Η βασική διαφορά μεταξύ κατιονικών και ανιονικών βαφών είναι ότι οι κατιονικές χρωστικές είναι βασικές, ενώ οι ανιονικές είναι όξινες.
Οι βαφές είναι φυσικές ή συνθετικές ουσίες που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για να προσθέσουμε χρώμα ή να αλλάξουμε το χρώμα ενός αντικειμένου. Υπάρχουν διάφορες μορφές χρωστικών, όπως κατιονικές και ανιονικές βαφές.
Τι είναι οι κατιονικές χρωστικές;
Οι κατιονικές βαφές είναι υλικά βαφής που έχουν συστατικά που τα κάνουν να διασπώνται σε θετικά φορτισμένα ιόντα σε ένα υδατικό διάλυμα. Με άλλα λόγια, οι κατιονικές βαφές διαχωρίζονται σε ιόντα και σχηματίζουν κατιόντα όταν προστίθενται στο νερό. Επιπλέον, όταν αυτές οι κατιονικές χρωστικές προστίθενται στις ίνες, τα κατιόντα μπορούν να αλληλεπιδράσουν με τις αρνητικά φορτισμένες ομάδες στα μόρια των ινών, σχηματίζοντας άλατα. Αυτά τα άλατα μπορούν περαιτέρω να προσκολληθούν σταθερά στις ίνες. Επομένως, μπορεί να λερώσει τις ίνες.
Τυπικά, οι κατιονικές βαφές παρασκευάζονται με βάση αλκαλικές βαφές. Επομένως, η αρχή του συνδυασμού κατιονικών βαφών με ίνες είναι μέσω του συνδυασμού κατιόντων με τις όξινες ομάδες που υπάρχουν στην ίνα. Αρχικά, αυτός ο τύπος χρωστικών ήταν χρήσιμος για τη χρώση μεταξιού, δέρματος, χαρτιού και βαμβακιού. Επιπλέον, αυτές οι βαφές έχουν εφαρμογές στην παραγωγή μελανιού και σε χαρτιά αντιγραφής. Επιπλέον, η ζήτηση για αυτή τη βαφή στην κλωστοϋφαντουργία έχει αυξηθεί λόγω της εισαγωγής συνθετικών ινών.
Εικόνα 01: Lee's Stain που χρησιμοποιείται σε κύτταρα της χοληδόχου κύστης
Ας εξετάσουμε τη βαφή συνθετικών ινών με κατιονικές βαφές. Πρώτον, η κατιονική βαφή απορροφάται από την επιφάνεια της ίνας και διαχέεται στο εσωτερικό της ίνας σε υψηλές θερμοκρασίες. Εκεί, η βαφή συνδέεται με τις ομάδες ενεργού οξέος της ίνας. Ωστόσο, ο αριθμός των μορίων βαφής που μπορούν να συνδεθούν με τις ομάδες οξέος είναι περιορισμένος και αυτός ο αριθμός μπορεί να αυξηθεί ρυθμίζοντας τη θερμοκρασία και τη σύνθεση των ινών. Μπορούμε να χαρακτηρίσουμε την ικανότητα βαφής των κατιονικών βαφών χρησιμοποιώντας συγγένεια και διαχυσιμότητα.
Τι είναι οι ανιονικές βαφές
Ανιονικές βαφές είναι βαφές που έχουν συστατικά που μπορούν να κάνουν το μόριο της βαφής να διασπαστεί σε αρνητικά φορτισμένα ιόντα σε ένα υδατικό διάλυμα. Με άλλα λόγια, οι ανιονικές βαφές διαχωρίζονται σε ιόντα και σχηματίζουν ανιόντα όταν προστίθενται στο νερό. Συνήθως, οι ανιονικές βαφές είναι όξινες.
Εικόνα 02: Η χημική δομή του Acid Red 88 Dye
Αυτός ο τύπος χρωστικών περιέχει όξινες ομάδες, συμπεριλαμβανομένων θειικών και καρβοξυλικών ομάδων. Μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε αυτόν τον τύπο χρωστικών για να χρωματίσουμε το μαλλί, το μετάξι και το νάιλον μέσω της δημιουργίας ενός ιοντικού δεσμού μεταξύ της όξινης ομάδας της βαφής και της ομάδας αμίνης του υλικού ινών.
Τυπικά, όξινες βαφές ή ανιονικές βαφές προστίθενται στις ίνες σε χαμηλές τιμές pH όταν πρόκειται για την κλωστοϋφαντουργία. Μερικές φορές, αυτές οι βαφές μπορούν να χρησιμοποιηθούν και ως χρωστικές τροφίμων. Ορισμένες βαφές είναι επίσης σημαντικές για τη χρώση οργανιδίων στον ιατρικό τομέα.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ κατιονικών και ανιονικών χρωστικών;
Οι βαφές είναι ουσίες που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε για να χρωματίσουμε άλλα υλικά. Υπάρχουν βαφές με διάφορα χρώματα που μπορούν να χρησιμοποιηθούν κατά βούληση. Οι κατιονικές βαφές είναι υλικά βαφής που έχουν συστατικά που τα κάνουν να διαχωρίζονται σε θετικά φορτισμένα ιόντα σε ένα υδατικό διάλυμα, ενώ οι ανιονικές βαφές είναι υλικά βαφής με συστατικά που μπορούν να κάνουν το μόριο της βαφής να διασπαστεί σε αρνητικά φορτισμένα ιόντα σε ένα υδατικό διάλυμα. Η βασική διαφορά μεταξύ κατιονικών και ανιονικών χρωστικών είναι ότι οι κατιονικές χρωστικές είναι βασικές, ενώ οι ανιονικές χρωστικές είναι όξινες.
Το παρακάτω infographic παρουσιάζει τις διαφορές μεταξύ κατιονικών και ανιονικών χρωστικών σε μορφή πίνακα.
Σύνοψη – Κατιονικές έναντι ανιονικών χρωστικών
Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι βαφών όπως οι κατιονικές και οι ανιονικές βαφές. Αυτοί οι δύο τύποι διαφέρουν μεταξύ τους ανάλογα με τη χημική τους συμπεριφορά. Η βασική διαφορά μεταξύ κατιονικών και ανιονικών χρωστικών είναι ότι οι κατιονικές χρωστικές είναι βασικές, ενώ οι ανιονικές χρωστικές είναι όξινες.
