieži vien ievada polāras grupas (-COOH, -SO₃H), kas palielina krāsvielas šķīdību ūdenī.

Izplatītākās azokrāsvielas

• Oranžais C. Skābā šķīdumā ļoti labi krāso vilnu un zīdu oranžā krāsā. Veido barīta lakas. Krāsvielu pielieto arī mikroskopijā.
• Skābais oranžais. Skābā šķīdumā krāso vilnu, zīdu un tās saturošus audumus oranžā krāsā. Pielieto džutas, kokosa (sizala), papīra krāsošanā, pigmenta laku un zīmuļu ražošanā.
• Skābais sarkanais Ž. Skābā šķīdumā krāso vilnu un zīdu sarkanā krāsā. Izmanto, lai krāsotu dziju, audumus, plīšu, džutu, ādu un papīru, tāpat kā vilnu. Spēja krāsot vielu vienmērīgi ir vidēja; kokvilnu un zīdu nokrāso labi. Ir klasificēts kā krāsošanas līdzeklis ādas apstrādes ražošanā.
• Metiloranžais. Galvenokārt metiloranžā ūdens šķīdumu izmanto analītiskajā ķīmijā kā indikatoru. Skābā vidē tas ir sarkans, sārmainā — dzeltens. Krāsas maiņa notiek pH intervālā 3,0 — 4,4. Ar metiloranžu var krāsot vilnu vai zīdu. Vilnas vai zīda auduma gabalu iegremdē vārglāzē, kur ir metiloranžā šķīdums un pievieno dažus pilienus sālsskābes, maisot vāra, kamēr audums vienmērīgi nokrāsojas. Pēc tam to mazgā ar ūdeni un žāvē.
• Metilsarkanais. Metilsarkano lieto mikrobioloģijā, lai identificētu raksturīgās zarnu baktērijas. Escherichia coli baktēriju klātienē metilsarkanā šķīdums paliek sarkans, bet Enterobacter cloacae baktēriju klātienē — dzeltens.
• Dzeltenais hromskābais H. Skābā šķīdumā krāso vilnu brūnā krāsā. Izmanto auduma krāsošanai pēc hromēšanas metodes; arī maisījumos ar citām krāsvielām krāsošanai brūnā un melnā krāsā.

Ārējās saites

• Azokrāsvielas

Literatūra

• O. Neilands. Organiskā ķīmija. R:, Zvaigzne, 1977, 750. - 751. lpp.