Исследование комплексообразования железа (III) с некоторыми органическими красителями в водных растворах

ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

2011. Вып. 2
ФИЗИКА. ХИМИЯ

УДК 541.49+543.420.62+546.881.5

Н.Б. Перевощикова, Е.А. Суханова

ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ ЖЕЛЕЗА (III) С НЕКОТОРЫМИ 
ОРГАНИЧЕСКИМИ КРАСИТЕЛЯМИ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ

Исследованы процессы комплексообразования в системах состава Fe(III) – L и Fe(III) – L – R, где L –
n-фенилендиамин или n-аминофенол, R – пирокатехин или резорцин, спектрофотометрическим методом с целью подбора оптимальных условий проведения процесса крашения, а именно установления области рН комплексообразования, определения констант устойчивости образующихся комплексов.

Ключевые слова: железо(III), n-фенилендиамин, n-аминофенол, пирокатехин, резорцин, спектрофотометрия.

Одним из перспективных направлений в области обработки меха является получение новых ими
таций и сочетаний. Для крашения меха могут использоваться только те красители, которые окрашивают при низких температурах и значениях рН близких к нейтральной среде. Именно эти условия влияют 
на эксплуатационные свойства меха. Поэтому выбор красителей для меха сравнительно невелик.

В настоящее время существуют технологии крашения мехов с использованием кислотных, дис
персных, катионных, кубовых красителей. Но наилучшие результаты крашения меха обеспечивают 
окислительные красители, которые в мягких условиях позволяют получить широкую гамму цветов, 
близкую к естественной окраске меха. Применение солей металлов в качестве протравы является 
обязательной операцией технологического процесса при крашении окислительными красителями. 
Это обусловлено тем, что сами красители не обладают достаточным сродством к окрашиваемому материалу и образуют окрашенные комплексные соединения с металлом лишь при предварительном 
введении металла в волос в процессе протравления.

Несмотря на то что окислительные красители используются уже достаточно продолжительное

время, комплексные соединения металлов с ними практически остались неизученными. Трудно сказать, по каким причинам они не изучались, но литературных данных о комплексных соединениях нет. 
Скорее всего, это происходит потому, что для технолога не имеет значения, какие комплексные соединения образуются при крашении.

В основном при разработке технологий новых имитаций и сочетаний приходится окрашивать 

большое количество образцов. Это занимает достаточно длительное время (около 48 часов окрашивается один образец).

Изучение комплексных соединений позволяет изменить подход к процессу разработки новых 

технологий крашения. Во-первых, появляется возможность сократить количество окрашиваемых образцов до минимума за счет подбора оптимальных условий проведения процесса крашения. Вовторых, появляется возможность изучения предполагаемых сочетаний красителей на стадии спектрофотометрического определения образования комплексных соединений.

I. Обзор литературы

Общая характеристика лигандов

Красителями называются органические соединения, обладающие способностью окрашивать 

различные материалы, однако не все окрашивающие соединения могут быть красителями. Каждый 
краситель в своем составе должен обязательно иметь две функциональные группы. Одна группа придает веществу окраску и называется «хромофором» (носитель цвета), другая группа – «ауксохром», 
сообщает данному окрашенному соединению сродство к окрашиваемому материалу.

К числу хромофоров относятся: (NN–) – азогруппа, нитрогруппа, (NО–) – нитрозогруппа и 

т.д. К ауксохромам относятся ОН-группа (гидроксильная), NH2 – аминогруппа и другие [1].

В настоящее время существуют две классификации синтетических красителей: химическая и 

техническая [2].

Почти все окислительные красители характеризуются определенными свойствами:
1) окрашивают только по протраве;
2) применяя различные протравы и комбинации красителей, можно получить нужную окраску 

при имитации дорогих видов мехового сырья;

Исследование комплексообразования железа (III)…
65

ФИЗИКА. ХИМИЯ
2011. Вып. 2

3) цвет и оттенок окраски меняются в зависимости от рН среды (кислая или щелочная), что 

имеет большое практическое значение при крашении меха.

Специфика крашения с использованием окислительных красителей заключается в том, что ок
рашивание проводят не готовыми красителями, а полупродуктами – органическими соединениями, 
которые образуются в результате окисления перекисью водорода [3].

Полупродукты, используемые для крашения, относятся к соединениям ароматического ряда и 

по химической классификации являются аминофенолами, фенолами и отличаются относительно малой молекулярной массой, быстрой проницаемостью в окрашиваемый материал и способностью к 
окислению при низкой температуре и значениях рН, близких к нейтральной среде, что является положительным фактором при обработке меха.

Применять для крашения отдельные продукты нецелесообразно, так как при этом получаются 

колористически неинтересные и нестойкие к цвету окраски. Поэтому крашение меха осуществляется 
комбинацией различных полупродуктов, основой которых является n-фенилендиамин, образующий с 
другими соединениями продукты окислительной конденсации, обладающие ценными колористическими свойствами и достаточной светостойкостью. Из других полупродуктов для крашения меха 
наиболее часто применяют пирокатехин, резорцин и n-аминофенол [4].

n-Фенилендиамин (ПФДА) представляет собой производное бензола, в котором два атома во
дорода замещены на аминогруппы.

При окислении ПФДА сильными окислителями образуется основание Бандровского, которое 

полностью может быть отнесено к классу красителей, так как оно имеет и хромофор, и ауксохромы 
(-NH2 группы).

n-Аминофенол (ПАФ) представляет производное бензола, в котором два атома водорода заме
щены двумя группами: гидроксильной –ОН и аминогруппой – NH2. 

ПАФ относится к числу наиболее важных соединений, применяемых для крашения меха в ко
ричневые цвета. Он растворим в воде, водные растворы его окисляются кислородом воздуха. Кроме 
того, он хорошо растворим в спирте, ацетоне, анилине [5].

Пирокатехин (Пк) представляет собой производное бензола, в котором два атома водорода за
мещены двумя гидроксогруппами.

В чистом виде пирокатехин почти не окрашивает меховые изделия, но в сочетании с красителем, 

например с ПФДА, образует при окислении красящие вещества, дающие прочную черную окраску. 

Резорцин (Рз) широко используется в меховой промышленности для крашения меха в коричне
вый цвет. Он хорошо растворим в эфире и в воде. Отличается по структуре от пирокатехина тем, что 
имеет несколько иное расположение гидроксильных групп. 

OH

OH

NH

NH
N

N
H2N

NH2

OH

OH

NH2

H2N

NH2

HO