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Page 1: A quimica das cores

A Química das Cores

Prof. Dr. Márcio Marques Martins http://digichem.org

http://fb.com/digimarcio http://slideshare.net/marsjomm

[email protected]

Page 2: A quimica das cores

Sumário

A. Background histórico

B. Fotoquímica: a química da cor

C. Origens Químicas da cor

D. Produção industrial de tintas

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A. Background histórico

TECNOLOGIA DAS CORES NA ANTIGUIDADE

Arte rupestre neandertal encontrada na gruta de Altamira, no sul da Espanha.

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A1. Tecnologia das cores na antiguidade

• Talvez as primeiras cores utilizadas pelo homem tenham sido o preto (uma não-cor) e o vermelho.

Caverna Roucadour, Themines, Quercy, Lot, França.

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A1. Tecnologia das cores na antiguidade

• O preto seria proveniente da fuligem, graças ao domínio do fogo pelo homem. (ossos)

Caverna Lascaux, França.

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A1. Tecnologia das cores na antiguidade

• O vermelho seria devido ao sangue dos animais, aos óxidos de ferro e argilas encontrados nas cavernas em que habitavam.

Caverna Chauvet-Pont-d'Arc, França.

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A1. Tecnologia das cores na antiguidade

• Pigmentos em pó misturados com saliva ou seiva de árvores eram soprados nas paredes das cavernas para produzir pinturas.

Caverna em Kondoa, Tanzânia

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A1. Tecnologia das cores na antiguidade

• Tintas também era aplicadas em murais com gravetos ou com pincéis artesanais feitos de crinas ou cabelos.

Pintura mural aborígene no Território de Arnhem – Norte da Austrália

http://tonywheeler.com.au/arnhem-land-aboriginal-art/

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A1. Tecnologia das cores na antiguidade

• As técnicas de pintura e as fórmulas das tintas perdem-se na memória dos tempos. Os egípcios fixavam os pigmentos com gema de ovo, leite, goma/resina, cera ou gesso.

Detalhe de uma pintura do templo de Karnak. Imagem registrada por Mat Hampson em 06/02/2010

http://www.flickr.com/photos/mathampson/4344893924/sizes/o/in/photostream/

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A1. Tecnologia das cores na antiguidade

• Por quê o uso de materiais tão estranhos para fabricar tintas?

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A1. Tecnologia das cores na antiguidade

• A tinta é composta por uma substância corada, que pode ser um pigmento ou um corante, + um aglutinante (ou veículo) e em um (não)solvente.

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A1. Tecnologia das cores na antiguidade

• Ao ser aplicada sobre uma superfície, o solvente vai evaporar e o aglutinante vai formar uma película sobre o substrato ao qual foi aplicado. O pigmento fica disperso no filme.

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A1. Tecnologia das cores na antiguidade

• O leite contém a proteína caseína, que precipita quando o leite é acidificado. Após seca, moída e misturada com água, ela forma uma massa viscosa que dispersa o pigmento muito bem e seca formando um filme estável.

http://en.wikipedia.org/wiki/The_Baptism_of_Christ_(Piero_della_Francesca)

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A1. Tecnologia das cores na antiguidade

• O gesso é produzido quando o sulfato de cálcio pulverizado (mineral gipsita) é misturado com água e com o pigmento.

Detalhe da Capela Sistina – Criação de Adão – Michelangelo Buonarrotti - 1511

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A1. Tecnologia das cores na antiguidade

• A pintura produzida dessa forma é chamada de fresco (ou afresco), e só pode ser feita com o gesso úmido e com pigmentos não-reativos.

Dante - Domenico di Michelino Duomo – Florença - 1464

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A1. Tecnologia das cores na antiguidade

.

Gesseiro trabalhando no Século 19 – Pintura de John Cranch (1751 - 1821).

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A1. Tecnologia das cores na antiguidade

• O óleo de linhaça é um dispersante/solvente importante na produção de tintas a óleo, pois não só permite dispersar e aplicar a tinta como ao “curar” (não secar) ele polimeriza com o oxigênio e forma um filme estável.

Mona Lisa – Leonardo da Vinci – 1503-1506

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A1. Tecnologia das cores na antiguidade

Óleo secante derivado de 3 ácidos graxos insaturados:

•Linoleico(superior),

•linolenico (meio),

•Oleico (baixo).

Ordem de secagem:

Linolênico > Linoléico > Oléico

(reflete o grau de insaturação)

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A1. Tecnologia das cores na antiguidade

Reação de um óleo secante com o oxigênio do ar

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A1. Tecnologia das cores na antiguidade

• Pigmento versus corantes

– Pigmento: são os materiais de origem inorgânica, que quando pulverizados são dispersos em um aglutinante e em um não-solvente.

– Corantes: são materiais de origem orgânica que têm afinidade química com o substrato (madeira, tecido, etc), normalmente é dissolvido e reage quimicamente para produzir coração. Um mordente pode ser adicionado para acelerar o tingimento.

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A1. Tecnologia das cores na antiguidade

• A mais antiga lista de pigmentos registrada, chegou a nós através de Plínio, um historiador romano, que viveu no século I.

http://www.webexhibits.org/pigments/intro/history.html

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A1. Tecnologia das cores na antiguidade

• - púrpuros: púrpura de Tyrian

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A1. Tecnologia das cores na antiguidade Azuis:

– Azul Índigo - (2,2'-Bis(2,3-diidro-3- oxoindolilideno))

– azul egípcio (CaCuSi4O10 or CaOCuO(SiO2)4 silicato de cálcio e cobre);

– azurita (carbonato básico de cobre II - Cu3(CO3)2(OH)2)

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A1. Tecnologia das cores na antiguidade – Lapis lazuli (mistura contendo lazurita -

(Na,Ca)8[(S,Cl,SO4,OH)2|(Al6Si6O24)])

– Azul ultramarino (o natural é raríssimo – zeólita – aluminossilicato de sódio e enxofre):

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A1. Tecnologia das cores na antiguidade

Giovanni Bellini

Madonna di Brera 1510

Estrutura da sodalita Na8[SiAlO4]6.(S3)2

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A1. Tecnologia das cores na antiguidade

Verdes: Malaquita (carbonato básico de cobre II - Cu2CO3(OH)2);

Verdigris (acetato básico de cobre);

terra verde: foi um pigmento natural argiloso composto por óxido de ferro, magnésio, silicato de alumínio ou potássio. Também conhecido como Verde de Verona ou Terre Verte.

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A1. Tecnologia das cores na antiguidade

Pretos:

preto de osso (fosfato de cálcio, carbonato de cálcio _ carvão);

preto de fuligem (picumã);

carvão;

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B2. Fotoquímica: a química da cor • As cores são resultado da interação da

radiação eletromagnética com os materiais.

• Os nomes que damos a elas são subjetivos.

Page 33: A quimica das cores

B. Fotoquímica: a química da cor

• Para haver cor é necessário que haja luz.

Page 34: A quimica das cores

B. Fotoquímica: a química da cor

• Diferentes substâncias apresentam diferentes padrões de absorção/transmissão.

Page 35: A quimica das cores

B. Fotoquímica: a química da cor

• A percepção da cor que nos é proporcionada pelos corantes e pigmentos é resultante da absorção seletiva da luz, que corresponde à parte visível do espectro eletromagnético (Figura 1).

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B. Fotoquímica: a química da cor

• A luz visível corresponde à região de l entre 400 - 750 nm (1nm= 10-9m)

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B. Fotoquímica: a química da cor

• A luz natural se estende até a região do ultravioleta (em torno de 400 nm).

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B. Fotoquímica: a química da cor • Sendo a luz branca uma mistura de luz de

variadas cores, cada material absorve a luz em diferentes comprimentos de onda.

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B. Fotoquímica: a química da cor

• A cor que vemos é o resultado não da luz que a substância absorveu, mas dos comprimentos de onda que ela refletiu.

Page 41: A quimica das cores

B. Fotoquímica: a química da cor • A cor de um pigmento vermelho resulta do

fato desse absorver outras cores e refletir a componente vermelho.

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B. Fotoquímica: a química da cor • Observa-se a cor branca quando a luz não é

absorvida, sendo toda emitida pela superfície.

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B. Fotoquímica: a química da cor

• A absorção da luz pelas substâncias coradas inorgânicas depende das chamadas transições eletrônicas que ocorrem nas moléculas, e os comprimentos de onda (cores) são determinados por diferenças de energia.

Page 44: A quimica das cores

B. Fotoquímica: a química da cor

• Cada pigmento exibe um padrão de absorção que é dependente da estrutura química da substância.

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B. Fotoquímica: a química da cor

• Esse gráfico é característico de cada material colorido, por isso pode ser usado para identificar as substâncias.

Page 46: A quimica das cores

B. Fotoquímica: cores complementares Tabela 1: Relação entre as cores observadas e os

respectivos comprimentos de onda Luz absorvida

Comprimento de onda (Å) Cor

Cor observada (complementar)

Vista pelo olho humano

4000 - 4350 Violeta Amarelo-esverdeado

4340 - 4800 Azul Amarelo

4800 - 4900 Azul esverdeado Laranja

4900 - 5000 Verde azulado Vermelho

5000 - 5600 verde Púrpura

5600 - 5800 Verde amarelado violeta

5800 - 5950 amarelo Azul

5950 - 6050 laranja Azul esverdeado

6050 - 7500 vermelho Verde azulado

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B. Fotoquímica: a química da cor

• Quando a luz é absorvida por uma substância colorida, a cor complementar (ou a parte remanescente da luz incidente) é transmitida ou refletida.

Page 48: A quimica das cores

B. Fotoquímica: a química da cor • A luz verde não apresenta complementar no

espectro de cores.

• Um corpo que absorve verde apresenta a cor púrpura (vermelho + violeta).

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B. Fotoquímica: a química da cor • O termo “luz branca” não apresenta um

significado preciso, pois há muitos pares de cores espectrais puras que quando misturadas produzem um estímulo correspondente ao da luz branca.

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B. Fotoquímica: a química da cor • Tabela 2: Misturas de cores espectrais puras

correspondentes ao estímulo óptico correspondente à luz branca

Comprimento de onda

(Å)

Cor Estímulo produzido

6560

4920

Vermelho

Azul esverdeado

Branco

6080

4900

Laranja

azul

Branco

5850

4850

Amarelo alaranjado

azul

Branco

5670

4645

Amarelo

azul

Branco

5640

4330

Amarelo esverdeado

azul

Branco

Page 51: A quimica das cores

B. Fotoquímica: a química da cor

• O espectro de absorção pode ser complexo, e a pureza da cor observada depende da forma da curva espectral.

Page 52: A quimica das cores

B. Fotoquímica: a química da cor

• Cores brilhantes podem ser resultantes de bandas de absorção estreitas com forma de picos, e cores desbotadas são associadas com bandas mais largas sendo faltantes os picos.

Page 53: A quimica das cores

B. Fotoquímica: a química da cor

• Cores não espectrais, tais como o marrom, estão associadas com extensões de absorção exatamente regulares sobre um larga extensão de comprimentos de onda, e preto é o resultante da absorção de todo o espectro visível.

Page 54: A quimica das cores

B. Fotoquímica: a química da cor

• As características de uma superfície colorida podem ser definidas com respeito ao: tom, brilho e intensidade.

Page 55: A quimica das cores

B. Fotoquímica: a química da cor

• O tom (hue) é determinado preponderantemente pelo comprimento de onda ou comprimento de onda da luz refletida, sendo descrito como amarelo, vermelho, azul, etc.

Page 56: A quimica das cores

B. Fotoquímica: a química da cor

• Um tom azul torna-se esverdeado conforme o comprimento de onda é aumentado ou avermelhado se este é diminuído.

Page 57: A quimica das cores

B. Fotoquímica: a química da cor

• Brilho pode ser considerado como uma característica negativa, já que mais depende da ausência da luz refletida do que do tom em questão.

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B. Fotoquímica: a química da cor

• Intensidade (saturation) é inversamente proporcional a quantidade da luz branca refletida pela superfície.

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B3. O disco das cores

• O sistema visual humano é extremamente complexo.

• No olho a imagem é formada sobre a retina, a qual contém um grande número de células fotossensíveis (sensíveis a luz).

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B3. O disco das cores • Essas fotocélulas podem ser de dois tipos:

– Cones (necessitam altos níveis de claridade);

– Bastonetes (respondem em condições de baixa luminosidade).

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B3. O disco das cores • Bastonetes

– Rodopsina (348 aminoácidos)

• Proteína (opsina) + 11-cis-retinal

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B3. O disco das cores • Cones

– Outras opsinas

• Fotopsina I (amarelo)

• Fotopsina II (verde)

• Fotopsina III (violeta)

Espectro de absorção normalizado da rodopsina humana e das três fotopsinas.

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B3. O disco das cores

• Todas as cores que percebemos são produzidas pela mistura de certas cores básicas.

• Existem três categorias de cores:

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B3. O disco das cores – Cores Primárias (Vermelho, amarelo e azul): não são

formadas pela mistura de quaisquer outras cores e são ditas “puras”.

– Cores Secundárias (Laranja, verde e violeta) são aquelas formadas pela mistura de duas ou mais cores primárias.

– Cores Terciárias (vermelho-alaranjado, amarelo-alaranjado, amarelo-esverdeado, azul-esverdeado, azul violáceo e vermelho violáceo) são aquelas produzidas pela mistura de duas ou mais cores secundárias.

Page 65: A quimica das cores

B3. O disco das cores • Figura 2.2: Disco das cores contendo as cores primárias (vermelho-R, azul-B e

amarelo-Y), secundárias (violeta-P, laranja-YR e verde-G) e terciárias.

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B3. O disco das cores • Figura 2.2: Disco das cores contendo as cores primárias (vermelho-R, azul-B e

amarelo-Y), secundárias (violeta-P, laranja-YR e verde-G) e terciárias.

Cores quentes (Vermelho, Laranja e Amarelo) são associadas com o calor do fogo e do sol. Cores frias (Azul, Verde e Violeta) conecta a mente com a frieza do mar, do céu e das folhagens.

Page 67: A quimica das cores

C. Origens químicas da cor

• Vamos nos ater, por enquanto, aos compostos inorgânicos, pois os compostos orgânicos por si só já dariam outra palestra.

Page 68: A quimica das cores

C. Origens químicas da cor

Complexo Cor Nome Estrutura

CoCl3•6NH3 Amarela Luteo

CoCl3•5NH3 Púrpura Purpureo

CoCl3•4NH3 Verde Praseo

CoCl3•4NH3 Violeta Violeo

Complexos de Cloreto-Amônia Cobalto(III)

Page 69: A quimica das cores

C. Origens químicas da cor

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C. Origens químicas da cor

• Alfred Werner • Prêmio Nobel de Química - 1913 •

• Criou a teoria dos compostos de coordenação em 1893;

• Passou 20 anos estudando complexos; • Naquela época não havia nenhuma teoria de ligação

química ainda desenvolvida. • Nem o elétron era conhecido nessa época.

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C. Origens químicas da cor

• Metais de transição estão coordenados a diferentes números de ligantes;

• 4 e 6 são os NC mais comuns.

Page 72: A quimica das cores

C. Origens químicas da cor

• Como os metais apresentam cargas positivas eles atuam como ácidos de Lewis (elétron-aceptores).

• Os ligantes atuam como bases de Lewis (elétron-doadores) e coordenam-se ao centro metálico.

Page 73: A quimica das cores

C. Origens químicas da cor: ligantes mais frequentes

Page 74: A quimica das cores

C. Origens químicas da cor: nomenclatura de ligantes

• 1) Ligantes aniônicos apresentam sufixo –o.

F- = fluoro H- = hidreto

OH- = hidroxo O2-= oxo

O22-= peroxo

HS- = mercapto S2- = tio

NO2- = nitro

Page 75: A quimica das cores

C. Origens químicas da cor: nomenclatura de ligantes

• 2) Ligantes catiônicos apresentam sufixo –io.

• Exemplo: hidrazínio

2HN-NH2+

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C. Origens químicas da cor: nomenclatura de ligantes

• 3) Ligantes neutros não apresentam sufixos especiais.

H2O = aqua NH3 = amin

CO = carbonil NO = nitrosil

N2 = dinitrogênio O2 = dioxigênio

R = recebem nomes orgânicos comuns

Page 77: A quimica das cores

C. Origens químicas da cor: nomenclatura de ligantes

• 1) o nome do ânion precede o nome do cátion

• 2) nomes dos ligantes são citados em ordem alfabética, independente de carga, seguido pelo nome do metal (carga em algarismos romanos).

• 3) a fórmula dos íons complexos deve ser escrita entre colchetes.

• Complexos aniônicos devem ter sufixo –ato.

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C. Origens químicas da cor: nomenclatura de complexos

• 4) Os prefixos mono-, di-, tri-, tetra-, penta-, e hexa- são usados para denotar o número de ligantes simples.

Exemplo: K3Fe(CN)6

• Fe(CN)63- (íon complexo) → Fe3+

íon hexacianoferrato (III)

• hexacianoferrato (III) de potássio

Page 79: A quimica das cores

C. Origens químicas da cor: nomenclatura de complexos

[Co(NH3)5Cl]Cl2 Co3+

• Cobalto (III)

• 5 ligantes NH3 → pentaamin

• Cl- → cloro

• [Co(NH3)5Cl]2+ → pentaaminclorocobalto (III)

• Cloreto de pentaaminclorocobalto (III)

Page 80: A quimica das cores

C. Origens químicas da cor: nomenclatura de complexos

• 5) ligantes que incluam algum prefixo no seu nome (ex.: etilenodiamino), indicar a multiplicidade de ligantes através dos prefixos bis-, tris-, tetrakis-, etc.

Page 81: A quimica das cores

C. Origens químicas da cor: nomenclatura de complexos

• [Fe(en)2(NO2)2]2SO4

• Sal contendo ânion SO42-

• Cátion [Fe(en)2(NO2)2]+ Fe3+ (en)2=(etilenoediamina)2→Bis(etilenodiamina)

(NO2)2 → dinitro

• sulfato de bis(etilenodiamina)dinitroferro(III)

Page 82: A quimica das cores

C. Origens químicas da cor: nomenclatura de complexos

• 6) complexos polinucleares (mais de um centro metálico) conectados em ponte por um ligante devem indicar essa condição usando o prefixo m-.

• Havendo dois ou mais ligantes em ponte, indicar por meio de di-m, tri-m, etc.

Nitrato de m-amidobis{pentaamincobalto(III)}

Page 83: A quimica das cores

C. Origens químicas da cor: Teorias de ligação

TCC (Teoria do Campo Cristalino) – Bethe e Van Vleck

Page 84: A quimica das cores

C.Teoria do campo cristalino (Bethe e van Vleck – 1930)

• Explica a existência de complexos de spin alto e de spin baixo.

• Interações puramente eletrostáticas metal-ligante.

• Elétrons dos ligantes causam perturbações nas energias dos elétrons d do metal.

• Não ocorre ligação covalente nesse modelo.

Page 85: A quimica das cores

C.TCC - Interação eletrostática entre ligantes e orbitais

Page 86: A quimica das cores

C.TCC - Interação eletrostática entre ligantes e orbitais

Page 87: A quimica das cores

C.TCC - Desdobramento do campo cristalino octaédrico

Page 88: A quimica das cores

C.TCC - Desdobramento do campo cristalino

Page 89: A quimica das cores

C.TCC - Desdobramento do campo cristalino octaédrico

• Conjunto t2g de orbitais (dxz, dyz, dxy) – energia mais baixa.

• Conjunto eg de orbitais (dz2 , dx2-y2) – energia mais alta

Page 90: A quimica das cores

C.TCC - Desdobramento do campo tetraédrico

Page 91: A quimica das cores

C.TCC - Desdobramento em campo tetraédrico

Page 92: A quimica das cores

C.TCC - Desdobramento em campo quadrático

Comum para complexos 4d8 e 5d8:

Rh(I), Ir(I) Pt(II), Pd(II)

Page 93: A quimica das cores

C.TCC - Origem da cor em complexos

• A magnitude do desdobramento do campo cristalino (D) está relacionada com a cor dos complexos.

• D corresponde aos comprimentos de onda na região visível do espectro eletromagnético.

• Exemplo: [Ti(OH2)6]3+ (d1)

Page 94: A quimica das cores

C.TCC - Origem da cor em complexos

• [Ti(H2O)6]3+ contém um único elétron d em um orbital t2g.

• Absorção de luz a 500 nm promove o elétron d.

• A cor correspondente a esse comprimento de onda de absorção é verde, a cor observa é púrpura.

Page 95: A quimica das cores

C.TCC - Efeito do ligante no desdobramento do campo

• Ligantes ricos em elétrons ou com alta densidade eletrônica afetam mais intensamente os orbitais d do íon metálico.

[Ni(NH3)6]2+, [Ni(en)3]2+, [NiCl4]2-, [Ni(H2O)6]2+

Page 96: A quimica das cores

C. TCC - Série espectroquímica

Ligantes de campo fraco

Ligantes de campo forte

Compostos de spin alto

Compostos de spin baixo

Page 97: A quimica das cores

C. TCC - Série espectroquímica

paramagnético diamagnético

Page 98: A quimica das cores

C.Origem da cor em minerais

• Absorção de energia pelos elétrons d. (OK)

• O pleocroísmo.

• Transições eletrônicas de transferência de carga.

Page 99: A quimica das cores

C. Pleocroísmo

• Pleocroísmo é um fenômeno ótico no qual uma substância (mineral) apresenta cores diferentes quando observada em diferentes ângulos, especialmente com luz polarizada.

Turmalina

Page 100: A quimica das cores

C. Alguns minerais pleocróicos

• Gesso

• Barita

Page 101: A quimica das cores

C. Pleocroísmo • O fenômeno é devido à anisotropia dos

cristais (que possuem variados tipos de celas unitárias).

Page 102: A quimica das cores

C. Pleocroísmo • Dependendo do eixo ótico pelo qual a luz

polarizada passa, seu campo elétrico interagirá com os átomos no plano cristalino de forma diferente e a cor observada sofrerá variação.

Page 103: A quimica das cores

C. Transferência de carga • Quando duas ou mais moléculas (ou partes de

uma molécula maior) transferem cargas elétricas entre si, ocorre uma “Transferência de Carga”.

• A atração eletrostática resultante estabiliza o complexo molecular.

Page 104: A quimica das cores

C. Transferência de carga

• Talvez o caso mais clássico seja o do complexo conhecido popularmente pelo nome de Azul da Prússia.

• Preparado acidentalmente em 1706, pelo químico Johann Jacob Diesbach em Berlim.

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Katsushika Hokusai (葛飾北斎) – A Grande Onda de Kanagawa – 1826-1833 – Uso intenso de AP.

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C. Azul da Prússia - história

• Diesbach precisava preparar uma laca, uma espécie de verniz fracamente colorido usado por artistas para recobrir pinturas.

• Para preparar a tal laca, Diesbach devia usar alúmen e carbonato de potássio para precipitar hidróxido de alumínio.

• Como ele não possuía carbonato de potássio, resolveu comprar de um “alquimista” muito famoso na região onde ele morava.

Page 107: A quimica das cores

C. Azul da Prússia - história

• Johan Konrad Dieppel, que veio do castelo Frankenstein, próximo à cidade de Darmstadt, era o tal alquimista.

• Dieppel inventou um “óleo animal”, destilando sangue, ossos e carcaças de animais. Uma verdadeira delícia. E isso era vendido como medicamento.

• Diesbach foi comprar potassa de Dieppel para preparar sua laca.

Page 108: A quimica das cores

C. Azul da Prússia - história

• Ao chegar em casa, preparou sua laca misturando a potassa com o alúmen ele não obteve a cor desejada mas um azul profundo!!!

• A potassa de Dippel estava contaminada com o tal “óleo animal”.

• Devido à sua origem animal, o óleo continha um ingrediente ainda desconhecido, o cianeto, na época (CN-).

Page 109: A quimica das cores

C. Azul da Prússia - história

• A produção do azul da prússia é o primeiro exemplo de produção de um pigmento inorgânico sintético na era moderna.

• Apenas em 1724, John Woodward patenteou um método de produção em larga escala do azul da prússia.

Page 110: A quimica das cores

C. Azul da Prússia - história

• Woodward usava como material de partida sangue seco de boi.

• A degradação térmica do sangue de boi contendo ferro e compostos orgânicos de nitrogênio pela potassa produzia o ferrocianeto de potássio K4 [FeII(CN)6] .

Page 111: A quimica das cores

C. Azul da Prússia - história

• Em 1814, Joseph Louis Gay-Lussac descobriu a fórmula do grupo CN-.

• A compreensão de que esse era um grupo puramente inorgânico, permitiu o desenvolvimento de rotas inorgânicas para o preparo do pigmento.

• Partindo de carvão, potassa, raspas de ferro, e nitrogênio atmosférico era possível obter o precioso pigmento.

Page 112: A quimica das cores

C. Azul da Prússia - história

Uma simples solução amarelo-pálida (ferro II) e outra incolor (ferro III) geram um composto de cor azul intensa e bela.

Page 113: A quimica das cores

D. Produção moderna de tintas

• Todas as tintas modernas têm composição semelhante.

• Elas contém quatro elementos básicos:

– sólidos finamente moídos em suspensão (pigmentos naturais ou sintéticos);

– meio líquido (veículo);

– material polimérico ou resina (aglutinante);

– solventes voláteis.

Page 114: A quimica das cores

D. Pigmentos

Pigmentos naturais ou sintéticos

A indústria busca sempre pigmentos com bom poder de cobrimento e baixa toxicidade.

Muitos pigmentos têm sido sintetizados para atender a essas características.

Page 115: A quimica das cores

D. Pigmentos

Pigmentos naturais ou sintéticos

Exemplos: Dióxido de titânio (branco), derivados do azul ultramarino.

Page 116: A quimica das cores

• Tem por função aglutinar partículas de pigmento e mantê-las na superfície.

• Até 1950 usavam-se apenas óleos naturais poliinsaturados (peixe, linhaça) ou resinas naturais.

D. Aglutinantes

Page 117: A quimica das cores

• A partir de 1950, foram introduzidos os aglutinantes artificiais:

– Alquídicos, poliésteres, acrílicos, vinil, etc.

D. Aglutinantes

Page 118: A quimica das cores

• Eles são poliésteres de massa molar relativamente baixa;

• Poliol (óleo)+ ácido dicarboxílico = poliéster

• Exs: poliol = glicerol ou pentaeritritol / ácido ftálico ou isoftálico

D.Aglutinantes Alquídicos

Page 119: A quimica das cores

• Short oil (até 40%) – linhaça, soja, óleo castor

• Medium oil (40-60%) – uso automotivo

• Long oil (mais que 60%) – pentaeritritol, arquitetura e aplicações navais

D. Aglutinantes Alquídicos

Page 120: A quimica das cores

Divididos entre secantes (formam filmes) e não-secantes (não formam filmes).

Mecanismo de formação de filme é oxidativo (envolve oxigênio do ar).

Baixa resistência a meios alcalinos.

D. Aglutinantes Alquídicos

Page 121: A quimica das cores

• Poliésteres são polímeros obtidos por reação de ácido policarboxílicos e poliálcoois.

• São praticamente livres de ácidos graxos (óleos) e tem uma estrutura muito mais simples do que as resinas alquídicas.

D. Aglutinantes poliésteres

Page 122: A quimica das cores

• As resinas de poliéster não sofrem polimerização oxidativa (cura) e tem um mecanismo de cura diferente.

D. Aglutinantes poliésteres

Page 123: A quimica das cores

• 1,6-hexanodiol, neopentilglicol, ácido ftálico e ácido adípico são os reagentes mais comuns.

D. Aglutinantes poliésteres

Page 124: A quimica das cores

• As resinas poliéster possuem desempenho superior como durabilidade, brilho, dureza flexibilidade, estabilidade de cor, e versatilidade de cura.

D. Aglutinantes poliésteres

Page 125: A quimica das cores

• Poliésteres são usados em revestimentos de produto domésticos, recipientes de alimentos e bebidas, aeronaves e equipamentos, primers e revestimentos automotivos, artefatos de cozinha, móveis de metal, etc.

D. Aglutinantes poliésteres

Page 126: A quimica das cores

• São os polímeros mais utilizados na indústria das tintas e revestimentos.

• As duas principais formas de acrílico utilizados em revestimentos de superfície são termoplásticos (tinta elástica) e termofixos (tintas para metais decorativos).

D. Aglutinantes acrílicos

Page 127: A quimica das cores

• Termoplásticos formam uma película por evaporação do solvente presente na formação do revestimento.

• As termofixas são curadas em temperatura ambiente ou elevada e por reação com outros polímeros.

D. Aglutinantes acrílicos

Page 128: A quimica das cores

D. Aglutinantes acrílicos

Page 129: A quimica das cores

• Ésteres de vinil são utilizados em revestimentos como dispersões de copolímero

• Ésteres vinílicos típicos: acetato de vinila, propionato de vinila, laureato de vinila, e versatato de vinila.

D. Aglutinantes vinílicos

Page 130: A quimica das cores

• Co-monômeros típicos: Ácido acrílico, ácido maléico, e ésteres de ácido fumárico são utilizados na síntese de copolímeros.

D.4.Aglutinantes vinílicos

Page 131: A quimica das cores

Eles são principalmente usados como revestimentos de interiores.

A maioria das tintas de parede são látex vinil.

São utilizados como enchimento em tintas de látex.

Primer para preenchimento de imperfeições em paredes de alvenaria em estado bruto, antes da

aplicação de um acabamento mais suave, mais brilhante.

D.4.Aglutinantes vinílicos

Page 132: A quimica das cores

D. Veículo ou Solvente

Meio líquido (veículo):

• Líquidos voláteis adicionados a fim de dissolver ou dispersar os constituintes formadores de filme das tintas.

• Eles evaporam durante a secagem, não se incorporam ao filme seco.

Page 133: A quimica das cores

• a. Hidrocarbonetos

• b. Oxigenados

• c. Aquosos

D. Categorias de solventes

Page 134: A quimica das cores

• Alifáticos (óleos minerais – não dissolvem resinas aglutinantes)

• Naftalênicos (nafta)

• Aromáticos (tolueno, xilenos)

D. Categorias de solventes

Page 135: A quimica das cores

• Cetonas, ésteres, ésteres glicólicos e álcoois.

D. Solventes Oxigenados

Page 136: A quimica das cores

• Água pode ser usada sozinha ou em associação com álcoois ou misturas éter-álcool para dissolver resinas solúveis em água.

• Resinas solúveis em água são produzidas por incorporação de grupos carboxílicos no polímero.

D. Solventes Aquosos

Page 137: A quimica das cores

• Vantagens da água como solvente: baixo odor, disponibilidades, não-toxicidade, não-inflamabilidade.

• Não é o solvente ideal, resinas permanecem sensíveis à umidade após secagem.

D. Solventes Aquosos

Saiba mais clicando neste link: http://www.slideshare.net/marsjomm/iv-ciclo-de-palestras-da-quimica-2011-tintas-pigmentos-e-coberturas-industriais

Page 138: A quimica das cores

Obrigado pela atenção