TINTES Y TEÑIDOOcampo, D. 0735536, Martínez, G. 0731889 Facultad de Ciencias Naturales y Exactas, Química Universidad del valle, Cali, Colombia AA. 25360 Laboratorio 16-04-2010 Entrega 23- 04-2010 DATOS, CALCULOS Y RESULTADOS - Preparación sales de diazonio Se pr - Al agregar el nitrito de sodio a la monoamina, no sufrió cambios aparentes en cuanto al color. Ilustración 2 punto, se formó las sales de diazonio respectivas. Tabla 1 Cantidad de reactivo utilizado en la formación de las sales de diazonio Amina utilizada/ cantidad mL Solución 1 Solución 2 Solución 3 p-nitroanilina (monoamina) / 2.5 3,3dimetoxibencidina (diamina)/ 2.5 m-nitroanilina/ 2.5 Solución NaNO2 0.5 M (mL) 0.2 0.2 0.2 Al agregar nitrito de sodio a la 3,3dimetoxibencidina (diamina), pasó de ser una solución transparente a tener una coloración rojo salmón. Ilustración 3 Observaciones: Ilustración 1 En la formación de la sal de diazonio, se observan partículas amarillas suspendidas en la solución, al agregar el naftol y el hidróxido, el color cambió a un color rojo se realizó un proceso mas laborioso. Ilustración 4 Ilustración 5 Resultados del teñido con las diferentes soluciones sobre algodón Se lavó la tela pero el color persistía. se le agregó bifenilo. con las soluciones 1 y 2 y la segunda se tiñó por dispersión utilizando la solución 3. se humedeció primero esta tela ó á β-naftol 1. se agregaron gotas de las soluciones 1 y 2 en lados diferentes de la tela. Al cabo de este tiempo. la coloración no cambió. hasta que no quedó nada de este. la primera se sometió a un teñido directo. algodón y dacron. algunos espacios resultaron de tonalidades un poco más fuertes. 1) ALGODÓN: Para teñir el algodón. pero la coloración no fué uniforme. se agitó. -Teñido de las fibras Se utilizó dos tipos de fibras. a 1 mL de la solucion 3 (ya diazotizada) se le agregó unas gotas de NaOH para neutralizar y dos gotas de la β-naftol. con las soluciones ya diazotizadas. El resultado se refleja en la ilustración siguiente:a es Ilustración 6 . pero. pero si se homogenizó la solución ó solución. partículas de tinte empezaron a dispersarse y a alojarse en la superficie. la coloración de esta resultó ser naranja.vino. Al lavar la tela. 2) DACRON: Para teñir esta tela. después de una agitación constante. la solucion se tornó color salmón y no homogénea debido a que partículas finas del colorante se encontraban muy dispersas. En esta parte del proceso.0 M y se dejó secar por unos minutos. se realizó el teñido de estas por dos métodos. Lo mismo ocurre con la diamina. son ambas aminas primarias que reaccionan via ion nitrosonio para formar cationes diazonios mediante un proceso de diazoacion. que tienen en sus . En la síntesis de los tintes azoicos. Ilustración 7 El mecanismo de formación de las sales de diazonio se muestran en el anexo A. La p-nitroanilina y la m-nitroanilina. La implementación de un método determinado para teñir una fibra. Estas sales son mas estables que las sales de diazonio con grupos alquilo comunes La mayor estabilidad del catión diazonio benceno en comparación con el catión diazonio alquilo se atribuye a que el grupo diazo del primero pasa a ser del sistema deslocalizado con el anillo de benceno en donde la carga positiva se deslocaliza sobre el anillo. Las sales de diazonio. después de esta etapa ocurren una serie de procesos descritos en el anexo A. Esto es lo que ocurre en la formación de los azocolorantes. que al parecer es el intermediario reactivo. depende tanto de la naturaleza del tinte como de la estructura de la fibra. el teñido directo para el primero y el teñido por suspensión para el segundo. se tuvo especial cuidado en cuanto a las condiciones de temperatura a las que estaba sometidas las soluciones. comienza con un ataque nucleofílico al ion nitrosonio para formar una N-nitrosoamina. El mecanismo de la formación de las sales de diazonio. Utilizando dos tipos de fibras. Los tintes sintetizados en esta práctica. también tienen en sus estructuras anillos aromáticos y grupos azo –N=N. en su mayoría todas tienen en común estructuras altamente conjugadas y muy frecuentemente anillos aromáticos. aunque generalmete la producción de estos iones es llevada a cabo con acidos diluidos para desplazar el equilibrio hacia la formación del acido nitroso.ANALISIS DE RESULTADOS Existen en la actualidad una gran variedad de estructuras químicas asociadas con tintes o colorantes sintéticos y naturales pero. en donde tanto las monoaminas como diaminas reaccionan con el acido nitroso que se forma debido al nitrito de sodio acuoso. el paso mas importante lo constituye la formación de las sales de diazonio. en este paso. dedido a que estas sales se descomponen para evolucionar a gas nitrógeno reactivo incoloro. este acido nitroso es inestable y se forma in situ.y son denominados colorantes azoicos (azocolorantes. pero se forman dos cationes debido a la presencia de dos grupos –NH2. se comporta como un electrófilo débil. por lo que el anillo aromático que ataca debe ser acompañado por un grupo de activante. en donde el poco acido nitroso formado paulatinamente se puede protonar y perder agua para dar lugar al ion nitrosonio . en donde el catión de la sal. entre otros productos. pueden sufrir reacciones de acoplamiento diazo. una natural como el algodón y una sintética como el dacron. a la hora de hablar de la capacidad de fijación de un tinte a la fibra. La formación de los azocolorantes. la distancia entre dos grupos aislados es de 103 ̇ . se deduce que es una cadena hidrofilica. se tiene en cuenta q β-naftol. el compuesto con anillos z f β-naftol. En la práctica. . esta distancia influye sobre la afinidad de los colorantes capaces de teñir esta estructura de celulosa. al tener un grupo donador de electrones orto-para director. que tiene como grupo activante el –OH. se realizó de dos formas: la primera. tiende a dar productos de sustitución f α (ver mecanismo anexo B). de su estructura física y química y de la estructura del tinte. Debido a que la estructura del algodón solo tiene grupos hidroxilos en su estructura. cuando estos dos grupos azo están apartados por la distancia correcta ( 10. cada grupo funcional se va repitiendo cada dos unidades. Hay dos aspectos importantes en torno al análisis de una molécula de colorante. según estructuraciones cristalográficas realizadas. De la estructura de la celulosa. a) Algodón: es una fibra natural cosnstituida principalmente por celulosa. esta es una característica clave en el comportamiento de los colorantes sobre la fibra. se utilizaron dos tipos de fibras.2 – 10. Simples azocolorantes no se ligan muy bien al algodón. es pertinente hablar de la tela en si. .8 ̇ ) el tinte diazo se liga fuertemente al algodón. esto es lo que ocurriría si la diamina utilizada reaccionara directamente en ó β-naftol y después se agregara al algodón. este no tiñe con colorantes cationicos o anionicos.Capacidad del colorante para quedar fijo en la fibra Como ya se mencionó. como primera medida la capacidad para quedar fija en una fibra o textil y como segundo aspecto la causa o razón de su color. en donde ó f β-naftol asi que la reaccion ocurre en el interior de los poros de la tela y la segunda en donde la m-nitroanilina reacciona en la solución con el β-naftol (neutralizado la solución antes) para producir un tinte suspendido. una natural y la otra sintetica.estructuras la unión azo –N=N-. Dentro del mecanismo de reaccion. lo que ocurre es que la posicion de la distancia de los N del tinte diazo están en la correcta posicion para el enlace de hidrogeno con los grupos hidrolilo en el algodón. Ilustración 8 En esta cadena. pero los colorantes diazo si actúan como colorantes directos debido a que posee dos grupos azo R-N=N--------N=N-R. β-naftol Es asi como ocurre el proceso de teñido directo del algodón. el cual. Las dos moléculas pequeñas que se mencionan corresponden a la sal de z β-naftol. es por esto. es la formación de tintes Ingrain o desarrollados. por trituración directa. Uno de estos métodos. la tintura hubiese sido efectiva debido a la presencia de los dos grupos azo. Ilustración 10 Si se hubiese hecho la tintura con la diamina de la manera como se describió en el párrafo anterior. se introdujeron primero en la tela (impregnando la tela de gotas de esta solución) y se dejó secar para que no ocurriera la reaccion directa entre el β-naftol y las sales de diazonio. debido a que este tipo de fibra no tiene grupos que permitan . una vez allí reaccionan para formar el tinte Ingrain. en este caso. una con la solución 1 y la otra con la solución 2 que constituyen las sales de diazonio utilizadas.Ilustración 9 reaccionaron instantáneamente. debido a la formación de un azocompuesto simple que no tendría un buen acoplamiento estructural. las gotas de las soluciones 1 y 2 penetraron íntimamente en esta y Ilustración 11 b)Dracron: Ilustración 12 Para teñir este tipo de fibra sintetica. un resultado diferente se hubiese obtenido con la monoamina. L é β-naftol. estos son formados dentro de la fibras. a causa de su nuevo tamaño queda atrapado dentro de la fibra. no se procedió igual que en el caso del algodón. en donde 2 pequeñas moléculas son usadas para penetrar dentro de los poros de la fibra. se realizó dos tinturas. al estar seca la tela. pero. que se han ideado métodos para tinturar utilizando este tipo de azocompues. .(azo). requirió de la utilización del bifenilo como disolvente. Cuando el tinte es alojado en el interior de la tela. al estar ambos tipos de moléculas en los poros. el método diferente. que puede ser catalogado como un auxocromos (auyuda a dar color). esto con el objetivo de evaporar el agua presente en la solución. el grupo –N=N. formando una tintura dispersa que básicamente se aplica de la suspensión formada por la solución 3 (tabla 1) ó β-naftol. estas nuevas estructuras poseen una conjugación de dobles enlaces mayor a la inicial.que el colorante se aloje en su interior por interacciones directas. fueron sometidos a una temperatura de 90-100 °C. formando una especie de solución no homogénea (ver ilustración 3) en donde las partículas de colorante empiezan a ir a la superficie debido a que el tinte formado es insuluble en agua ( recordando que se trabajo con soluciones acuosas). las cualidades que lo hacen un colorante se atribuyen al grupo y–OH. agregando unas gotas de bifenilo. ya que es la proporción de la molecula responsable del color principal. que está dispersado por toda esta. haciendo parte de un sistema de electrones extendido. Ilustración 13 En cuanto al teñido directo. En estos compuestos azoicos. ya que las sustancias anfifilas tienen una fuerte tendencia en migrar hacia una superficie o una interfase liquido solido (se llama esto adsorcion). . Este proceso de tintura. que son azoicos. por tanto para teñir esta tela. y además poseen todos un heteroatomo en común: el nitrógeno. sirven “ ” estas moléculas fijándola en los poros del tejido. con multiples dobles enlaces conjugados debido a la presencia de los anillos aromaticos. se forma el enlace y se produce la tintura de la tela debido a los nuevos enlaces naftol-sal de diazonio.de la sal de diazonio y el –OH del naftol. la tintura de la tela no fue uniforme. aquí radica la importancia del bifenilo que es util para facilitar la disolución del tinte sobre el dacron y del surfactante que ayuda a dispersar el tinte sobre la fibra. Tanto las partículas finas de colorante como tela. tienen en sus estructuras químicas. todo este sistema puede ser catalogado como un cromóforo. el tinte no se liga propiamente a la fibra. la teñido por dispersión. el disolvente actua como transportador disolviendo el tinte y llevando dentro de la fibra. Debido a que no se utilizó un agente surfactante.La coloración Los tintes compuestos sintetizados.N . ya que al obtener el tinte insoluble. sino. se encuentra entre dos grupos aromaticos. tanto el grupo -. lo cual facilita que el tinte se forme entre las fibras de este tejido sintético. forma π deslocalizados que absorben luz a determinadas frecuencias y por consiguiente se obtienen diferentes resultados en el teñido de la tela (ver ilustración 5). por tanto estos compuestos absorben la luz violeta que corresponde a una longitud de onda de 410 nm. dando una coloración en el espectro visible. aumentando. cabe resaltar que al lavar las dos fibras. Los niveles de energía cuantizados de los electrones moleculares están más juntos π deslocalizados y la luz de la región visible del espectro electromagnético es absorbida cuando los electrones son promovidos de un nivel de energía menor a uno mayor. lo constituye el camino que va desde el primer anillo aromatico hasta el ultimo pasando por el enlace –N=N. pero. El color tanto de la m-nitroanilina como el de la p-nitroanilina. por tanto . al ser transparente indicando que absorbe en la región ultravioleta. sus colores no cambiaron. es el color complementario reflejado. esto se debe a que puede actuar como un grupo que cede electrones. la 3. Tintura directa . los electrones suministrados requieren un grupo cromoforo que les ofrezca el camino en que desplazarse. ambos generaron una coloración naranja. Indicando que la fibras teñidas presentan resistencia a devolver la materia colorante que absorbieron. PREGUNTAS 1. al formar la sal de diazonio.3dimetoxibencidina. desde este punto de vista el cromoforo se comporta como aceptor de electrones o sumidero de electrones. entran en juego mayor numero de dobles enlaces. esta coloración se debe al grupo crommóforo –NO2. es decir. anionicas. y al tinturar las diferentes fibras. una mas intensa que otra debido a las posiciones del grupo nitro. esta resistencia a devolver el colorante es una consecuencia de la energía de su unión. la longitud de onda a la que absorben se modifica. Es por esto que por ejemplo. por tanto. el color amarillo.(ver ilustracion 13). esto se debe al aumento de dobles enlaces en las estructuras. Con esto se concluye que se ha podido apreciar la penetración del colorante por dos métodos diferentes pero que llegan al mismo fin. el punto es que ambos tintes ganaron un anillo aromatico mas en su estructura unido por el grupo azo. cationicas o de dispersión. Represente las estucturas de las tinturas preparadas en sus ecperimentos y clasifíquelas como directas. por tanto la energía necesaria para la excitación de los electrones es menor y por consiguiente abasorbera a longitudes de onda mayores.Este grupo auxocromo es muy eficaz al aumenta la intensidad de color. ninguna presentó decoloración. esto es exactamente lo que ocurró. dependiendo a su vez de las relaciones entre las estructuras moleculares de las fibras y de la forma como se ha efectuado la tintura. a longitudes de onda mas cortas. A medida que el compuesto contenga mayor cantidad de dobles enlaces conjugados. pasa a hacer parte de un colorante con dos anillos bencénicos adicionales. absorberá luz de mayor longitud de onda. un tinte refleja la luz no absorbida azulvioleta y absorbe luz de color verde de una longitud cercana a 524 nm. la diamina utilizada. pasan de absorber luz electromagnética a 410 nm a absorber luz a 481 nm reflejando luz naranja. es amarillo. Para terminar. de esta manera.Tintura directa CONCLUSIONES El proceso de tintura. ya sean naturales o sinteticas. se tiñe exitosamente con los azocolorantes mediantes una tintura directa que se forma en el interior de los poros de la fibra. las molecualas de colorante formadas debido al aumento de tamaño no logran salir y se quedan fijas en la tela. es por esto que la utilización de un método de tintura por dispersión resultó exitoso debido a que permite teñir el tejido mediante la utilización de un tinte Tintura dispersa 2. Ver análisis 3. así que puede teñirse con tinturas ionicas. también existen diferentes moléculas colorantes capaces de teñir estos tejidos.que pueden interactuar con los hidrogenos del grupo hidroxilo de la celulosa. debido a que este tinte presentaría dos grupos azo –N=N. lo adsorbe de tal forma que dentro de la estructura del textil. La seda contiene tanto grupos –COO. El dacrón. al ser un polímero hidrofofo. no puede ser teñido en solución acuosa. se puede definir como el proceso en donde un material textil al ser puesto en contacto con una solución o dispersante de un tinte. 4. se generen interacciones tinte-fibra que no permitan que el colorante desaloje la fibra. Ver análisis. El algodón. Represente la estructura de la seda y de un posible tinte efectivo para ella. El éxito de la tintura de un tejido. que asu vez tienen en cuenta tanto la estructura física como química de la tela a teñir y del colorantes que se utiliza. Represente la estructura del dacrón y explique porqué es necesario usar el teñido por dispersión. Para teñido directo se puede utilizar el acido picricro. . El tinte que tiene mauor afinidad por el algodón es el preparado a partir de la diamina. Al igual que existen diferentes tipos de fibras.como –NH3+. radica en la implementación del método apropiado para la tintura. Cuál de los tintes ensayados tiene la mayor afinidad por el algodón? Explique usando representaciones estructurales. insoluble en agua que es llevado a todos los espacios de la fibra mediante la utilización de un disolvente y un agente surfactante.us/academics/s cience/bolles/CHEM_ONE/16_DYES/Dye_bi nding_lab. REFERENCIAS BIBLIIOGRAFICAS http://www2.uwsuper.oh.dublin.pdf .edu/jlane/320/dyei ng.pdf http://scioto.k12.