thuốc nhuộm tổng hợp inđigoit và một số ứng dụng của thuốc nhuộm tổng hợp

MỤC LỤC
1
PHẦN A: MỞ ĐẦU 2
I. Lý do chọn đề tài 2
II. Mục đích nghiên cứu 8
III. Phương pháp nghiên cứu 8
PHẦN B: NỘI DUNG 9
CHƯƠNG 1: NGUỒN GỐC CỦA THUỐC NHUỘM 9
CHƯƠNG 2: 10
LÝ THUYẾT VỀ MÀU SẮC – LÝ THUYẾT MÀU HIỆN ĐẠI 10
2.1. Bản chất của màu sắc trong tự nhiên 10
2.2. Cấu tạo của vật thể có màu 12
2.3. Thành phần của ánh sáng chiếu vào vật thể và góc quan sát 12
2.4. Tình trạng của mắt người quan sát 13
2.5. Tính chất của ánh sáng và sự hấp thụ ánh sáng của vật thể 13
2.6. Nguyên lý phối ghép màu 18
CHƯƠNG 3: THUỐC NHUỘM INĐGOIT 22
3.1. Lịch sử thuốc nhuộm Inđigoit 22
3.2. Tính chất hóa học của bột chàm 24
3.3. Tổng hợp hóa học 25
CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG PHẨM MÀU TỔNG HỢP 31
4.1. Ý nghĩa màu sắc đối với công nghiệp và đời sống 31
4.2. Ứng dụng trong công nghiệp thực phẩm, dược phẩm, mỹ phẩm 31
4.3. Ứng dụng trong một số ngành công nghiệp khác 32
4.4. Phẩm màu Inđigoit phát triển trong công nghệ nhuộm 37
PHẦN C: KẾT LUẬN 38
TÀI LIỆU THAM KHẢO 39

1
PHẦN A: MỞ ĐẦU
I. Lý do chọn đề tài

Ý nghĩa của màu sắc
Trong lịch sử của nhân loại, ý niệm về sự tương quan giữa màu sắc đã
được nhiều người lưu ý đến và đã gây cảm hứng cho đến cả một số nhà khoa
học.
Người ta vẫn thường nói tới “hương vị của màu sắc”, hay về âm thanh
của chúng. Và vì âm thanh đó là hiển nhiên, nên không có một ai có thể tìm
thấy một sự giống nhau giữa màu vàng chói và những nốt thấp của đàn dương
cầm hoặc giữa giọng soprano và màu đỏ laque sẫm.
Ý nghĩa của màu sắc trong y học. Dựa trên sự liên tưởng, lối giải thích
này không đủ để biện giải những trường hợp quan trọng nhất. Mọi người đều
biết tác dụng của ánh sáng màu trên vật chất, tác dụng mà khoa trị bệnh bằng
màu sắc thường dùng. Nhiều lần, trong một vài bệnh thần kinh người ta đã thử
dùng, với những mục đích chữa bệnh, những đặc tính của màu sắc. Và người ta
đã quan sát thấy rằng ánh sáng đỏ làm bổ sức cho tim, và ngược lại, màu lam
làm cho nhịp tim chậm lại và còn có thể, ít ra là trong chốc lát, làm cho nhịp tim
tê liệt. Do đó con người cho rằng màu sắc tiềm ẩn một sức mạnh tuy còn chưa
được biết nhiều nhưng có thật, hiển nhiên, và tác động đến con người cũng
không phải là không chính xác.
Ý nghĩa của màu sắc trong hội họa
Đen
Đại diện: quyền lực, bí ẩn, táo bạo, trang nhã và tinh tế.
Màu đen được sử dụng trong các thiết kế hướng đến đối tượng cao
cấp. Nó tạo ra một bí ẩn, đại diện cho quyền lực, sang trọng trong logo.
Đỏ
Đại diện: Niềm đam mê, tình yêu, giận dữ, sôi động và cuộc sống.
Màu đỏ có sức mạnh thu hút và là một trong những màu sắc phổ biến
nhất. Sử dụng chủ yếu trong các biểu tượng về thức ăn, sức khỏe, vẻ đẹp và vui
2
chơi giải trí, nó sẽ sự chú ý của người tiêu dùng. Một số loại thực phẩm màu đỏ,
như ớt đỏ hoặc rượu vang đỏ, được biết đến để giúp tăng quá trình trao đổi

chất. Đây là một trong những lý do đơn giản mà một số nhà hàng thích sử dụng
màu đỏ để trang trí nội thất.
Vàng
Đại diện: Hạnh phúc, ấm no, thư giãn.
Màu vàng là màu ấm gợi lên cảm giác ấm áp, hạnh phúc và thư giãn. Nói
chung màu vàng không đóng vai trò trung tâm trong logo và ít được sử dụng để
làm nổi bật các tính năng quan trọng của logo. Màu vàng khá khó sử dụng, cho
nên chúng thường được làm nền và là yếu tố làm nổi bật một màu sắc khác. Bạn
hãy nhìn ví dụ trên là logo của DHL và Shell, màu vàng làm nền cho màu đỏ,
khiến màu đỏ trở nên nổi bật hơn rất nhiều. Màu vàng thường được sử dụng bởi
các ngành công nghiệp ô tô và thực phẩm.
Xanh lam
Đại diện: Tính chuyên nghiệp, tin tưởng, năng động, trẻ trung
Màu xanh được sử dụng trong logo của công ty vì nó tạo ra một cảm giác
an toàn trong khi hiển thị lòng trung thành và tính chuyên nghiệp. Màu này
3
được sử dụng bởi các doanh nghiệp khác nhau liên quan đến phần mềm, tài
chính, chính phủ, dược phẩm, ngành công nghiệp và các ngân hàng.
Xanh lá
Đại diện: Tự nhiên, khỏe mạnh, đổi mới và phong phú
Màu xanh lá cây được sử dụng chủ yếu để đại diện cho công ty hoặc các
doanh nghiệp thân thiện với môi trường xoay quanh nông nghiệp năng lượng tái
chế, cảnh quan, và năng lượng mặt trời. Nó là màu của thiên nhiên và cho tác
dụng làm dịu, trong khi đại diện cho tăng trưởng.
Cam
Đại diện: Sôi động, vui tươi, nghệ thuật, hạnh phúc.
Màu cam là một màu yêu quý của nghệ thuật, thực phẩm và các ngành
công nghiệp thể thao. Trong một số lĩnh vực, nó gợi lên một cảm giác ngon
miệng, và ở một số lĩnh vực khác, nó cho thấy năng động, sáng tạo và năng
lượng. Màu cam là màu sắc ưa thích cho các ngành công nghiệp kinh doanh với

các sản phẩm và thực phẩm trẻ em. Một số ngành công nghiệp sáng tạo bằng
cách sử dụng màu cam để giúp họ nổi bật hơn so với các đối thủ cạnh tranh.
4
Tím
Đại diện: Sang trọng, giáo dục và sự thanh lịch
Là một màu sắc của hoàng tộc, màu tím chủ yếu được sử dụng để đại
diện cho cơ quan tôn giáo và các tổ chức giáo dục. Nó hiếm khi được sử dụng
cho các dịch vụ thương mại, trừ khi nó có thể thể hiện rõ bản chất chính của
công ty đó. Sô cô la là một trong những thực phẩm thường được đại diện bởi
các biểu tượng màu tím. Nó đại diện cho nữ quyền, sang trọng và vẻ đẹp.
Trắng
Đại diện: Cơ bản, hòa bình, tinh thần, sạch và thiện chí
Màu trắng là một màu trung tính bao hàm sự tinh khiết. Nó thường được
sử dụng trong các logo âm bản. Trên đây là logo FedEx và logo của Adobe cũng
được sử dụng màu trắng. FedEx có một mũi tên màu trắng trong khi ‘A’ trong
Adobe được thiết kế màu trắng trên nền màu đỏ. Bạn có thấy nó thực sự sáng
tạo?
5
Hồng
Đại diện: Ngây thơ, phụ nữ, nữ tính và thẩm mỹ
Màu hồng thường được thực hiện là một màu sắc nữ tính, đó là lý do tại
sao nó được phổ biến được sử dụng trong các biểu tượng liên quan đến thời
trang, vẻ đẹp… Nó cũng được sử dụng cho các công ty kinh doanh quần áo và
phụ kiện của trẻ em bởi nó mang lại một cảm giác vui tươi và ngay thơ, nó
không phải là phù hợp với các đơn vị doanh nghiệp hoặc công nghiệp.
Nâu
Đại diện: đáng tin cậy, ấm cúng, mạnh mẽ
Màu nâu là một màu trung tính là mang lại cảm giác vững chắc và đáng
tin cậy. Màu này thường được sử dụng cho các ngành công nghiệp, nông
nghiệp, xây dựng và pháp luật. Một số sản phẩm thực phẩm có liên quan như cà

phê và sô cô la cũng được đại diện bởi màu nâu.
6
Ý nghĩa của màu sắc trong xây dựng. Khi chúng ta xây nhà, màu sơn
cho tường nhà không chỉ góp phần làm đẹp thêm cho ngôi nhà mà còn là nơi để
gia chủ thể hiện tâm tư tình cảm, trạng thái tinh thần, sở thích và mong muốn
của mình. Trên cơ sở màu yêu thích, chủ nhà có thể chọn màu sơn theo các
trạng thái tinh thần:
- Màu giảm stress: những màu có tác dụng giúp thư giãn như xanh nhạt,
xanh lá tươi, xanh ghi xám thích hợp nhất đối với phòng ngủ, phòng tắm.
Không nên chọn những màu quá chói lọi như màu đỏ.
- Màu tạo cảm giác bình yên: có thể kể đến màu be, màu trắng ngà và
những màu nhạt khác có ánh vàng và xanh biển. Những màu này tạo cảm giác
yên tĩnh, thanh bình và hài hòa. Có thể điểm thêm một vài màu ấm nóng như
cam tươi hoặc nâu để tránh cảm giác đơn điệu.
- Màu giảm sự mệt mỏi trì trệ: màu đỏ thắm, đỏ gạch, màu vàng rơm tươi
là lựa chọn phù hợp. Nếu trong trường hợp bạn không có điều kiện hay thời
gian quét sơn vôi cho tường nhà bạn thì có treo rèm hay dùng giấy dán tường là
những biện pháp nhanh chóng và hữu hiệu.
- Màu tạo thay đổi tích cực: nên chọn những màu của thiên nhiên, của cây
cỏ hoa lá, của môi trường hoang dã như xanh lá tươi, vàng cát, xanh biển đậm.
Khi phối hợp thêm với chậu cây cảnh hoặc vật trang trí bằng gỗ thì không gian
nội thất sẽ tăng thêm vẻ duyên dáng.
Với những ứng dụng thực tế trên, ta thấy màu sắc đóng một vai trò quan
trọng cho cuộc sống và trong các ngành công nghiệp như hội học, dược phẩm,
mỹ phẩm, y học…
Có những màu sắc, ngày xưa chỉ có trong tự nhiên, nguồn nguyên liệu
thiên nhiên sẽ đến lúc cạn kiệt, nên các nhà khoa học tìm cách chế tạo màu sắc
đó bằng con đường tổng hợp. Ngành “hóa học thuốc nhuộm” ra đời. Ngày nay
người ta đã tổng hợp được đến hơn một vạn loại thuốc nhuộm với màu sắc vô
cùng phong phú.

7
Vì lý do trên, tôi chọn đề tài “THUỐC NHUỘM TỔNG HỢP
INĐIGOIT VÀ MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA THUỐC NHUỘM TỔNG
HỢP”
II. Mục đích nghiên cứu
- Nguồn gốc của thuốc nhuộm
- Tại sao chúng ta lại nhìn thấy màu?
- Tổng hợp thuốc nhuộm Inđigoit
- Tầm quan trọng của thuốc nhuộm trong đời sống và sản xuất
III. Phương pháp nghiên cứu
Thu thập, tổng hợp các tài liệu liên quan.
8
PHẦN B: NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: NGUỒN GỐC CỦA THUỐC NHUỘM
Vào thời cổ đại người ta chỉ có thể thu nhận thuốc nhuộm từ giới tự
nhiên. Đến năm 1857, do nỗ lực của nhiều nhà khoa học, người ta mới chế tạo
được thuốc nhuộm tổng hợp đầu tiên.
Từ thời xa xưa tổ tiên loài người đã biết dùng thuốc nhuộm để nhuộm
quần áo. Từ hơn 2000 năm, vào thời Xuân Thu chiến quốc, người Trung Quốc
đã biết dùng cỏ tím để nhuộm quần áo. Vì cỏ tím rất hiếm nên thuốc nhuộm
chiết xuất từ cỏ tím giá rất đắt. Nên vua chúa và các quan thường dùng quần áo
tía để vênh vang với thiên hạ vì sự giàu sang của mình. Nên câu nói "cả triều
muôn hồng nghìn tía" là để chỉ sự việc đó.
Tuy có hiếm nhưng không phải là duy nhất, người Phênixi cổ cũng đã tìm
được thuốc nhuộm màu tím, họ lặn sâu xuống biển để thu nhặt ốc biển và thấy
rằng phải 8000 con ốc mới thu được 1kg thuốc nhuộm. Vào lúc bấy giờ chỉ có
các bậc đế vương mới có thuốc nhuộm để dùng và có tên gọi "màu tím đế
vương"
.
Vào thời cổ đại người ta chỉ có thể thu nhận thuốc nhuộm từ giới tự

nhiên. Đến năm 1857, do nỗ lực của nhiều nhà khoa học, người ta mới chế tạo
được thuốc nhuộm tổng hợp đầu tiên: đó là thuốc nhuộm tím anilin. Sau đó
người ta lại tiếp tục chế tạo được thuốc nhuộm inđigo. Vào năm 1897, ở Ấn Độ
ước tính có 65.000 ha được trồng cây có thuốc nhuộm inđigo (chàm). Ngày nay
loại thực vật này khá hiếm, hầu như bị tuyệt diệt.
Ngày nay người ta đã tổng hợp được đến hơn một vạn loại thuốc nhuộm
và hình thành một khoa học mới "hoá học thuốc nhuộm". Loại thuốc nhuộm
phổ biến nhất hiện nay là thuốc nhuộm azo. Có rất nhiều loại thuốc nhuộm azo,
với nhiều màu: màu đỏ tươi, màu đỏ, nâu, vàng, xanh, lam, chàm, tím từ màu
sẫm đến màu nhạt, rất đầy đủ.
Antraquinon cũng là một họ thuốc nhuộm lớn, trong đó quan trọng nhất
là alizarin. Alizarin là hợp chất màu đỏ cam, là những tinh thể phát quang lấp
lánh. Đầu tiên alizarin vốn được trích ly từ cây thiên thai, đến năm 1871 mới
được tổng hợp với số lượng lớn từ hợp chất antraquinon. Nổi tiếng nhất có loại
thuốc nhuộm cho màu xanh đặc thù gọi là “màu xanh sĩ lâm”. Loại thuốc
nhuộm này được tổng hợp vào năm 1901 và được người ta hết sức hoan nghênh
vì có màu xanh tươi, rất bền, giặt không phai. Loại thuốc nhuộm này có phản
ứng với sợi vải (có phản ứng nhuộm màu) nên rất bền khi giặt giũ. Người Trung
Quốc gọi đây là thuốc nhuộm xanh hoàn nguyên (thuốc nhuộm xanh khử, sở dĩ
gọi thuốc nhuộm xanh khử vì trong quá trình nhuộm cần phải qua giai đoạn xử
lý thuốc nhuộm bằng chất khử trong môi trường kiềm).
Ngày nay các thuốc nhuộm thường điều chế xuất phát từ dầu hắc nên
nhiều người đã dùng cách nói hình tượng: Các nhà hoá học chỉ cần vung tay là
9
dầu hắc đen thui biến thành thuốc nhuộm
"muôn hồng nghìn tía".
CHƯƠNG 2:
LÝ THUYẾT VỀ MÀU SẮC – LÝ THUYẾT
MÀU HIỆN ĐẠI
2.1. Bản chất của màu sắc trong tự nhiên

Để có sự cảm nhận màu sắc của
vật, cần phải có đủ 3 yếu tố: nguồn sáng, vật và
người quan sát.
Màu sắc của vật chất trong tự nhiên được tạo thành do sự tương tác
giữa ánh sáng chiếu vào với bề mặt của vật. Sự tương tác này chính là sự hấp thu
có chọn lọc các tia sáng có bước sóng khác nhau trong ánh sáng chiếu vào và sự
phản xạ lại những phần còn lại của ánh sáng.
Màu sắc nhân tạo
• Màu sắc của các vật dụng sản xuất
ra được con người tạo ra bằng cách
đưa 1 chất màu (thuốc nhuộm hoặc
pigment) lên bề mặt, ví dụ: vải, giấy,
• Màu sắc còn có thể được tạo ra bằng
những tương tác ánh sáng khác: sự giao
thoa, sự nhiễu xạ.
• Màu hữu sắc: có sự hấp thụ chọn lọc
và phản xạ một số tia sáng có bước sóng
nhất định. Có thể là màu đơn sắc hoặc màu
đa sắc.
• Màu đơn sắc: chỉ phản xạ 1 tia của
quang phổ ánh sáng mặt trời.
•
Màu đa sắc: màu của tập hợp các
tia phản xạ nhưng cường độ và tỉ lệ các
tia này không như
nhau. Màu của vật
thể là màu của tia phản xạ
chiếm tỷ lệ
lớn nhất hòa với các tia còn lại theo
quy

luật phối màu.
• Màu vô sắc (màu tiên sắc, màu trung
hòa): đặc
trưng bằng cường độ như nhau
của các tia phản
xạ ở tất cả các bước
sóng: không có tia trội,
chúng trung hòa
lẫn nhau nên mắt người không
cảm giác
được sắc thái riêng của màu.
• Ánh sáng trắng: phản xạ 100% tia tới
10
• Màu đen: hấp thụ 100% tia tới, phản xạ 0%
• Màu xám: phản xạ x% tia tới.
* Các thuộc tính của màu sắc
• Màu hữu sắc là một đại lượng 3 chiều của 3 thông số: tông màu, độ thuần
sắc, độ sáng.
• Tông màu: là tên gọi 1 màu, mô tả sắc điệu của màu, được quy định bởi
bước sóng trội của màu.
•
Độ thuần sắc: (độ bão hòa): mức độ tinh khiết
của màu, được đánh giá
bằng tỉ lệ của độ ánh
thành phần đơn sắc so với độ ánh chung. Màu
đơn sắc có độ thuần sắc 100%. Màu vô sắc có độ thuần sắc 0%.
• Độ sáng: mức độ sáng tối của 1 màu, được đánh giá bằng phần trăm của tia
phản chiếu so với tổng chùm tia tới.
* Màu nóng, màu mát:
* Màu bổ trợ: da cam - xanh da

trời; đỏ - xanh lục; vàng - xanh lam
Hiệu ứng cao màu, hiệu ứng sâu màu
11
Hiệu ứng cộng màu, hiệu ứng trừ màu

2.2. Cấu tạo của vật thể có màu
Do cấu tạo hoá học khác nhau nên dưới tác dụng của ánh sáng, mọi vật sẽ
hấp thụ và phản xạ lại các phần tia tới với tỷ lệ và cường độ khác nhau. Những tia
phản xạ này sẽ tác động vào hệ thống cảm thụ thị giác và truyền thông tin về hệ
thống thần kinh trung ương để hợp thành cảm giác màu, màu của mỗi vật chính là
màu hợp thành của các tia phản xạ.
2.3. Thành phần của ánh sáng chiếu vào vật thể và góc quan sát.
−
Màu quang phổ là những màu nhận được khi phân tích ánh sáng trắng ra
thành những tia màu hợp thành nhờ các dụng cụ quang học, mỗi màu được đặc
trưng bằng một bước sóng nhất định từ 380nm đến 760nm và được gọi là màu
đơn sắc (màu này tươi và thuần sắc)
− Màu vô sắc là những màu được đặc trưng bằng cường độ màu như nhau
của tất cả các bước sóng. Màu vô sắc như là màu trắng, màu ghi, màu đen.
− Màu đa sắc là màu của tập hợp các tia phản xạ của một vật nào đó có
12
Màu trắng
Màu vàng lục
Màu vàng
Màu da cam
Màu đỏ
Màu tím
Màu xanh lam
Màu xanh da trời
Màu xanh lục

Màu đen
Hướng sâu màu
Hướng nhạt màu
yellow
yellow
cyan
cyan
bước sóng khác nhau nhưng cường độ và tỷ lệ của các tia này không như nhau,
màu chủ đạo là màu của tia phản xạ nào chiếm tỷ lệ lớn nhất.
2.4. Tình trạng của mắt người quan sát
− Không có sự tham gia của mắt người thì không có ý niệm về màu sắc.
− Trên cơ sở của thuyết 3 màu, người ta giải thích rằng mắt cảm thụ được
màu,
phân biệt được các sắc thái
khác nhau trong thiên nhiên
là do sự phối hợp của 3 màu
cơ bản: đỏ, xanh lục và xanh
lam.
−
Khi mắt nhận được
thông tin màu dưới dạng
năng lượng sóng của ánh
sáng thì hệ thống dây thần
kinh thị giác sẽ
truyền hình
ảnh về
não, ở đây não sẽ tập
hợp thông tin và dựng lên các
yếu tố về màu sắc của vật.
− Võng mạc của mắt được cấu tạo từ 2 tế bào hình que và hình nón:

• Các tế bào hình que làm nhiệm vụ phân biệt sự khác nhau về cường độ
của hình ảnh sáng tạo trên võng mạc, không tham gia vào việc cảm nhận màu thị
giác.
• Các tế bào hình nón có ba miền nhạy cảm cực đại tương ứng với các
bước sóng của các màu : đỏ, xanh lục (đúng là vàng lục) và xanh lam
Các yếu tố ảnh hưởng đến sự cảm thụ màu sắc
−
Nguồn sáng khác nhau: Các nguồn sáng khác nhau: ánh sáng mặt trời,
đèn
huỳnh quang, đèn Vonfram, sẽ làm cho cùng một quả táo có màu sắc trông
khác nhau.
− Người quan sát khác nhau: Màu sắc có thể sẽ được cảm nhận khác nhau do
người quan sát khác nhau
− Hướng quan sát (góc quan sát) khác nhau: Góc mà vật được quan sát và
góc mà nó được chiếu sáng phải không đổi để sự truyền đạt màu được chính xác.
2.5. Tính chất của ánh sáng và sự hấp thụ ánh sáng của vật thể
2.5.1. Bản chất của ánh sáng
Bản chất sóng hạt của ánh sáng
− Ánh sáng nhìn thấy, tia cực tím, tia X, sóng radio, sóng truyền hình…tất cả
đều là những dạng năng lượng điện từ được truyền trong không gian dưới dạng
sóng,
cũng giống như các bức xạ điện từ khác được đặc trưng
13
bởi
bước sóng , tần số , hoặc chu kỳ T
Với sự ra đời của
thuyết lượng tử,
ánh sáng còn mang bản chất hạt.
.h c
E h

γ
λ
= =
với h là hằng số Plank = 6,626176.10
-34
Js
−
Một photon bị
biến mất khi nó va
vào và đẩy một điện
tử vòng ngoài
lên
trạng thái kích thích
ở các quỹ đạo xa
nhân hơn sự hấp thu
năng lượng
ánh
sáng của vật chất.
− Một photon được sinh ra khi điện tử từ trạng thái kích thích chuyển sang
một quỹ đạo khác gần nhân hơn và tải đi một năng lượng mà nguyên tử bị mất
dưới dạng tia sáng mà bước sóng tỷ lệ nghịch với năng lượng được truyền đi sự
phát ra năng lượng ánh sáng của vật chất.

Ánh sáng mặt trời
14
Như vậy dải phổ của ánh sáng mặt trời là dải quang phổ liên tục có bước
sóng thay đổi từ 400 - 700 nm.
Ánh sáng nhân tạo
Khác với quang phổ liên tục của ánh sáng mặt trời, ánh sáng nhân tạo có
quang phổ đứt quãng. Với những kỹ thuật hiện nay, con người đã tạo nên được

những nguồn sáng nhân tạo có khả năng phát ra các bức xạ có quang phổ liên tục
gần với ánh sáng trắng (ví dụ đèn xenon).
2.5.2. Thuyết điện tử về hợp chất hữu cơ có màu
− Khi 1 phân tử hấp thu năng lượng bức xạ điện từ, phân tử có thể trải qua
nhiều dạng kích thích: kích thích chuyển dịch điện tử, kích thích quay, kích
thích làm biến dạng dây nối liên kết, kích thích làm thay đổi spin hạt nhân.
− Năng lượng trong vùng ánh sáng nhìn thấy chủ yếu gây ra sự chuyển dịch
của e
lớp bên ngoài (e hóa trị). Khi hấp thụ ánh sáng thì hợp chất màu sẽ tiếp
nhận
năng lượng của photon làm các điện tử vòng ngoài bị chuyển sang trạng thái
kích thích, sau đó phần năng lượng này có thể chuyển sang các dạng: quang năng,
hóa năng, nhiệt năng…và hợp chất màu sẽ chuyển sang trạng thái ban đầu.
− Nhờ những thành tựu của các ngành vật lý và hoá học người ta đã xác định
rằng chỉ có những điện tử vòng ngoài của chất màu mới tham gia vào quá trình
hấp thụ ánh sáng kèm theo sự chuyển động của chúng. Khi hấp thụ ánh sáng thì
hợp chất màu sẽ tiếp nhận năng lượng của các hạt photon, làm cho các điện tủ
vòng ngoài bị chuyển sang trạng thái kích động, sau đó phần năng lượng này
chuyển sang các dạng : quang năng , hoá năng, nhiệt năng và hợp chất màu sẽ về
15
trạng thái ban đầu. Như vậy sự hấp thụ ánh sáng là kết quả của sự tương tác của
các điện tử vòng ngoài của các nguyên tử và phân tử các hợp chất hữu cơ với
photon ánh sáng.
− Những hợp chất hữu cơ nào có liên kết các điện tử vòng ngoài với nhân yếu
thì chỉ cần năng lượng của các tia có bước sóng lớn trong miền thấy được của
quang phổ cũng đủ làm chuyễn dịch và hấp thụ một phần các tia này làm cho nó
có màu.Hợp chất nào có điện tử vòng ngoài càng yếu thì càng cần ít năng lượng
để kích động chúng, các dễ hấp thụ các tia có bước sóng dài hơn và có màu sâu
hơn. Nguyên nhân làm cho các điện tử vòng ngoài liên kết với nhân yếu là:
trong

phân tử chứa hệ thống mối liên kết nối đôi cách dài; trong hệ thống này
ngoài
nguyên tử cacbon còn có các nguyên tử khác như oxi, nitơ , lưu huỳnh
do ảnh
hưởng của các nhóm thế , do hiẹn tượng ion hoá phân tử và cấu tạo
phẳng của
phân tử.
Ảnh hưởng của hệ thống liên kết nối đôi
− Trong các hợp chất hữu cơ thường gặp hai loại liên kết cơ bản: liên kết
đơn và
liên kết đôi. Để kích động các điện tử trong mối liên kết đơn cần có
một năng
lượng lớn, tương ứng với các tia sóng ngắn, nên những hợp chất chỉ
chứa một loại liên kết nối đơn thường không có màu. Ngược lại các điện tử vòng
ngoài của mối liên kết nối đôi do liên kết với nhân yếu, chúng linh động, nên
chỉ cần một năng lượng nhỏ cũng đủ kích động, nên chúng có khả năng hấp thụ
các tia sáng có bước sóng lớn hơn trong miền thấy được của quang phổ và chúng
có màu.
− Nếu như các mối liên kết nối đôi và nối đơn trong một hợp chất hữu cơ xếp
liên tục thành một hệ thống “một cách một” hay cồn gọi “nối đôi cách”, “nối đôi
lien
hợp” thì các điện tử vòng ngoài sẽ linh động hơn. Độ linh động của các
điện tử
vòng ngoài trong hệ thống này phụ thuộc vào các yếu tố:
• Độ dài hệ thống
• Bản chất các nguyên tử chứa trong hệ thống
• Cấu tạo của hợp chất (mạch thẳng hay mạch vòng)
− Nếu như tổng số mối liên kết nối đôi khá lớn nhưng không liên hợp thì hợp
chất cũng không có màu hoặc màu không sâu.
Ảnh hưởng của các nguyên tử khác ngoài cacbon

Khi trong hệ thống mối liên kết nối đôi cách của một hợp chất hữu cơ
nào đó ngoài cacbon còn chứu các nguyên tố khác như: O,N,S do các nguyên
16
tử này có điện tích hạt nhân và khoảng cách từ nhân đến các điện tử vòng ngoài
khác nhau, khi nằm chung trong hệ thống liên hợp thì các điện tử vòng ngoài
này dễ dàng chuyển dịch từ nguyên tử này sang nguyên tử khác túc là chúng
linh động hơn, nên các hợp chất này sẽ hấp thụ được các tia sáng có bước sóng
lớn hơn và có màu sâu hơn.
Ảnh hưởng của các nhóm thế
Các phân tử của hợp chất hữu cơ khi ở trạng thái kích động luôn khác với
trạng thái bình thường của chúng. Khi hấp thụ năng lượng của các tia sáng thì
sự phân bố mật độ điện tử vòng ngoài sẽ bị thay đổi , mật độ điện tử sẽ tăng lên
hoặc giảm xuống ở những vị trí nhất đinh của phân tử . Những hợp chất hữu cơ
chứa trong phân tử hệ thống mối liên két nối đôi cách sẽ có khả năng phân cực
dễ hơn các hợp chất khác ; khả năng này sẽ tăng lên mạnh mẽ khi đầu mạch và
cuối mạch có chứa các nhóm thế có khả năng thu hay nhường điện tử. Điều này
làm cho điện tử
vòng ngoài linh động hơn và kết quả là hợp chất sẽ có thể hấp
thụ được các tia
sáng có bước sóng lớn hơn và màu sẽ sâu hơn.
Ảnh hưởng của sự ion hoá phân tử
Khi phân tử hợp chất hữu cơ bị ion hoá thì màu của chúng cũng thay đổi.
Thí dụ: benzaurin sunfoaxit có màu vàng, trong môi trường axit có màu đỏ do bị
ion hoá như sau:
Hay alizarin có màu vàng, trong môi trường kiềm có màu tím
17
màu vàng
màu đỏ
Màu vàng
Màu m

Ảnh hưởng của cấu tạo phân tử
Theo thuyết điện tử để cho phân tử hợp chất hữu cơ có màu sâu thì yêu
cầu
quan trọng là phân tử của nó phải có cấu tạo phẳng nhờ đó mà sự tương tác
của
các điện tử không bị cản trở. Bất kỳ yếu tố nào phá vỡ yêu cầu này cũng
ảnh
hưởng đến màu của hợp chất.
2.6. Nguyên lý phối ghép màu
2.6.1. Khả năng cảm thụ màu của mắt
Màu là một hiện tượng phức tạp mang cả bản chất vật lý và tâm lý, hay nói
cách khác màu mang đặc điểm của năng lượng sóng ánh sáng được cảm thụ bằng
mắt, không có sự tham gia của mắt thì không có ý niệm về màu sắc. Những
người bị mù hay loạn thị từ nhỏ sẽ không có khái niệm về màu sắc, những
người có tật về mắt cũng không có khả năng nhận biết và đánh giá đúng về màu
sắc.
Mắt có thể xem như được cấu tạo bằng một hệ thống quang học rất tinh vi
gồm có: một thấu kính chính là thuỷ tinh thể được che bởi giác mạc và thuỷ dịch
để ngăn cản những tia cực tím có hại cho mắt; một màng ngăn là tròng đen giúp
cho con ngươi hé mở rộng hay hẹp. Khi nhận được thông tin màu dưới dạng
năng lượng sóng của ánh sáng thì hệ thống dây thần kinh thị giác sẽ truyền hình
ảnh về não, ở đây não sẽ tập hợp và dựng lại các yếu tố của hình ảnh.
Trên cơ sở của thuyết ba màu, người ta giải thích rằng: mắt cảm thụ được
màu, phân biệt được các sắc thái khác nhau trong thiên nhiên là do sự phối hợp
của ba màu cơ bản. Võng mạc của mắt được cấu tạo từ hai loại tế bào hình que và
hình nón, chúng có khả năng cảm thụ các tia có bước sóng nhất định của ánh sáng
trắng. Những tế bào hình que làm nhiệm vụ phân biệt sự khác nhau về cường độ
của hình ảnh sáng tạo ra trên võng mạc, không tham gia vào việc cảm nhận màu
của thị giác. Còn tế bào hình nón có 3 miền nhạy cảm cực đại tương ứng với bước
sóng của các màu: đỏ; xanh lục và xanh lam, chúng có chức năng chính trong việc

18
tạo nên cảm giác màu. Mỗi khi nhận được tín hiệu màu từ môi trường xung quanh,
thông qua các nón nhận cảm ứng với 3 màu trên, chúng hội tụ lại và truyền về thần
kinh thị giác, sau đó về vỏ não. Ở vỏ não màu sẽ được tái tạo và cho ta nhận biết
đầy đủ về sắc thái của nó.
2.6.2. Sự tương phản màu và sự hài hòa màu
Trong in hoa cũng như trong may, đan và ghép các màu khác nhau để tạo ra
các sản phẩm đa dạng về màu sắc, cần phải đặc biệt lưu ý đến ảnh hưởng qua lại
giữa các màu khi chúng được xếp gần nhau. Sự ảnh hưởng đó biểu hiện ở sự thay
đổi sắc thái, cường độ và ánh sáng của các màu. Sự thay đổi này phụ thuộc vào sự
xếp đặt về không gian và diện tích các màu.
Sự thay đổi sắc thái màu phản ánh ảnh hưởng qua lại giữa màu này với
màu khác để khi chúng gần nhau mà những màu đó lại có sắc thái khác nhau.
Trong trường hợp xếp các màu cách xa nhau thì sắc thái của các màu mạnh sẽ làm
thay đổi sắc thái của các màu bên cạnh theo hướng bổ trợ của màu mạnh. Ví dụ,
màu xám trên nền đỏ sẽ có sắc thái của màu xanh lục, màu xám trên nền xanh lá
cây sẽ có sắc đỏ, màu xám trên nền xanh lam sẽ có sắc vàng. Khi xếp hai màu
thuộc cặp màu bổ trợ tức là hai màu có sắc thái hoàn toàn khác nhau thì sự ảnh
hưởng qua lại của chúng dường như không tồn tại hay có thể nói là sự tương phản
giữa chúng trở lên bão hoà. Ví dụ, màu vàng trên nền xanh lam hoặc màu đỏ trên
nền xanh lục. Sự thay đổi về độ tươi sáng của các màu xếp gần nhau sẽ xảy ra khi
chúng có độ tươi sáng của các màu xếp gần nhau sẽ xảy ra khi chúng có độ tươi
sáng khác xa nhau. Một hình vuông màu xám trên nền trắng sẽ cho cảm giác như
hình đó bị tối đi. Còn khi nó ở trên nền đen thì lại sáng ra.
Sự tương phản về sắc thái và độ tươi sáng của các màu thường xảy ra rõ
nét ở ranh giới giữa chúng. Để giảm bớt sự tương phản ranh giới đó người ta
thường tách biệt các hình có màu sắc khác nhau bằng các đường vạch đen, trắng,
xám hoặc tạo nền có màu cùng với ánh màu của màu tương phản. Ví dụ, màu vàng
lục trên nền xanh lục sẽ cho cảm giác như màu vàng thuần sắc.
Diện tích của các hình màu cũng có quan hệ qua lại với sự ảnh hưởng của

màu sắc: Nếu diện tích của màu càng lớn thì ảnh hưởng của nó càng mạnh. Đồng
thời độ sáng và cường độ màu cũng có ảnh hưởng đến diện tích của các hình.
19
Ví dụ, diện tích hình màu sẽ cho cảm giác nhỏ đi khi nó nằm trên nền sáng hoặc
diện tích hình màu tối trên nền sáng sẽ cho cảm giác nhỏ hơn hình cùng diện
tích có màu sáng trên nền tối. Điều này được giải thích như sau: những đường
viền của
các hình sáng qua võng mạc mắt người sẽ bị chảy dài ra hơn là các
đường viền
quanh hình tối.
Từ những đặc điểm và tích chất màu sắc đã nêu thí sự phối màu hài hoà sẽ
làm cho màu sắc có ý nghĩa quan trọng trong công nghiệp và cuộc sống.
2.6.3. Phương pháp phối màu phẩm màu
Phối hợp thuốc nhuộm dựa trên nguyên lý ghép cộng và ghép trừ các tia
màu quang phổ và nguyên lý ghép từ ba màu cơ bản. Điều khác chủ yếu với ghép
màu quang học là ở chỗ thuốc nhuộm không phải là các sản phẩm tinh khiết có
màu đơn sắc, lại chứa các phụ gia nên màu tạo thành có sai lệch so với ghép quang
học. Phối màu từ thuốc nhuộm kỹ thuật còn gọi là ghép màu quang học có thể
thực hiện bằng biện pháp thủ công hoặc thiết bị xử lý bằng máy tính điện tử. Dù
dùng phương pháp nào cũng phải dựa vào các nguyên tắc sau:
- Phải dùng thuốc nhuộm cùng lớp theo phân lớp kỹ thuật và có các tính
chất kỹ thuật tương tự nhau: cùng điều kiện nhuộm (nhiệt độ, trị số pH, xúc tác,
phụ gia); cùng có tốc độ bắt màu; cùng có độ bền màu với các chỉ tiêu khác nhau;
v.v…
- Khi phối thuốc nhuộm thuộc các lớp khác nhau để nhuộm vải thì cần
chọn những loại không tích điện trái dấu, không chứa các phụ gia có tính chất kỵ
nhau làm cho dung dịch nhuộm bị kết tủa, sa lắng hoặc biến màu, khó ghép
đồng màu;
- Có thể phối từ hai thuốc nhuộm kỹ thuật để tạo nên màu mới cần thiết
nhưng số màu mới tạo thành sẽ bị hạn chế. Để tạo nên nhiều gam màu khác

nhau người ta dùng thuật phối ghép từ ba màu cơ bản: đỏ, vàng và xanh lam
hoặc đỏ, vàng và xanh lục. Đồ thị ghép màu được thiết lập theo hình tam giác đều,
mỗi màu cơ bản được đặt ở một đỉnh của tam giác, tỷ lệ phối ghép được chia đều
theo các cạnh, màu tạo thành sẽ theo quy luật sau:
20
- Theo mỗi cạnh của tam giác sẽ nhận được một dãy các màu trung gian do
kết quả ghép từ hai màu;
- Theo các đường cao của tam giác sẽ là dãy màu do kết quả bổ trợ nhau
của nhiều cặp màu tương ứng;
- Tâm của tam giác và vùng phụ cận sẽ là miền có màu vô sắc (ghi, xám)
do hiệu quả trung hoà lẫn nhau của ba màu cơ bản có cường độ màu tương đương;
- Các điểm khác nằm ở bên trong tam giác sẽ là vô số các màu được phối
ghép từ ba màu cơ bản với tỷ lệ khác nhau, màu và ánh màu của chúng tùy thuộc
vào tọa độ trên tam giác.
Tam giác màu được biểu diễn như sau:
Việc chọn ba thuốc
nhuộm dùng làm ba màu cơ
bản đúng với yêu cầu của lý
thuyết rất khó thoả mãn, trong
thực tế yêu cầu này chỉ là
tương đối nên màu và
ánh màu thu được do hiệu quả
phối ghép phụ thuộc nhiều vào
ba màu ban đầu.
Qui luật bổ trợ màu theo
đường tròn
- Theo chu vi của đường
tròn, mỗi màu có thể xem là kết quả phối
cộng của 2 màu bên cạnh để tạo màu trung
gian.

- Khi phối 2 tia màu nằm đối diện
với nhau trong vòng tròn màu thì sẽ nhận
21
Đỏ
Da cam
vàng
Xanh lục
Xanh lam
tím
Thuốc nhuộm màu chàm
được màu trung hoà (màu trắng). Những cặp màu như vậy gọi là màu bổ trợ,
tập hợp tất cả các màu này cũng tạo thành màu trắng ở tâm vòng tròn. Theo
vòng tròn màu, có 5 cặp màu bổ trợ chính là: xanh lam - vàng, tím - vàng lục, đỏ
tím - xanh lục, đỏ - xanh lục lam, da cam - xanh da trời.
CHƯƠNG 3: THUỐC NHUỘM INĐGOIT
3.1. Lịch sử thuốc nhuộm Inđigoit
Thuốc nhuộm màu chàm là một trong
các loại thuốc nhuộm cổ nhất được sử dụng
để nhuộm màu trong công nghiệp dệt vải và
in ấn. Nhiều quốc gia châu Á, như Ấn Độ,
Trung Quốc, Nhật Bản v.v đã sử dụng thuốc
nhuộm màu chàm trong nhiều thế kỷ. Thuốc
nhuộm này cũng được các nền văn minh cổ
đại khác ở Mesopotamia, Ai Cập cổ đại, Hy
Lạp cổ đại, La Mã cổ đại, Anh tiền sử,
Mesoamerica, Peru, Iran và châu Phi biết tới.
Người ta coi Ấn Độ là trung tâm cổ
nhất trong ngành thủ công nghiệp nhuộm màu
chàm của Cựu thế giới. Đây cũng là nơi cung
cấp đầu tiên thuốc nhuộm màu chàm cho châu

Âu vào thời đại Hy-La. Sự gắn liền của màu chàm với Ấn Độ được phản ánh
trong các từ trong tiếng Hy Lạp để chỉ loại thuốc nhuộm và vùng đất này, đó là
indikon và Ἰνδία (India-Ấn Độ). Người La Mã sử dụng từ indicum, nó được
chuyển qua và thể hiện trong tiếng Italia và cuối cùng là trong tiếng Anh với từ
indigo.
Tại vùng Lưỡng Hà (Mesopotamia), tấm bảng ghi bằng chữ hình nêm
kiểu tân-Babilon trong thế kỷ 7 có đưa ra công thức để nhuộm màu len, trong đó
len màu xanh da trời (uqnatu) được sản xuất bằng cách ngâm trong nước chàm
và đưa quần áo ra ngoài không khí lặp đi lặp lại vài lần. Bột chàm có lẽ đã được
nhập khẩu từ Ấn Độ.
Người La Mã sử dụng thuốc màu chàm làm chất nhuộm màu cho thuốc
màu và cho các mục đích y tế, mỹ phẩm. Đây là một xa xỉ phẩm do các thương
nhân Ả Rập nhập khẩu từ Ấn Độ vào vùng ven Địa Trung Hải.
Thuốc nhuộm màu chàm vẫn còn là mặt hàng khan hiếm tại châu Âu
trong suốt thời kỳ Trung cổ. Thuốc nhuộm từ tùng lam, với thành phần hóa học
đồng nhất, đã được sử dụng để thay cho thuốc nhuộm màu chàm.
Vào cuối thế kỷ 15, nhà thám hiểm người Bồ Đào Nha là Vasco da Gama
đã phát hiện ra hành trình đi biển để tới Ấn Độ. Điều này đã dẫn tới việc thiết
lập quan hệ thương mại trực tiếp của người châu Âu với Ấn Độ, quần đảo Gia
22
vị, Trung Quốc, Nhật Bản. Các nhà nhập khẩu đã có thể tránh các khoản thuế
nặng nề do các trung gian người Ba Tư, Levant và Hy Lạp đặt ra cũng như độ
dài của các hành trình đường bộ đầy nguy hiểm đã từng được sử dụng trước
đây. Kết quả là việc nhập khẩu và sử dụng thuốc nhuộm màu chàm tại châu Âu
cũng gia tăng đáng kể. Phần lớn thuộc nhuộm màu chàm dùng tại châu Âu đến
từ châu Á thông qua các hải cảng tại Bồ Đào Nha, Hà Lan, Anh. Tây Ban Nha
nhập khẩu thuốc nhuộm này từ các thuộc địa của mình ở Nam Mỹ. Nhiều đồn
điền trồng chàm được các quốc gia châu Âu hùng mạnh thiết lập tại các vùng
nhiệt đới; với sản lượng lớn tại Jamaica và Nam Carolina, trong đó sức lao động
chủ yếu là của các nô lệ da đen châu Phi hay châu Mỹ gốc Phi. Các đồn điền

chàm cũng phát triển tại quần đảo Virgin. Tuy nhiên, Pháp và Đức đã đặt việc
nhập khẩu thuốc màu chàm ra ngoài vòng pháp luật vào thế kỷ 16 để bảo hộ cho
công nghiệp sản xuất thuốc màu từ tùng lam của cư dân bản xứ.
Màu chàm là nền tảng trong nhiều
thế kỷ cho các truyền thống dệt may ở
Tây Phi. Từ những người dân du cư
Tuareg ở sa mạc Sahara tới Cameroon,
quần áo nhuộm chàm là biểu hiện của sự
giàu có. Phụ nữ nhuộm chàm quần áo ở
phần lớn các khu vực, với người Yoruba
ở Nigeria và người Manding ở Mali là
những người rất thành thạo trong công
việc của họ. Những thợ nhuộm
Hausa là nam giới làm việc tại các
hố nhuộm chàm của cộng đồng đã
từng là nền tảng của sự giàu có của thành phố cổ Kano, và ngày nay người ta
vẫn có thể nhìn thấy họ miệt mài làm công việc của mình tại các hố nhuộm đó.
Tại Nhật Bản, bột chàm là đặc biệt quan trọng trong thời kỳ Edo khi nước
này bị cấm nhập khẩu lụa và người Nhật bắt đầu nhập khẩu và trồng bông. Rất
khó để nhuộm màu cho sợi bông, ngoại trừ dùng bột chàm. Thậm chí ngày nay,
màu chàm vẫn là thích hợp cho kimono mùa hè Yukata, do y phục truyền thống
này gợi nhớ lại thiên nhiên và biển xanh.
Năm 1865 nhà hóa
học người Đức là Johann
Friedrich Wilhelm Adolf
von Baeyer bắt đầu làm
việc với thuốc nhuộm màu
chàm. Công trình của ông
lên đến đỉnh điểm trong
việc lần đầu tiên tổng hợp

ra thuốc nhuộm màu chàm
vào năm 1880 từ o-nitrobenzalđêhit và axeton bằng việc bổ sung hiđrôxit natri
23
Một người Tuareg đội mũ che mặt nhuộm chàm
hay hiđrôxit bari hoặc amoniac loãng và việc thông báo về cấu trúc hóa học của
nó vào 3 năm sau. BASF đã phát triển quy trình sản xuất có thể khả thi về mặt
thương mại và được sử dụng vào năm 1897, còn tới năm 1913 thì thuốc nhuộm
màu chàm tự nhiên đã gần như bị thay thế hoàn toàn bằng thuốc nhuộm màu
chàm tổng hợp. Vào thời điểm năm 2002, 17.000 tấn thuốc nhuộm màu chàm
tổng hợp đã được sản xuất trên khắp thế giới.
3.2. Tính chất hóa học của bột chàm
Bột chàm là chất bột kết tinh màu lam sẫm, nóng chảy ở 390°-392 °C. Nó
không hòa tan trong nước, rượu, ête nhưng hòa tan trong cloroform,
nitrobenzen, axít sulfuric đặc. Cấu trúc hóa học của bột chàm tương ứng với
công thức C
16
H
10
N
2
O
2
.
Chất có nguồn gốc tự nhiên (cây chàm Inđigo Fera Tinstoria) là indican,
nó không màu (hay màu trắng) và hòa tan trong nước. Indican có thể dễ dàng bị
thủy phân để tạo ra glucoza và indoxyl. Các chất ôxi hóa nhẹ, như phơi nhiễm
ra không khí, chuyển hóa indoxyl thành bột chàm.
24
Phân tử inđigo-bột chàm
-D- gluco pyranozơ

inđoxyl
Bột chàm xử lý với axit sulfuric sinh ra chất có màu lam-lục.
Bột chàm được sulfonat hóa còn gọi là lam Saxon hay indigo cacmin.
Tía Tyre là thuốc nhuộm màu tía có giá trị
trong thời cổ đại. Nó được sản xuất từ các chất bài
tiết ra của các loại ốc biển vùng Địa Trung Hải.
Năm 1909 cấu trúc hóa học của nó được thể hiện là
6,6′-dibromoindigo. Nó chưa bao giờ được sản xuất
tổng hợp trên nền tảng thương mại.

3.3. Tổng hợp hóa học
3.3.1. Phương pháp Heumann
Bột chàm có thể sản xuất theo phương pháp tổng hợp bằng nhiều cách.
Phương pháp nguyên bản, lần đầu tiên được Heumann sử dụng năm 1897 để
25
indigo cacmin