KIMIA ZAT WARNA

Warna dari zat-zat kimia adalah sifat fisika dari zat-zat kimia yang dalam banyak kasus berasal dari eksitasi elektron karena penyerapan energi yang dilakukan oleh zat kimia tersebut. Apa itu terlihat oleh mata bukan terserap oleh warna, tetapi warna komplementer dari penghapusan pajang gelombang yang terserap.

Studi struktur kimia atas bantuan penyerapan dan pelepasan energi umumnya dikenal sebagai spektroskopi.

Teori

Semua atom dan molekul mampu menyerap dan melepaskan energi dalam bentuk foton,  yang diiringi dengan perubahan keadaan kuantum. Jumlah energi yang diserap adalah perbedaan antara energi-energi dari dua keadaan kuantum. Ada beberapa tipe kuantum, termasuk, misalnya, keadaan rotasi dan fibrasi dari suatu molekul. Namun pelepasan energi tampak pada mata manusia, secara umum disebut sebagai cahaya tampak,  spin panjang gelombang kira-kira  380 nm sampai 760 nm, bergantung pada individu, dan foton dalam jangkauan ini biasanya seiring dengan perubahan keadaan kuantum pada atom atau orbital molekul. Persepsi cahaya diatur oleh tiga jenis reseptor warna pada mata, yang sensitif terhadap jangkauan berbeda dari panjang gelombang dalam pita ini.

Hubungan antara energi dan panjang gelombang ditentukan oleh persamaan:

E = hf = hc/λ

Di mana E adalah energi kuantum (foton), f adalah frekuensi gelombang cahaya, h adalah konstanta Planck,  λ adalah panjang gelombang dan c adalah kecepatan cahaya.

Hubungan antara energi dari berbagai keadaan kuantum yang diperlakukan oleh orbital atom, orbital molekul, dan Teori Medan Ligan. Bila foton panjang gelombang tertentu diserap oleh benda, maka ketika kita mengamati cahaya yang dipantulkan dari atau dipancarkan melalui benda itu, apakah kita melihat warna komplementer, yang terbentuk dari panjang gelombang tampak tersisa lainnya. Contohnya beta-karoten memiliki serapan maksimum pada 454 nm (cahaya biru), alhasil cahaya tampak yang tersisa menampilkan warna jingga.

Warna dengan Panjang Gelombang

Di bawah ini adalah tabel kasar panjang gelombang, warna dan warna komplementer. Ini memanfaatkan CMY ilmiah dan roda warna RGB daripada roda warna RYB tradisional.

Panjang gelombang (nm)

Warna

Warna komplementer

400-424

Ungu

Hijau-kuning

424-491

Biru

Kuning

491-570

Hijau

Ungu

570-585

Kuning

Biru

585-647

Jingga

Cyan-Biru

647-700

Merah

Cyan

Ini hanya dapat digunakan digunakan sebagai pedoman sangat kasar, misalnya bila rentang panjang gelombang sempit di dalam pita 647-700 diserap, maka reseptor biru dan hijau akan sepenuhnya terangsang, membentuk warna cyan, dan reseptor merah akan terangsang secara parsial, mengencerkan warna cyan menjadi rona keabu-abuan.

Melalui Kategori

Sebagian besar anorganik sederhana (misalnya natrium klorida) dan senyawa organik (misalnya etanol) tidak berwarna. Senyawa logam transisi sering berwarna karena transisi elektron antara energi orbital-d yang berbeda (lihat logam transisi; senyawa-senyawa berwarna).

Senyawa organik cenderung berwarna ketika ada konjugasi yang luas, menyebabkan perbedaan energi antara HOMO dan LUMO untuk mengurangi, membawa pita serapan dari UV ke daerah tampak. Demikian pula, warna ini disebabkan oleh energi yang diserap oleh senyawa, ketika sebuah electron transisi dari HOMO ke LUMO. Likopen adalah contoh klasik dari senyawa dengan konjugasi yang luas (11 ikatan rangkap terkonjugasi), sehingga menimbulkan warna merah intens (likopen bertanggung jawab untuk warna tomat). Kompleks transfer-perubahan cenderung memiliki warna yang sangat intens untuk alasan-alasan yang berbeda.

Beberapa Contoh

Ion-ion dalam Larutan Air

Nama

Rumus

Warna

Logam Alkali

M+

Tidak berwarna

Logam Alkali Tanah

M2+

Tidak berwarna

Skandium(III)

Sc3+

Tidak berwarna

Titanium(III)

Ti3+

Ungu

Titanil

TiO2+

Tidak berwarna

Vanadium(II)

V2+

Lembayung muda

Vanadium(III)

V3+

Abu-abu gelap/Hijau

Vanadil

VO2+

Biru

Pervanadil

VO2+

Kuning

Metavanadat

VO3

Tidak berwarna

Ortovanadat

VO43-

Tidak berwarna

Kromium(III)

Cr3+

Biru-hijau

Kromat

CrO42-

Tidak berwarna atau Kuning (kadang-kadang)

Dikromat

Cr2O72-

Jingga

Mangan(II)

Mn2+

Merah jambu terang

Manganat(VII) (Permanganate)

MnO4

Ungu dalam

Manganat(VI)

MnO42-

Hijau gelap

Manganat(V)

MnO43-

Biru dalam

Besi(II)

Fe2+

Hijau pucat

Besi(III)

Fe3+

Kuning/coklat

Kobal(II)

Co2+

Merah jambu

Kompleks Kobal-ammonium

Co(NH3)63+

Kuning/jingga

Nikel(II)

Ni2+

Hijau terang

Kompleks Nikel-ammonium

Ni(NH3)62+

Merah jambu terang/biru

Tembaga(II)

Cu 2+

Biru

Kompleks tembaga-ammonium

Cu(NH3)42+

Royal Blue

Kompleks Tetrakloro-tembaga

CuCl42-

Kuning/hijau

Seng(II)

Zn2+

Putih-kebiruan

Perak

Ag+

Tidak berwarna

Namun, hal ini penting untuk dicatat, bahwa warna-warna dasar akan bervariasi bergantung pada apak mereka dikomplekskan dengan, sering juga keadaan kimia mereka. Sebuah contoh dengan  vanadium(III); VCl3 memiliki rona kemerahan yang berbeda, sementara V2O3 tampak hitam.

Garam

Memprediksi warna dari suatu senyawa dapat sangat rumit. Beberapa contoh termasuk: Kobal klorida adalah merah jambu atau biru bergantung pada keadaan hidrasi (biru kering, merah jambu dengan air) sehingga digunakan sebagai indikator kelembaban dalam gel silika. Seng oksida putih, tetapi pada suhu yang lebih tinggi menjadi kuning, kembali ke putih karena dingin.

Nama

Rumus

Warna

Tembaga(II) sulfat

CuSO4

putih

Tembaga(II) sulfat pentahidrat

CuSO4 · 5H2O

Biru

Tembaga(II) benzoat

C14H10CuO4

Biru

Kobal(II) klorida

CoCl2

Biru dalam

Kobal(II) klorida heksahidrat

CoCl2 · 6H2O

Magenta dalam

Mangan(II) klorida tetrahidrat

MnCl2 · 4H2O

Merah jambu

Tembaga(II) klorida dihidrat

CuCl2 · 2H2O

Biru-hijau

Nikel(II) klorida heksahidrat

NiCl2 · 6H2O

Hijau

Timbal(II) iodida

PbI2

Kuning

Ion-ion dalam Nyala

Uji nyala atas kation-kation untuk logam alkali, logam alkali tanah, dan hidrogen (lihat spektroskopi atom); (lihat juga uji nyala).

Logam-logam

Nama

Rumus

Warna

Kalium

K

Lila/Lembayung

Natrium

Na

Kuning

Litium

Li

Merah

Sesium

Cs

Biru

Kalsium

Ca

Merah/Jingga

Stronsium

Sr

Merah

Barium

Ba

Hijau/kuning

Gas-gas

Nama

Rumus

Warna

Hidrogen

H2

Tidak berwarna

Klor

Cl2

Kuning kehijauan

Iod

I2

Lembayung

Nitrogen Dioksida

NO2

Coklat

Dinitrogen tetroksida

N2O4

Tidak berwarna

Uji Manik-manik

Aneka warna, sering serupa dengan warna-warna yang ditemukan dalam uji nyala, yang dihasilkan dalam uji manik-manik (bead), yang merupakan suatu uji kuantitatif untuk penentuan logam-logam. Sebuah loop platinum dibasahi dan dicelupkan ke dalam bubuk halus dari zat tersebut dan boraks. Loop dengan bubuk yang menempel kemudian dipanaskan dalam api sampai kering dan warna manik-manik yang dihasilkan diamati.

 

Logam

Nyala Mengoksidasi

Nyala Mereduksi

Aluminium

Tidak berwarna (panas dan dingin), gelap

Tidak berwarna, gelap

Antimoni

Tidak berwarna, kuning atau coklat (panas)

Abu-abu dan gelap

Barium

Tidak berwarna

Bismut

Tidak berwarna, kuning atau keabu-abuan (panas)

Abu-abu dan gelap

Kadmium

Tidak berwarna

Abu-abu dan gelap

Kalsium

Tidak berwarna

Serium

Merah (panas)

Tidak berwarna (panas dan dingin)

Kromium

Kuning gelap (panas), hijau (dingin)

Hijau

(panas dan dingin)

Kobal

biru (panas dan dingin)

biru (panas dan dingin)

Tembaga

hijau (panas), biru (dingin)

Merah, gelap (dingin), tak berwarna (dingin)

Besi

Kuning atau merah kecoklatan (panas dan dingin)

Hijau (panas dan dingin)

Timbal

Tidak berwarna, kuning atau kecoklatan (panas)

Abu-abu dan gelap

Magnesium

Tidak berwarna

Mangan

Ungu (panas dan dingin)

Tidak berwarna (panas dan dingin)

Molibdenum

Tidak berwarna

Kuning atau coklat (panas)

Nikel

Coklat, merah (dingin)

Abu-abu dan gelap (dingin)

Silikon

Tidak berwarna (panas dan dingin), gelap

Tidak berwarna, gelap

Perak

Tidak berwarna

Abu-abu dan gelap

Stronsium

Tidak berwarna

Timah

Tidak berwarna (panas dan dingin), gelap

Tidak berwarna, gelap

Titanium

Tidak berwarna

Kuning (panas), Ungu (dingin)

Tungsten

Tidak berwarna

Coklat

Uranium

Kuning atau kecoklatan (panas)

Hijau

Vanadium

Tidak berwarna

Hijau

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s