Definizione e chimica del pigmento

Un pigmento è una sostanza che appare di un certo colore perché si assorbe selettivamente lunghezza d'onda di luce. Mentre molti materiali possiedono questa proprietà, i pigmenti con applicazioni pratiche sono stabili a temperature normali e hanno un'elevata forza colorante, quindi è necessaria solo una piccola quantità per vedere il colore quando viene utilizzato su oggetti o mescolato con un supporto. Si chiamano pigmenti che si sbiadiscono o si anneriscono nel tempo o con un'esposizione prolungata alla luce pigmenti fuggitivi.

I primi pigmenti provenivano da fonti naturali, come carbone e minerali di terra. Le pitture rupestri paleolitiche e neolitiche indicano nerofumo, ocra rossa (ossido di ferro, Fe₂O₃) e ocra gialla (ossido di ferro idratato, Fe₂O₃· H₂O) erano noti all'uomo preistorico. I pigmenti sintetici entrarono in uso già nel B.E.V. Del 2000. Il piombo bianco è stato prodotto miscelando piombo e aceto in presenza di anidride carbonica. Il blu egiziano (silicato di rame e calcio) proviene da vetri colorati con malachite o altro minerale di rame. Man mano che venivano sviluppati sempre più pigmenti, divenne impossibile tenere traccia della loro composizione.

Nel XX secolo, l'Organizzazione internazionale per la standardizzazione (ISO) ha sviluppato standard per le caratteristiche e il test dei pigmenti. Il Color Index International (CII) è un indice standard pubblicato che identifica ciascun pigmento in base alla sua composizione chimica. Oltre 27.000 pigmenti sono indicizzati nello schema CII.

Un pigmento è una sostanza secca o altro insolubile nel suo vettore liquido. Un pigmento in forme liquide una sospensione. Al contrario, un colorante è un colorante liquido oppure si dissolve in un liquido per formare una soluzione. A volte un colorante solubile può essere precipitato in un pigmento di sale metallico. Un pigmento fatto da una tintura in questo modo è chiamato a pigmento di lago (ad es. lago di alluminio, lago di indaco).

Sia i pigmenti che i coloranti assorbono la luce per apparire di un certo colore. Al contrario, la luminescenza è un processo mediante il quale un materiale emette luce. esempi di luminescenza includono fosforescenza, fluorescenza, chemiluminescenza e bioluminescenza.

In biologia, il termine "pigmento" è definito in modo leggermente diverso, dove un pigmento si riferisce a qualsiasi molecola colorata trovata in una cellula, indipendentemente dal fatto che sia o meno solubile. Quindi, sebbene l'emoglobina, clorofilla, melanina e bilirubina (come esempi) non si adattano alla definizione ristretta di pigmento nella scienza, sono pigmenti biologici.

Nelle cellule animali e vegetali si verifica anche il colore strutturale. Un esempio può essere visto nelle ali di farfalla o nelle piume di pavone. I pigmenti sono dello stesso colore, indipendentemente dalla loro visualizzazione, mentre il colore strutturale dipende dall'angolo di visione. Mentre i pigmenti sono colorati per assorbimento selettivo, il colore strutturale risulta da una riflessione selettiva.

I pigmenti assorbono selettivamente le lunghezze d'onda della luce. Quando la luce bianca colpisce una molecola di pigmento, ci sono diversi processi che possono portare all'assorbimento. I sistemi coniugati di doppi legami assorbono la luce in alcuni pigmenti organici. I pigmenti inorganici possono assorbire la luce mediante trasferimento di elettroni. Ad esempio, il vermiglio assorbe la luce, trasferendo un elettrone dall'anione di zolfo (S^2-) ad un catione di metallo (Hg²⁺). I complessi di trasferimento di carica rimuovono la maggior parte dei colori della luce bianca, riflettendo o diffondendo il resto per apparire come un determinato colore. I pigmenti assorbono o sottraggono le lunghezze d'onda e non si aggiungono a loro come fanno i materiali luminescenti.

Il spettro della luce incidente influenza l'aspetto di un pigmento. Quindi, per esempio, un pigmento non apparirà quasi dello stesso colore sotto la luce del sole come sotto l'illuminazione fluorescente perché una diversa gamma di lunghezze d'onda viene lasciata riflessa o dispersa. Quando viene rappresentato il colore di un pigmento, deve essere indicato il colore chiaro del laboratorio utilizzato per eseguire la misurazione. Di solito questo è 6500 K (D65), che corrisponde alla temperatura di colore della luce solare.

La tonalità, la saturazione e altre proprietà di un pigmento dipendono da altri composti che lo accompagnano in prodotti, come leganti o riempitivi. Ad esempio, se acquisti un colore di vernice, apparirà diverso a seconda della formulazione della miscela. Un pigmento avrà un aspetto diverso a seconda che la sua superficie finale sia lucida, opaca, ecc. La tossicità e la stabilità di un pigmento sono influenzate anche da altri prodotti chimici in una sospensione di pigmento. Ciò è preoccupante per gli inchiostri per tatuaggi e i loro corrieri, tra le altre applicazioni. Molti pigmenti sono altamente tossici a sé stante (ad es. bianco piombo, verde cromo, arancio molibdato, bianco antimonio).

I pigmenti possono essere classificati in base al fatto che siano organici o inorganici. I pigmenti inorganici possono o meno essere a base di metallo. Ecco un elenco di alcuni pigmenti chiave:

• Pigmenti di cadmio: rosso cadmio, giallo cadmio, arancio cadmio, verde cadmio, solfoselenide di cadmio
• Pigmenti di cromo: giallo cromo, viridiano (verde cromo)
• Pigmenti di cobalto: blu cobalto, viola cobalto, blu ceruleo, aureolina (giallo cobalto)
• Pigmenti di rame: azzurrite, blu egiziano, malachite, verde parigino, viola Han, blu Han, verderame, verde ftalocianina G, blu ftalocianina BN
• Pigmenti di ossido di ferro: rosso ocra, rosso veneziano, blu di Prussia, sanguigno, caput mortuum, rosso ossido
• Pigmenti di piombo: piombo rosso, bianco piombo, bianco cremnitz, giallo Napoli, giallo piombo-stagno
• Pigmento di manganese: viola di manganese
• Pigmento di mercurio: vermiglio
• Pigmenti di titanio: bianco di titanio, nero di titanio, giallo di titanio, beige di titanio
• Pigmenti di zinco: zinco bianco, ferrite di zinco

• Pigmenti di carbonio: nero carbone, nero avorio
• Terre di argilla (ossidi di ferro)
• Pigmenti ultramarini (lapislazzuli): verde oltremare, verde oltremare

• Pigmenti biologici: alizarina, alizarina cremisi, gamboge, rosso cocciniglia, rosa madder, indaco, giallo indiano, viola tiriano
• Pigmenti organici non biologici: chinacridone, magenta, giallo diarilide, blu ftalo, verde ftalo, rosso 170