Phẩm màu hữu cơ | Khái niệm hoá học

Một chất nếu chỉ hấp thụ bức xạ ở vùng tử ngoại thì là chất không màu. Nếu chất hấp thụ ở vùng khả kiến thì cso màu. Khi trong phân tử có hệ liên hợp càng rộng thì bức sóng lớn nhất càng chuyển về phía sóng dài (tức là về vùng khả kiến). Vì thế, để tạo ra các chất màu làm đẹp cho cuộc sống, cần phải tổng hợp ra các hợp chất có hệ liên hợp rộng và có những yếu tố làm tăng cường sự liên hợp đó.

Các chất màu azo là loại phẩm màu tổng hợp được ứng dụng để nhuộm vải sợi sớm nhất. Phân tử loại hợp chất này gồm có nhóm mang màu azo (-N=N-) liên hợp với các nhân thơm, một đầu có chứa nhóm đẩy electron, đầu kia chứa nhóm hút electron, thí dụ

Để tăng cường sự đẩy và hút electron, người ta còn tạo cho phân tử các nhóm mang điện tích âm hoặc dương, thí dụ phẩm màu loại azometin có chứa nhóm mang màu "kiểu cation"

Khi thay các nhóm R₂N ở hai đầu thành các nhân dị vòng, người ta gọi là phẩm xianin. Phẩm xianin chứa nhân quinolin hoặc benzothiazol được ứng dụng rộng rãi trong kĩ nghệ nhiếp ảnh. Khi đưa những phẩm loại này vào huyền phù của phim, chúng không những làm tăng độ nhạu của phim mà còn hấp thụ ánh sáng với bước sóng xác định để tạo màu vàng và đỏ cho phim (tùy thuộc vào số nhóm -CH=CH- trong mạch). Khi tăng số nhóm -CH=CH- lên $\ge$5, loại phẩm này sẽ hấp thụ chọn lọc tia hồng ngoại vì thế tạo ra khả năng chụp ảnh trong bóng tối (tức là chụp ảnh hồng ngoại).

Các chỉ thị màu mà chúng ta dùng trong phân tích cũng thường là các phẩm màu hữu cơ. Thí dụ, phenolphtalein, một chỉ thị axit - bazơ quen thuộc, là một axit yếu. Khi pH = 1 $÷$ 8 nó ở dạng trung hòa, các nhân benzen bị ngăn cách bởi nguyên tử Csp3 không liên hợp với nhau làm cho sự hấp thụ xảy ra ở vùng tử ngoại nên không có màu. Trong môi trường kiềm, pH = 8 $÷$12, do tác dụng của ion hidroxyl, phenolphtalein chuyển thành dạng anion, có nhóm mang màu loại quinon liên hợp với cả 2 nhân benzen, vì thế hấp thụ chuyển về vùng khả kiến và hợp chất có màu đỏ.

Dung dịch phenol trong môi trường axit, bazơ                                   Hóa chất phenolphtalein

Các chỉ thị màu thấm trên giấy đo pH cũng đều là những chất hữu cơ mà dạng axit và bazơ liên hợp của nó có màu khác nhau, vì thế tùy theo pH của môi trường mà nó thể hiện màu này hay màu khác nhờ làm chuyển dịch cân bằng giữa dạng axit của chỉ thị (HInd) và dạng bazơ liên hợp của nó (Ind^-):

HInd $\rightleftharpoons$H⁺ + Ind^-

Ở đây HInd và Ind^- có màu khác nhau rõ rệt. Khi thay đổi pH, cân bằng sẽ chuyển dịch, làm cho tỉ lệ nồng độ [Ind^-]/[HInd] thay đổi, dẫn tới thay đổi màu sắc của dung dịch.