Definicija pigmenta i kemija

Pigment je tvar koja se pojavljuje određene boje, jer se selektivno apsorbira valna duljina svjetlosti. Iako mnogi materijali posjeduju ovo svojstvo, pigmenti s praktičnom primjenom su stabilni pri normalnim temperaturama i imaju velika čvrstoća nijansiranja, tako da je potrebna samo mala količina da se vidi boja kad se koristi na predmetima ili miješa s nosačem. Pigmenti koji ili vremenom izblijede ili se ucrne ili su s produženim izlaganjem svjetlu odbjegli pigmenti.

Najraniji pigmenti dolazili su iz prirodnih izvora, poput ugljena i mljevenih minerala. Paleolitske i neolitske pećinske slike označavaju čađu, crveni oker (željezni oksid, Fe₂O₃), i žute oker (hidratizirani željezov oksid, Fe₂O₃· H₂O) bili su poznati prapovijesnom čovjeku. Sintetički pigmenti ušli su u upotrebu već B.C.E. 2000. Bijeli olovo dobiven je miješanjem olova i octa u prisutnosti ugljičnog dioksida. Egipatska plava boja (kalcijev bakreni silikat) nastala je od stakla obojenog malahitom ili drugom bakrenom rudom. Kako se razvijalo sve više pigmenata, postalo je nemoguće pratiti njihov sastav.

U 20. stoljeću, Međunarodna organizacija za standardizaciju (ISO) razvila je standarde za karakteristike i ispitivanje pigmenata. Color Index International (CII) je objavljeni standardni indeks koji identificira svaki pigment prema njegovom kemijskom sastavu. Preko 27 000 pigmenata indeksirano je u CII shemi.

Pigment je tvar koja je suha ili drugačija netopljiv u svom tekućem nosaču. Pigment u tekućim oblicima suspenzija. Suprotno tome, boja je ili tekuća boja ili se inače otopi u tekućini da se formira rješenje. Ponekad se topiva boja može taložiti u pigment metalne soli. Pigment napravljen od boje na ovaj način naziva se a jezerski pigment (npr. aluminijsko jezero, indigo jezero).

I pigmenti i boje apsorbiraju svjetlost kako bi se pojavila određena boja. Suprotno tome, luminiscencija je proces kojim materijal emitira svjetlost. primjeri luminiscencije uključuju fosforesciranje, fluorescencija, hemiluminiscencija i bioluminiscencija.

U biologiji se pojam "pigment" definira nešto drugačije, gdje se pigment odnosi na bilo koju obojenu molekulu koja se nalazi u stanici, bez obzira je li topiva ili ne. Iako je hemoglobin, klorofil, melanin i bilirubin (kao primjeri) ne odgovaraju uskoj definiciji pigmenta u znanosti, to su biološki pigmenti.

U životinjskim i biljnim stanicama dolazi i do strukturne boje. Primjer se može vidjeti u obliku pera leptira ili paunova perja. Pigmenti su iste boje bez obzira na njihov izgled, dok strukturna boja ovisi o kutu gledanja. Dok se pigmenti oboje selektivnom apsorpcijom, strukturna boja rezultat je selektivnog odražavanja.

Pigmenti selektivno apsorbiraju valne duljine svjetlosti. Kad bijela svjetlost udari u molekulu pigmenta, postoje različiti procesi koji mogu dovesti do apsorpcije. Konjugirani sustavi dvostrukih veza apsorbiraju svjetlost u nekim organskim pigmentima. Anorganski pigmenti mogu apsorbirati svjetlost prijenosom elektrona. Na primjer, vermilion apsorbira svjetlost, prenoseći elektron iz sumpornog aniona (S^2-) do metalnog kationa (Hg²⁺). Kompleksi za prijenos naboja uklanjaju većinu boja bijele svjetlosti, odražavajući ili raštrkajući ostatak da bi se prikazala kao određena boja. Pigmenti apsorbiraju ili oduzimaju valne duljine i ne dodaju im se kao što imaju luminescentni materijali.

spektar upadne svjetlosti utječe na pojavu pigmenta. Tako, na primjer, pigment neće izgledati potpuno iste boje pod sunčevom svjetlošću kao pri fluorescentnom osvjetljenju, jer se drugačiji raspon valnih duljina ostavlja da se odrazi ili rasprši. Kad je prikazana boja pigmenta, mora se navesti svijetla boja laboratorija koja se koristi za mjerenje. Obično je to 6500 K (D65), što odgovara temperaturi boje sunčeve svjetlosti.

Nijansa, zasićenost i druga svojstva pigmenta ovise o drugim spojevima koji ga prate u proizvodima, poput veziva ili punila. Na primjer, ako kupite boju boje, ona će se činiti različitom, ovisno o formulaciji smjese. Pigment će izgledati drugačije ovisno o tome je li njegova krajnja površina sjajna, mat itd. Na toksičnost i stabilnost pigmenta utječu i druge kemikalije u suspenziji pigmenta. To se tiče boja za tetovaže i njihovi nositelji, između ostalih aplikacija. Mnogi pigmenti vrlo su toksični sami po sebi (npr. olovno bijela, kromirana zelena, molibdat narančasta, antimon bijela).

Pigmenti se mogu razvrstati prema organskom ili anorganskom obliku. Anorganski pigmenti mogu ili ne moraju biti na metalu. Ovdje je popis nekih ključnih pigmenata:

• Kadmij pigmenti: kadmij crveni, kadmij žuti, kadmij narančasti, kadmij zeleni, kadmij sulfoselenid
• Kromirani pigmenti: krom žuto, viridijan (krom zeleno)
• Kobaltni pigmenti: kobaltno plava, kobaltno ljubičasta, ceruleansko plava, aureolin (kobaltno žuta)
• Bakreni pigmenti: azurit, egipatsko plava, malahit, pariško zelena, han ljubičasta, han plava, verdigris, ftalocijaninski zeleni G, ftalocijaninski plavi BN
• Pigmenti željeznog oksida: crvena oker, venecijanska crvena, pruska plava, sangvini, caput mortuum, oksid crvena
• Olovni pigmenti: crveno olovo, olovo bijelo, cremnitz bijelo, napuljsko žuto, olovo-limeno žuto
• Mangan-pigment: mangana ljubičica
• Merkur pigment: vermillion
• Pigmenti titana: titanovo bijeli, titanijum crni, titanijum žuti, titan bež
• Cink pigmenti: cink bijelo, cinkov ferit

• Ugljični pigmenti: čađa, bjelokosti
• Glinene zemlje (željezni oksidi)
• Ultramarinski pigmenti (lapis lazuli): ultramarin, ultramarinsko zeleni

• Biološki pigmenti: alizarin, alizarin grimizni, gamboge, kokinealno crveni, ružičasti, indigo, indijanski žuti, tirijsko ljubičasti
• Nebiološki organski pigmenti: kvinirridon, magenta, dijarilid žuto, ftalo plavo, ftalo zeleno, crveno 170