Coloranti acidi: classificazione, cromofori e auxocromi

I coloranti sono sostanze chimiche che hanno la caratteristica di conferire una colorazione a un certo substrato tra cui tessuti, pellami, carta, alimenti e inchiostri.
Nell’antichità erano estratti da minerali, fiori, frutti, insetti, radici, molluschi e cortecce.  Il giovanissimo chimico britannico William Henry Perkin nel 1856 scoprì casualmente il primo colorante sintetico mentre ricercava una chinina sintetica per la cura della malaria.

In uno dei suoi tentativi Perkin ossidò l’anilina con bicromato di potassio. Le impurità presenti costituite da metilanilina reagendo con l’anilina diedero luogo alla formazione di un solido nero che poteva far pensare al fallimento della reazione.

Lavando il pallone con alcol Perkin notò la comparsa di una colorazione violetta nella soluzione.

Da quel colorante sintetico, detto porpora di anilina, si aprì la strada alla sintesi di coloranti e attualmente esistono migliaia di sostanze usate nei più svariati settori.

Cromofori e auxocromi

I coloranti sono caratterizzati da un gruppo cromoforo e da un gruppo auxocromo. Sono  classificati sulla base della loro composizione chimica, sul tipo di supporto che sono in grado di colorare, sulle tonalità o sul metodo di applicazione.

Sulla base della classificazione che tiene conto della struttura delle molecole si distinguono coloranti:

• acidi
• azoici
• basici
• dispersi
• diretti
• allo zolfo
• tino 
• pigmenti colorati.

I coloranti acidi, detti anche anionici, sono solubili in acqua e sono applicati su fibre proteiche quali  lana e seta, nylon, alcuni tipi di rayon o di fibre acriliche e poliesteri.

Le fibre che sono danneggiate dagli acidi come la fibra cellulosica non possono costituire il supporto per questo tipo di coloranti.

Essi sono sali di acidi carbossilici, solfonici contenenti quale catione lo ione sodio o lo ione ammonio. Essi sono detti acidi in quanto viene di norma aggiunto un acido debole, come ad esempio l’acido citrico per abbassare il pH.

Classificazione dei coloranti acidi

A seconda della loro struttura i coloranti acidi si dividono in antrachinonici, azoici, premetallizzati e derivanti dal trifenilmetano.

Quelli antrachinonici derivano dal 9,10 antrachinone

in cui il gruppo cromoforo è costituito, oltre che dai doppi legami presenti negli anelli benzenici, dai due gruppi carbonilici.

Essi appartengono alla categoria dei coloranti al mordente e al tino: quelli con struttura molecolare più semplice sono quelli al mordente che derivano dall’antrachinone per sostituzione di due o più atomi di idrogeno con ossidrili fenolici.

Il colorante antrachinonico più noto è l’alizarina detto anche rosso mordente 11 che forma con alcuni ioni di metalli alcalino-terrosi Ca, Sr e Ba delle lacche rosso porpora, con l’alluminio rosso-rosa, con cromo e rame lacche bruno violetto, con il ferro (III) trivalente e lacche nero-viola.

I coloranti azoici sono azocomposti che contengono il gruppo azoico  -N=N- che costituisce il principale gruppo cromoforo legato in prevalenza a gruppi aromatici e largamente usati nell’industria tessile.

Tra gli azocoloranti che furono scoperti nel decennio 1850-1860 dal chimico tedesco Peter Griess vi è la tartrazina dal tipico colore giallo limone largamente usata in prodotti alimentari

Nei coloranti premetallizzati sono complessi in cui è presente un metallo come il cromo o il cobalto.questi coloranti vengono classificati sulla base del rapporto tra il numero di ioni metallici e il numero di gruppi di colorante presente e si distinguono in coloranti 1:1, 1:2 e 2:3 costituiti dalla combinazione di un complesso 1:1 e di un complesso 1:2.

Quelli derivanti dal trifenilmetano CH(C₆H₅)₃ caratterizzati dalla brillantezza dei colori sono spesso derivati solfonici del trifenilmetano tra cui il violetto di genziana, il verde di bromocresolo e la fuscina

utilizzata per la tintura dei filati color magenta e fucsia.