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染色剂

在我们做生物医学实验或者某些物理化学实验时,为了更好地观察到实验效果,通常会选用合理的染色剂,在选择适当的染色剂后,我们就能够很好地观察到预期的实验现象或结果。染色剂依据来源可分为天然染色剂和人工合成染色剂,各种不同的实验选择不同的染色剂,同一种染色剂也可以用不同的配方进行调配制成。

高中生物学课本在描述染色质时指出:染色质(体)容易被碱性染料染成深色。实验中对染色质(体)进行染色,须使用龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液等碱性染色剂,这些染色剂是以龙胆紫或洋红溶解于醋酸溶液中制得,配制后的龙胆紫溶液pH值约小于7(呈酸性)。那么为什么把龙胆紫溶液称为碱性染色剂呢?

一是具有颜色,二是要与被染组织间有亲和力。染料的颜色和它与组织间的亲和力是由染料本身的分子结构决定的,产生颜色的发色基团和与组织间产生亲和力的助色基团共同决定了染色剂的染色性质。作为染料物质,除了有发色基团外,还需要有一种使化合物发生电离作用的助色基团。如染料化合物中往往由硝基(-NO2)、偶氮基(-N=N-)、乙烯基等形成了发色基团,而由-OH、-SO3H、-COOH等酸性基团和-NH2、-NHCH3、-N(CH3)2等碱性基团构成了助色基团。它们的存在使染料物质离子化,极性增强,促进染料与组织间发生作用,产生染色效果。我们把助色基团中具有酸性或碱性基团的染料分别称为酸性或碱性染色剂。

如硝基是一种发色基团,当苯环中的3个氢原子被3个硝基取代后就成为三硝基苯的黄色化合物。三硝基苯不是染料,仅有一个发色基团,它不溶解于水,也不能电离,既不酸也不碱,不能与酸或碱形成盐类。如果三硝基苯分子中,用羟基再置换一个氢原子,就成为三硝基苯酚,即苦味酸,它即是一种黄色染料,有电离作用,与强碱能形成盐,这里的羟基便是助色基团。由此可知,苦味酸的颜色是由发色基团(硝基)所致,而它的染色性能则是由助色基团(羟基)形成的,如用氨基代替硝基,就形成无色化合物,不是染料。由此可见,作为染料,必须有发色基团和助色基团相互配合,缺一不可。

如伊红Y含有一个(-COOH)助色基团,在水中电离时放出氢离子,本身带负电荷。配制成伊红Y染料时,与强碱NaOH作用生成盐(-COONa),此物质的Na+反而在溶液中呈碱性,所以不能认为酸性染料在溶液中就是酸性。

衣服染色时需要准备的夹具:

夹具必须具有耐酸碱、耐腐蚀、无金属、不生锈的特点。市面上的夹子都不适合作为衣服染色夹具,因为弹簧金属圈跟酸碱化学药水接触容易生锈,导致沾染衣服,产生难以清洗的锈渍。夹具最好选用全塑料PP材料的(包括弹簧),这种材料不会和染色水产生化学反应,很适合服装染色工业使用。这款全塑料夹子在网上可以买得到。

所以,酸性(碱性)染色剂的界定并非由染料溶液的pH值决定的,而是根据染料物质中助色基团电离后所带的电荷来决定。一般来说,助色基团带正电荷的染色剂为碱性染色剂,反之则为酸性染色剂。


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