Informe Laboratorio de Colorantes

Laboratorio de colorantes UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRES DE INGENIERIA INGENIERIA INDUSTRIAL LABORATORIO QUÍMICA ORGÁNICA

Hecho por: Juan Pablo Zarate Yavi

Docente: Ing. Marco Chambi Auxiliar: Auxiliar: Eduardo Caldero Barja Cursos básicos

FACULTAD

LABORATORIO DE QUIMICA ORGANICA: COLORANTES

LABORATORIO DE COLORANTES 1) INDICE

1. PORTADA................................................................................... 2. INDICE....................................................................................... 3. RESUMEN................................................................................... 4. OBJETIVO GENERAL.................................................................... 5. OBJETIVO ESPECIFICO................................................................ 6. MARCO TEORICO O FUNDAMENTO TEORICO.......................... 7. MATERIAL O Y REACTIVOS........................................................ 8. DATOS Y/O OBSERVACIONES..................................................... 9. CALCULOS.................................................................................. 10.RESPUESTAS A LAS PREGUNTAS................................................... 11.CONCLUSIONES............................................................................ 12.BIBLIOGRAFIA............................................................................... 13.ANEXOS.........................................................................................

HECHO POR: JUAN PABLO ZARATE YAVI

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2) RESUMEN

En el actual laboratorio estuvo como

principal

objetivo

la

obtención de los colorantes y con el mismo el teñido de prendas

con

colorante

anaranjado

(fracasado),

anilina,

de

amarillo

metilo,

teñir algodón, lana sintética como

natural

y

ver

la

capacidad de teñido


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3) OBJETIVO GENERAL Obtener colorantes artificiales y realizar el proceso de teñido en diferentes tipos de telas 4) OBJETIVO ESPECIFICO Observar la relación tejido- colorante Ejecutar pruebas de teñido Obtención de anaranjado II mediante acotación 5) MARCO TEORICO O FUNDAMENTO TEORICO 

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Colorantes, cualquiera de los productos químicos pertenecientes a un extenso grupo de sustancias, empleados para colorear tejidos, tintas, productos alimenticios y otras sustancias. En la moderna terminología industrial se amplía el concepto de colorantes a los productos que contienen colorantes orgánicos puros junto con agentes reductores o de relleno que los hacen más manejables. Los colorantes no deben confudirse con los pigmentos, que son sustancias polvorosas de color que precisan mezclarse con agentes adhesivos antes de aplicarse a una superficie. Véase Teñido. El color de los compuestos orgánicos depende de su estructura. Generalmente, los compuestos empleados como tintes son productos químicos orgánicos insaturados. La característica del color es especialmente notable en productos químicos que contienen ciertos grupos insaturados bien definidos. Estos productos químicos, conocidos como cromóforos (portadores de color), tienen diferentes capacidades para dar color. Los colorantes han de tener la capacidad de penetrar y colorear los tejidos y otros materiales. Los radicales químicos llamados auxocromos, tienen la propiedad de fijar eficazmente el colorante deseado. Se trata de ácidos y bases que originan colorantes ácidos y básicos. En algunos compuestos, la presencia de un grupo auxocromo puede colorear compuestos incoloros. La materia prima básica de los colorantes sintéticos son compuestos que, como el benceno, se derivan de la destilación seca o destructiva del carbón ( véase Fenilamina; Alquitrán de hulla). Por eso estos colorantes se conocen a menudo popularmente como colorantes de alquitrán de hulla. A partir de la materia prima se elaboran productos intermedios mediante diversos procesos químicos que, normalmente, implican la sustitución de elementos específicos o radicales químicos por uno o más átomos de hidrógeno de la sustancia básica. Los colorantes pueden clasificarse atendiendo a sus aplicaciones o por su estructura química. La clasificación química suele determinarse por el núcleo del compuesto. Entre los grupos más importantes de colorantes están los azocolorantes, que incluyen el amarillo mantequilla y el rojo congo; los trifenilmetanos, que incluyen el color magenta y el violeta metilo; las ftaleínas; las azinas, que incluyen el color malva, y las antraquinonas, que incluyen la alizarina. El índigo es un colorante de tina que se da en la naturaleza en un glucósido cristalino llamado indicán. Otro grupo importante lo constituyen las


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ftalocianinas, de color azul o verde, con una estructura química semejante a la clorofila. Los azocolorantes son los más empleados. Véase Diazocompuestos. Una tintura es un pigmento o colorante químico empleado para colorear el vidrio, papel, tejidos o maderas. La sustancia que tiñe, que contiene alcohol, aceites o agua como vehículo, es transparente y más fina que la pintura y penetra en las fibras del material que se desea teñir. También se llama tintura a la mezcla química que se usa en las investigaciones microquímicas y microscópicas para distinguir diminutas estructuras transparentes.

TEÑIDO INTRODUCCIÓN Teñido, proceso en el que se colorean fibras textiles y otros materiales de forma que el colorante se convierta en parte integrante de la fibra o materia, y no en un mero revestimiento superficial. Los tintes son compuestos químicos —la mayoría orgánicos— que poseen una afinidad química o física hacia las fibras. Tienden a mantener su color a pesar del desgaste y de la exposición a la luz solar, el agua o los detergentes. Véase Colorantes; Textiles; Color. HISTORIA El teñido es un arte antiguo y ya se practicaba en Egipto, Persia, China y la India miles de años antes de nuestra era. Entre los tintes empleados en aquella época figuraban la rubia como tinte rojo y el índigo (o añil) como tinte azul. En los comienzos del Imperio romano, las prendas teñidas con púrpura de Tiro estaban reservadas a la familia imperial y la nobleza. Este tinte, preparado a partir de las secreciones de ciertos moluscos, era muy valioso y todavía en el siglo IV d.C. las telas coloreadas con púrpura de Tiro valían literalmente su peso en oro. Debido al valor de dicho tinte, los moluscos que lo proporcionaban fueron casi exterminados. El arte del teñido recibió un estímulo en el siglo XIII al descubrirse un tinte de color púrpura, la urchilla, fabricado con una especie de liquen. El norte de Italia, donde se realizó el descubrimiento, se convirtió en la zona tintorera más importante de Europa. En el siglo XVI, los europeos trajeron de América tintes como el carmín o cochinilla y el palo de Campeche. Otros tintes naturales importantes eran la corteza del roble negro americano, la gualda, el fustete, el palo de Brasil, el alazor o el añil. En el siglo XIX se desarrolló el primer tinte sintético, la mauveína o malva; se trata de un compuesto orgánico derivado del alquitrán de hulla, descubierto por el químico británico William Henry Perkin en 1856. Desde entonces se han desarrollado un gran número de tintes sintéticos y artificiales, y el uso de tintes naturales en la industria textil ha desaparecido casi por completo.


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CLASIFICACIÓN DE LOS TINTES Hay miles de tintes y numerosos procesos de teñido. El tinte y el procedimiento empleado dependen del color, su solidez y de su coste. Los tintes se pueden clasificar de varias formas. En las aplicaciones textiles, el criterio de clasificación se refiere a la estructura química del producto y a las clases de fibras para las que es apropiado. Los tintes directos producen colores sólidos en fibras colocadas directamente en una disolución de tinte; los indirectos sólo producen colores sólidos en fibras tratadas antes o después del teñido. Los tintes directos se emplean para fibras de celulosa, sobre todo algodón, rayón, lino y ramio. Otros tipos de tinte empleados para celulosa son los tintes de cuba, los tintes de naftol y azufre y los fibrorreactivos. Los tintes también se pueden clasificar según su estructura química, y dividirse en los que suelen conocerse como tintes ácidos y tintes básicos. Los tintes ácidos (también llamados aniónicos) contienen grupos ácidos, como el sulfónico o el carboxilo, y forman sales en combinación con bases, pero no forman disoluciones ácidas; su nombre deriva de su estructura molecular. Se emplean en fibras proteínicas como la lana, y no sirven para teñir fibras de celulosa. Los tintes básicos (también llamados catiónicos) no forman disoluciones básicas. Dan lugar a sales en combinación con ácidos o con fibras de estructura química apropiada. Las características químicas de las fibras textiles limitan los tintes utilizados y los métodos de teñido. Las características químicas de las fibras textiles limitan los tintes y métodos de teñido empleados para colorearlas, mientras que la calidad del teñido determina las reacciones empleadas para uso comercial. La lana y la seda forman sales con tintes ácidos o básicos, por lo que pueden ser teñidas por cualquiera de ellos. Sin embargo, los tintes básicos suelen producir peores resultados. El algodón no reacciona con los tintes ácidos y no puede ser teñido directamente con tintes básicos. El método empleado para teñir fibras sintéticas depende de su composición. El rayón de viscosa y el rayón de cuproamonio, al estar formados de celulosa, se pueden teñir con los mismos compuestos empleados para el algodón. Los poliésteres, el acetato y el triacetato requieren el uso de tintes dispersos. Las fibras acrílicas se tiñen con tintes básicos. Los tejidos de fibra de vidrio no se pueden teñir debido a la naturaleza inerte del material; el vidrio fundido se colorea con sales metálicas antes de producir las fibras.. TEÑIDO DIRECTO En la actualidad, el t eñido indirecto se practica sobre todo con carácter artesanal. El sistema más sencillo consiste en un tratamiento previo del tejido con una solución fijadora denominada mordiente, seguido de la inmersión en un baño de tinte. En el pasado se empleaba tanino como mordiente porque permitía el uso de tintes básicos


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en algodón y otros tejidos de celulosa. Este proceso se emplea hoy para colorear objetos decorativos como adornos de paja o flores secas. El proceso clásico de teñido con mordiente se realiza en tres etapas: tratamiento del tejido con una disolución que contiene una sal metálica, baño con amoníaco y baño de tinte. Al actuar sobre la sal, el amoníaco produce hidróxidos metálicos insolubles, que permanecen en las fibras y reaccionan con la disolución de tinte produciendo compuestos coloreados estables e insolubles conocidos como lacas. En otra técnica más empleada, el teñido de lana con cromo, el tejido se colorea de forma directa con un tinte soluble y luego se trata con dicromato de sodio, que se combina con el tinte y forma una laca de cromo en las fibras. El dicromato también se puede aplicar antes del tinte o a la vez que éste. El cromo refuerza la permanencia de un color en la lana, en el nailon y en la seda. Muchos tintes, entre ellos los de cuba o los de azufre, son insolubles, por lo que tienen que ser alterados mediante procesos químicos antes de poderse emplear para colorear tejidos. En los tintes de azufre y de cuba, el tinte insoluble se reduce químicamente para formar un compuesto soluble conocido como compuesto leuco. El tejido se sumerge en una disolución de este compuesto y se expone al aire para volver a oxidar el compuesto, con lo que se forma el tinte insoluble sobre la fibra. Los tintes de azufre se reducen en una disolución de sulfuro de sodio, y los de cuba en una disolución de tiosulfato de sodio. Los tintes de naftol y los de revelado directo (una subclase de los tintes directos) se emplean en una técnica comercial de teñido indirecto en la que el tinte se forma dentro de las mismas fibras. Estos tintes se crean pasando el tejido por dos o más baños de compuestos que reaccionan entre sí para formar el colorante apropiado. Un sistema similar se utiliza en la producción de tintes para las emulsiones de las películas fotográficas. PROCESO DE TEÑIDO En cualquiera de las etapas de fabricación. El hilo se tiñe para tejer telas con dibujos o fabricar prendas de colores lisos de alta calidad. En telas lisas más baratas, el género se tiñe en la pieza, es decir, después de ser tejido. También es posible formar diseños coloreados en telas ya tejidas mediante diversos procesos de tinte selectivo. En general, el funcionamiento de la maquinaria de tinte es sencillo. Para los tintes ácidos se suelen emplear cubas hechas de monel —una aleación de níquel, cobre y hierro— u otras aleaciones resistentes a los ácidos, mientras que para los tintes básicos y n eutros se utilizan cubas de acero inoxidable. Cuando se tiñe el hilo, éste se suele arrollar en carretes perforados por donde se hace pasar a presión la disolución de tinte para garantizar que llegue a todas las partes de la bobina; también se puede teñir el hilo en madejas. Para teñir telas se emplean diferentes tipos de maquinaria según las características específicas de cada tejido.

Para el teñido o estampado de dibujos se emplean tres métodos diferentes. En el estampado directo se graba un dibujo en un rodillo de cobre. Después se aplica un tinte —espesado hasta formar una pasta mediante la adición de una sustancia como almidón o gelatina— a la zona grabada y se limpia perfectamente el resto de la HECHO POR: JUAN PABLO ZARATE YAVI

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superficie. A continuación se transfiere el dibujo a la tela mediante presión, de forma similar a la impresión por huecograbado. El estampado directo también se puede realizar mediante serigrafía, forzando la pasta sobre el tejido a través de un bastidor especial. Este proceso es similar al estarcido, pero el bastidor controla la cantidad de pasta que se aplica a la tela. En un método de estampado inverso conocido como estampado con protector, se aplica de forma selectiva a la tela una sustancia que repele el tinte, y después se sumerge la tela en un baño de color. Este método se emplea, por ejemplo, para producir lunares blancos en un fondo coloreado. En el estampado de descarga, la tela se tiñe y luego se estampa con un producto químico que oxida o reduce el tinte, con lo que se crea un dibujo blanco sobre un fondo de color. Colorante

En química, se llama colorante a la sustancia capaz de absorber determinadas longitudes de onda de espectro visible. Los colorantes son sustancias que se fijan en otras sustancias y las dotan de color de manera estable ante factores físicos/químicos como por ejemplo: luz, lavados, agentes oxidantes, etc.

Contenido  

1 Clasificación química 2 Colorantes industriales empleados como aditivos 2.1 Compuestos colorantes o

Clasificación química 

Nitroso y nitro colorantes

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Colorantes azoicos o azocolorantes

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Colorantes del trifenilmetano

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Colorantes de la antraquinina

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Colorantes indigoides

Colorantes industriales empleados como aditivos 

Colorantes catalogados por la industria (E100>E200) o

E100 - Curcuminas.


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o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o o

E100i - Curcumina. E100ii - Cúrcuma. E101 - Riboflavina y Riboflavina-5'-fosfato. E101a - Riboflavina y Riboflavina-5'-fosfato. E102 - Tartracina. E103 - Crisoína* E104 - ]sol]. E105 - Amarillo sólido* E106 - Fosfato de Lactoflavina E107 - Amarillo 2G E110 - Amarillo anaranjado S. E111 - Naranja G.G.N.* E120 - Cochinilla o ácido carmínico. E121 - Orcilla E122 - Azorrubina. E123 - Amaranto. E124 - Rojo cochinilla A, Rojo Ponceau 4R. E126 - Ponceau 6R * E127 - Eritrosina. E128 - Rojo 2G E129 - Rojo Allura 2C. E130 - Azul de Antraquinona. E131 - Azul patentado V. E132 - Indigotina, carmín índigo. E133 - Azul brillante FCF. E140 - Clorofilas y Clorofilinas. E141 - Complejos cúpricos de clorofilas y clorofilinas. E142 - Verde ácido brillante BS, verde lisamina. E150 - Caramelo. E151 - Negro brillante BN. E152 - Negro 7984* E154 - Marrón FK. Colorante amarronado. E155 - Marrón HT. E153 - Carbón vegetal. E160 - Carotenoides. E160b - Bixina. E160c - Capsantina. E160d - Licopeno. E161 - Xantofilas. E162 - Betanina o rojo de remolacha. E163 - Antocianinas. E170 - Carbonato de calcio. E171 - Dióxido de titanio. E172 - Óxidos e hidróxidos de hierro. E173 - Aluminio. E174 - Plata. E175 - Oro. E180 - Pigmento Rubí o Litol-rubina BK.


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Síntesis del anaranjado de metilo Cada tipo de amina genera un producto diferente al reaccionar con el ácido nitroso, HNO2. Este reactivo inestable se forma en presencia de la amina por acción de un ácido mineral sobre nitrito de sodio. Cuando una amina aromática primaria, disuelta o suspendida en un ácido mineral acuoso frío se trata con nitrito de sodio, se forma una sal de diazonio. Puesto que éstas descomponen lentamente, aún a la temperatura de un baño de hielo, se emplean sus soluciones de inmediato, una vez preparadas. El gran número de reacciones que dan las sales de diazonio se pueden agrupa en dos tipos: Reemplazo, en las que se pierde el nitrógeno en forma de N 2, quedando en su lugar en el anillo otro grupo • Copulación, en las que el nitrógeno permanece en la molécula La copulación de sales de diazonio con fenoles y aminas aromáticas genera azocompuestos, los cuales son de enorme importancia para la industria de los colorantes. La obtención de un colorante diazoico consta de las operaciones siguientes: 1) Diazotación. de una sustancia aromática que contenga un grupo amino primario. 2) Preparación de una disolución de algún compuesto amino-aromático en un ácido diluido o de una sustancia fenólica en un álcali diluido. 3) Mezclado de las soluciones anteriores con lo que tiene lugar la formación del colorante en una reacción que se denomina copulación. Para que tenga lugar esa reacción, la solución debe estar alcalina o ligeramente ácida. Para la obtención del anaranjado de metilo, se comienza por la diazotación del ácido sulfanílico (fase 1, ecuaciones 1 y 2), se disuelve dimetilanilina en ácido clorhídrico diluido y finalmente se mezclan ambas soluciones para que tenga lugar la copulación

Objetivo:


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Adquirir experiencia en la metodología de trabajo en el laboratorio, en cuanto al desarrollo de la práctica propuesta. Se realiza la obtención de Naranja II mediante el mecanismo de diazotación, a partir del ácido sulfanílico. El Naranja II es un colorante azoico, específicamente monoazoico, ya que es insoluble en agua y copula con sales de diazonio. Este colorante es ácido y se emplea para teñir lana, papel, cuero, y no tiñe el algodón. La copulación ocurre en posición orto con respecto al grupo OH del naftol, ya que el mismo orienta en esa posición en solución alcalina, es por eso que al naftol se lo disuelve en NaOH (es una copulación básica). El color se debe a que es un co mpuesto cromóforo, en el cual el anillo aromático puede escribirse de tal manera que forme una estructura quinoide (sistema conjugado):

6) MATERIAL Y/O REACTIVOS - Lana sintetica - Lana natural - Algodón - Vaso precipitado 50 ml,100ml y 500ml - Sistema de filtrado al vacio Kitassato Embudo Flujo de agua Papel filtro - Hornilla - Cloruro de sodio - Anilina - Vinagre - Varilla - Pro pipeta - Espátula - Cepillo 

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7) DATOS Y/O OBSERVACIONES El teñido de diferentes prendas es muy diferente entre si la difusión es buena en los diferentes casos, como la lana natural muy larga a comparación de las demás y la de poliéster es la mas rápida, absorción el contacto de la comlecula de colorante con la fibra y penetración en su cuerpo físico no difiere mucho, la difusión solida del colorante atraves de la fibra es con la que se tarda mucho el tiempo del teñido y por ultimo la fijación también tiene su tiempo largo en el teñido cuando todas la moléculas del colorante son enlazadas


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8) CALCULOS Los cálculos no son muchos el tiempo de teñido y el rendimiento El tiempo de teñido es de 30 minutos por cada fibra -

Lana natural buena difusión absorción del color es muy bueno y lo demás es el mismo para cada fibra Lana sintética. No es lo mismo de la lana natural tiene pequeñas diferencias Algodón. Es muy rápido pero en la cuestión de la difusión solida y la fijación es muy largo el procedimiento

El rendimiento es de un aproximadamente (70-80)% por el grado de teñido

9) RESPUESTAS A LAS PREGUNTAS - Realice una clasificación de los colorantes Véase marco teórico - ¿Defina mordiente? 

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El sistema más sencillo consiste en un tratamiento previo del tejido con una solución fijadora denominada mordiente, seguido de la inmersión en un baño de tinte.

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Explique un proceso de teñido industrial de Lana algodón poliéster 

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Indique ¿Qué ayudantes de teñido existen? Y ¿Cuáles son sus funciones?


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10) CONCLUSIONES Debes disolver la anilina en un vaso de agua hirviendo con sal gruesa, despues poner a calentar agua, en la olla mas grande que tengas, hasta que hierva bien, poner la anilina disuelta en el agua hirviendo, y por ultimo la prenda, debes tener en consideracion que el agua sea superior a la prenda, y que sobre todo el recipiente se lo suficientemente grande como para cada media hora aproximadamente removerla. espero que te sea de ayuda, otra cosa, si tenes usa guantes de latex, o esos para teñirse el cabello, sino las manos te quedan todas de ese color 11) BIBLIOGRAFIA Wikipedia.com Rincón del vago.com Encarta 2009 Guía de laboratorio UMSA colorantes Ing. grima Velasco 12) ANEXOS    

Teñido de lana sintética y natural

El teñido de ambas lanas y su debido calentamiento con anilina La fenilamina tiene un punto de fusión de -6,2 °C y un punto de ebullición de 18 4,3 °C.


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Historia de anilina Fenilamina o Anilina, líquido incoloro, soluble en disolventes orgánicos y ligeramente en agua, de fórmula Fue preparado por primera vez en 1826 como uno de los productos obtenidos al calentar añil a alta temperatura. El término anilina proviene del nombre específico añil, el cual se deriva de la palabra sánscrita nila (índigo). En 1856, el químico británico William Henry Perkin, al intentar sintetizar quinina, trató anilina impura, como entonces se la denominaba, con dicromato de potasio y obtuvo una sustancia violeta que servía como tinte. Perkin llamó “malva” a este material y puso en marcha una fábrica para su producción. La empresa fue un gran éxito. En poco tiempo, otros tintes sintéticos elaborados a partir de la fenilamina y de derivados del alquitrán de hulla, estaban ya compitiendo con los tintes naturales. El modo más asequible de preparar la fenilamina para su uso comercial consiste en reducir el nitrobenceno mediante hierro y ácido clorhídrico. También se puede preparar comercialmente a través de la acción del amoníaco a alta presión sobre el clorobenceno en presencia de un catalizador. En ambos casos la materia prima se obtiene a partir de benceno. Actualmente, el principal uso de la fenilamina es la producción de una clase importante de plásticos llamados poliuretanos. También tiene otras importantes aplicaciones como la elaboración de tintes, medicinas (la sulfanilamida, por ejemplo), explosivos y otros muchos productos sintéticos.


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