A quimica das cores

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    20-Aug-2015

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<ol><li> 1. A Qumica das Cores Prof. Dr. Mrcio Marques Martins http://digichem.org http://fb.com/digimarcio http://slideshare.net/marsjomm marciomarques@unipampa.edu.br </li><li> 2. Sumrio A. Background histrico B. Fotoqumica: a qumica da cor C. Origens Qumicas da cor D. Produo industrial de tintas </li><li> 3. A. Background histrico TECNOLOGIA DAS CORES NA ANTIGUIDADE Arte rupestre neandertal encontrada na gruta de Altamira, no sul da Espanha. </li><li> 4. A1. Tecnologia das cores na antiguidade Talvez as primeiras cores utilizadas pelo homem tenham sido o preto (uma no-cor) e o vermelho. Caverna Roucadour, Themines, Quercy, Lot, Frana. </li><li> 5. A1. Tecnologia das cores na antiguidade O preto seria proveniente da fuligem, graas ao domnio do fogo pelo homem. (ossos) Caverna Lascaux, Frana. </li><li> 6. A1. Tecnologia das cores na antiguidade O vermelho seria devido ao sangue dos animais, aos xidos de ferro e argilas encontrados nas cavernas em que habitavam. Caverna Chauvet-Pont-d'Arc, Frana. </li><li> 7. A1. Tecnologia das cores na antiguidade Pigmentos em p misturados com saliva ou seiva de rvores eram soprados nas paredes das cavernas para produzir pinturas. Caverna em Kondoa, Tanznia </li><li> 8. A1. Tecnologia das cores na antiguidade Tintas tambm era aplicadas em murais com gravetos ou com pincis artesanais feitos de crinas ou cabelos. Pintura mural aborgene no Territrio de Arnhem Norte da Austrlia http://tonywheeler.com.au/arnhem-land-aboriginal-art/ </li><li> 9. A1. Tecnologia das cores na antiguidade As tcnicas de pintura e as frmulas das tintas perdem-se na memria dos tempos. Os egpcios 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/ </li><li> 10. A1. Tecnologia das cores na antiguidade Por qu o uso de materiais to estranhos para fabricar tintas? </li><li> 11. A1. Tecnologia das cores na antiguidade A tinta composta por uma substncia corada, que pode ser um pigmento ou um corante, + um aglutinante (ou veculo) e em um (no)solvente. </li><li> 12. A1. Tecnologia das cores na antiguidade Ao ser aplicada sobre uma superfcie, o solvente vai evaporar e o aglutinante vai formar uma pelcula sobre o substrato ao qual foi aplicado. O pigmento fica disperso no filme. </li><li> 13. A1. Tecnologia das cores na antiguidade A gema de ovo usada porque contm altos teores de gordura e aps perder gua, forma um filme estvel sobre o substrato. Isso se chama tmpera de ovo. Cristo Pantocrator, Tmpera de Ovo http://goo.gl/J9yOfU http://tinkerlab.com/make-your-own-egg-tempera-paint/ </li><li> 14. A1. Tecnologia das cores na antiguidade O leite contm a protena casena, que precipita quando o leite acidificado. Aps seca, moda e misturada com gua, ela forma uma massa viscosa que dispersa o pigmento muito bem e seca formando um filme estvel. http://en.wikipedia.org/wiki/The_Baptism_of_Christ_( Piero_della_Francesca) </li><li> 15. A1. Tecnologia das cores na antiguidade O gesso produzido quando o sulfato de clcio pulverizado (mineral gipsita) misturado com gua e com o pigmento. Detalhe da Capela Sistina Criao de Ado Michelangelo Buonarrotti - 1511 </li><li> 16. A1. Tecnologia das cores na antiguidade A pintura produzida dessa forma chamada de fresco (ou afresco), e s pode ser feita com o gesso mido e com pigmentos no-reativos. Dante - Domenico di Michelino Duomo Florena - 1464 </li><li> 17. A1. Tecnologia das cores na antiguidade . Gesseiro trabalhando no Sculo 19 Pintura de John Cranch (1751 - 1821). </li><li> 18. A1. Tecnologia das cores na antiguidade O leo de linhaa um dispersante/solvente importante na produo de tintas a leo, pois no s permite dispersar e aplicar a tinta como ao curar (no secar) ele polimeriza com o oxignio e forma um filme estvel. Mona Lisa Leonardo da Vinci 1503-1506 </li><li> 19. A1. Tecnologia das cores na antiguidade leo secante derivado de 3 cidos graxos insaturados: Linoleico(superior), linolenico (meio), Oleico (baixo). Ordem de secagem: Linolnico &gt; Linolico &gt; Olico (reflete o grau de insaturao) </li><li> 20. A1. Tecnologia das cores na antiguidade Reao de um leo secante com o oxignio do ar </li><li> 21. A1. Tecnologia das cores na antiguidade Pigmento versus corantes Pigmento: so os materiais de origem inorgnica, que quando pulverizados so dispersos em um aglutinante e em um no-solvente. Corantes: so materiais de origem orgnica que tm afinidade qumica com o substrato (madeira, tecido, etc), normalmente dissolvido e reage quimicamente para produzir corao. Um mordente pode ser adicionado para acelerar o tingimento. </li><li> 22. A1. Tecnologia das cores na antiguidade A mais antiga lista de pigmentos registrada, chegou a ns atravs de Plnio, um historiador romano, que viveu no sculo I. http://www.webexhibits.org/pigments/intro/history.html </li><li> 23. A1. Tecnologia das cores na antiguidade -amarelos: Ocre amarelo (FeO(OH)nH2O - limonita); Amarelo xido de chumbo (PbO); Orpimento (sulfeto de arsnio - As2S3) massicot Do latim: aurum pigmentum </li><li> 24. A1. Tecnologia das cores na antiguidade - vermelhos: Ocre (xido de ferro II anidro - Fe2O3); vermelho de chumbo (xidos de chumbo II e IV); Cinbrio ou vermillion (sulfeto de mercrio HgS); </li><li> 25. A1. Tecnologia das cores na antiguidade - prpuros: prpura de Tyrian </li><li> 26. A1. Tecnologia das cores na antiguidade Azuis: Azul ndigo - (2,2'-Bis(2,3-diidro-3- oxoindolilideno)) azul egpcio (CaCuSi4O10 or CaOCuO(SiO2)4 silicato de clcio e cobre); azurita (carbonato bsico de cobre II - Cu3(CO3)2(OH)2) </li><li> 27. A1. Tecnologia das cores na antiguidade Lapis lazuli (mistura contendo lazurita - (Na,Ca)8[(S,Cl,SO4,OH)2|(Al6Si6O24)]) Azul ultramarino (o natural rarssimo zelita aluminossilicato de sdio e enxofre): </li><li> 28. A1. Tecnologia das cores na antiguidade Giovanni Bellini Madonna di Brera 1510 Estrutura da sodalita Na8[SiAlO4]6.(S3)2 </li><li> 29. A1. Tecnologia das cores na antiguidade Verdes: Malaquita (carbonato bsico de cobre II - Cu2CO3(OH)2); Verdigris (acetato bsico de cobre); terra verde: foi um pigmento natural argiloso composto por xido de ferro, magnsio, silicato de alumnio ou potssio. Tambm conhecido como Verde de Verona ou Terre Verte. </li><li> 30. A1. Tecnologia das cores na antiguidade Brancos: branco de chumbo (carbonato bsico de chumbo II); Calcreo; Gesso (CaSO42H2O) (2PbCO3Pb(OH)2) Carbonato de clcio + hidrxido de clcio </li><li> 31. A1. Tecnologia das cores na antiguidade Pretos: preto de osso (fosfato de clcio, carbonato de clcio _ carvo); preto de fuligem (picum); carvo; </li><li> 32. B2. Fotoqumica: a qumica da cor As cores so resultado da interao da radiao eletromagntica com os materiais. Os nomes que damos a elas so subjetivos. </li><li> 33. B. Fotoqumica: a qumica da cor Para haver cor necessrio que haja luz. </li><li> 34. B. Fotoqumica: a qumica da cor Diferentes substncias apresentam diferentes padres de absoro/transmisso. </li><li> 35. B. Fotoqumica: a qumica da cor A percepo da cor que nos proporcionada pelos corantes e pigmentos resultante da absoro seletiva da luz, que corresponde parte visvel do espectro eletromagntico (Figura 1). </li><li> 36. B2. Fotoqumica: a qumica da cor Figura 1: Espectro eletromagntico (FONTE http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/10/Espectro_Electromagntico.JPG) </li><li> 37. B. Fotoqumica: a qumica da cor A luz visvel corresponde regio de l entre 400 - 750 nm (1nm= 10-9m) </li><li> 38. B. Fotoqumica: a qumica da cor A luz natural se estende at a regio do ultravioleta (em torno de 400 nm). </li><li> 39. B. Fotoqumica: a qumica da cor Sendo a luz branca uma mistura de luz de variadas cores, cada material absorve a luz em diferentes comprimentos de onda. </li><li> 40. B. Fotoqumica: a qumica da cor A cor que vemos o resultado no da luz que a substncia absorveu, mas dos comprimentos de onda que ela refletiu. </li><li> 41. B. Fotoqumica: a qumica da cor A cor de um pigmento vermelho resulta do fato desse absorver outras cores e refletir a componente vermelho. </li><li> 42. B. Fotoqumica: a qumica da cor Observa-se a cor branca quando a luz no absorvida, sendo toda emitida pela superfcie. </li><li> 43. B. Fotoqumica: a qumica da cor A absoro da luz pelas substncias coradas inorgnicas depende das chamadas transies eletrnicas que ocorrem nas molculas, e os comprimentos de onda (cores) so determinados por diferenas de energia. </li><li> 44. B. Fotoqumica: a qumica da cor Cada pigmento exibe um padro de absoro que dependente da estrutura qumica da substncia. </li><li> 45. B. Fotoqumica: a qumica da cor Esse grfico caracterstico de cada material colorido, por isso pode ser usado para identificar as substncias. </li><li> 46. B. Fotoqumica: cores complementares Tabela 1: Relao entre as cores observadas e os respectivos comprimentos de onda Luz absorvida Comprimento de onda () 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 Prpura 5600 - 5800 Verde amarelado violeta 5800 - 5950 amarelo Azul 5950 - 6050 laranja Azul esverdeado 6050 - 7500 vermelho Verde azulado </li><li> 47. B. Fotoqumica: a qumica da cor Quando a luz absorvida por uma substncia colorida, a cor complementar (ou a parte remanescente da luz incidente) transmitida ou refletida. </li><li> 48. B. Fotoqumica: a qumica da cor A luz verde no apresenta complementar no espectro de cores. Um corpo que absorve verde apresenta a cor prpura (vermelho + violeta). </li><li> 49. B. Fotoqumica: a qumica da cor O termo luz branca no apresenta um significado preciso, pois h muitos pares de cores espectrais puras que quando misturadas produzem um estmulo correspondente ao da luz branca. </li><li> 50. B. Fotoqumica: a qumica da cor Tabela 2: Misturas de cores espectrais puras correspondentes ao estmulo ptico correspondente luz branca Comprimento de onda () Cor Estmulo 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 </li><li> 51. B. Fotoqumica: a qumica da cor O espectro de absoro pode ser complexo, e a pureza da cor observada depende da forma da curva espectral. </li><li> 52. B. Fotoqumica: a qumica da cor Cores brilhantes podem ser resultantes de bandas de absoro estreitas com forma de picos, e cores desbotadas so associadas com bandas mais largas sendo faltantes os picos. </li><li> 53. B. Fotoqumica: a qumica da cor Cores no espectrais, tais como o marrom, esto associadas com extenses de absoro exatamente regulares sobre um larga extenso de comprimentos de onda, e preto o resultante da absoro de todo o espectro visvel. </li><li> 54. B. Fotoqumica: a qumica da cor As caractersticas de uma superfcie colorida podem ser definidas com respeito ao: tom, brilho e intensidade. </li><li> 55. B. Fotoqumica: a qumica da cor O tom (hue) determinado preponderantemente pelo comprimento de onda ou comprimento de onda da luz refletida, sendo descrito como amarelo, vermelho, azul, etc. </li><li> 56. B. Fotoqumica: a qumica da cor Um tom azul torna-se esverdeado conforme o comprimento de onda aumentado ou avermelhado se este diminudo. </li><li> 57. B. Fotoqumica: a qumica da cor Brilho pode ser considerado como uma caracterstica negativa, j que mais depende da ausncia da luz refletida do que do tom em questo. </li><li> 58. B. Fotoqumica: a qumica da cor Intensidade (saturation) inversamente proporcional a quantidade da luz branca refletida pela superfcie. </li><li> 59. B3. O disco das cores O sistema visual humano extremamente complexo. No olho a imagem formada sobre a retina, a qual contm um grande nmero de clulas fotossensveis (sensveis a luz). </li><li> 60. B3. O disco das cores Essas fotoclulas podem ser de dois tipos: Cones (necessitam altos nveis de claridade); Bastonetes (respondem em condies de baixa luminosidade). </li><li> 61. B3. O disco das cores Bastonetes Rodopsina (348 aminocidos) Protena (opsina) + 11-cis-retinal </li><li> 62. B3. O disco das cores Cones Outras opsinas Fotopsina I (amarelo) Fotopsina II (verde) Fotopsina III (violeta) Espectro de absoro normalizado da rodopsina humana e das trs fotopsinas. </li><li> 63. B3. O disco das cores Todas as cores que percebemos so produzidas pela mistura de certas cores bsicas. Existem trs categorias de cores: </li><li> 64. B3. O disco das cores Cores Primrias (Vermelho, amarelo e azul): no so formadas pela mistura de quaisquer outras cores e so ditas puras. Cores Secundrias (Laranja, verde e violeta) so aquelas formadas pela mistura de duas ou mais cores primrias. Cores Tercirias (vermelho-alaranjado, amarelo- alaranjado, amarelo-esverdeado, azul-esverdeado, azul violceo e vermelho violceo) so aquelas produzidas pela mistura de duas ou mais cores secundrias. </li><li> 65. B3. O disco das cores Figura 2.2: Disco das cores contendo as cores primrias (vermelho-R, azul-B e amarelo-Y), secundrias (violeta-P, laranja-YR e verde-G) e tercirias. </li><li> 66. B3. O disco das cores Figura 2.2: Disco das cores contendo as cores primrias (vermelho-R, azul-B e amarelo-Y), secundrias (violeta-P, laranja-YR e verde-G) e tercirias. Cores quentes (Vermelho, Laranja e Amarelo) so associadas com o calor do fogo e do sol. Cores frias (Azul, Verde e Violeta) conecta a mente com a frieza do mar, do cu e das folhagens. </li><li> 67. C. Origens qumicas da cor Vamos nos ater, por enquanto, aos compostos inorgnicos, pois os compostos orgnicos por si s j dariam outra palestra. </li><li> 68. C. Origens qumicas da cor Complexo Cor Nome Estrutura CoCl36NH3 Amarela Luteo CoCl35NH3 Prpura Purpureo CoCl34NH3 Verde Praseo CoCl34NH3 Violeta Violeo Complexos de Cloreto-Amnia Cobalto(III) </li><li> 69. C. Origens qumicas da cor </li><li> 70. C. Origens qumicas da cor Alfred Werner Prmio Nobel de Qumica - 1913 Criou a teoria dos compostos de coordenao em 1893; Passou 20 anos estudando complexos; Naquela poca no havia nenhuma teoria de ligao qumica ainda desenvolvida. Nem o eltron era conhecido nessa poca. </li><li> 71. C. Origens qumicas da cor Metais de transio esto coordenados a diferentes nmeros de ligantes; 4 e 6 so os NC mais comuns. </li><li> 72. C. Origens qumicas da cor Como os metais apresentam cargas positivas eles atuam como cidos de Lewis (eltron- aceptores). Os ligantes atuam como bases de Lewis (eltron-doadores) e coordenam-se ao centro metlico. </li><li> 73. C. Origens qumicas da cor: ligantes mais frequentes </li><li> 74. C. Origens qumicas da cor: nomenclatura de ligantes 1) Ligantes aninicos apresentam sufixo o. F- = fluoro H- = hidreto OH- = hidroxo O2-= oxo O2 2-= peroxo HS- = mercapto S2- = tio NO2- = nitro </li><li> 75. C. Origens qumicas da cor: nomenclatura de ligantes 2) Ligantes catinicos apresentam sufixo io. Exemplo: hidraznio 2HN-NH2 + </li><li> 76. C. Origens qumicas da cor: nomenclatura de ligantes 3) Ligantes neutros no apresentam sufixos especiais. H2O = aqua NH3 = amin CO = carbonil NO = nitrosil N2 = dinitrognio O2 = dioxignio R = recebem nomes orgnico...</li></ol>