Color in chemistry
Color in chemistry
Teori
Semua atom dan molekul memiliki kemampuan menyerap dan melepas energy dalam bentuk foton dengan adanya perubahan keadaan kuantum (quantum states)
Besarnya energy yang diserap maupun dilepas bergantung pada besarnya selisih di antara dua keadaan
Keadaan kuantum meliputi banyak hal yaitu keadaan rotasi, keadaan vibrasi, keadaan elektronik dan sebagainya
Pelepasan energy yang dapat dilihat oleh manusia berada dalam rentang 380 – 760 nm dan foton pada rentang ini biasanya dihasilkan oleh perubahan keadaan pada keadaan elektroniknya
Teori
Hubungan antara energy dan panjang gelombang adalah sebagai berikut
dengan E adalah energi foton, adalah frekuensi gelombang cahaya, adalah tetapan Planck, adalah panjang gelombang dan adalah kecepatan cahaya
Hubungan antara energi dari berbagai keadaan kuantum nantinya akan dibahas dalam pembahasan orbital atom, orbital molekul dan teori medan ligan
Warna Komplemen
Jika suatu benda menyerap panjang gelombang tertentu lalu kita melihat cahaya yang diteruskan atau dipantulkan benda tersebut, yang akan kita lihat adalah warna komplemen dari yang terserap
Color of Chemicals
Color of Chemicals – Aqueous Ions
Name Formula Color Name Formula Color
alkali M+ colorless vanadyl VO2+ blue
earth alkali M2+ colorless pervanadyl VO2+ yellow
scandium (III) Sc3+ colorless metavanadate VO3- colorless
titanium (III) Ti3+ violet orthovanadate VO43- colorless
titanium (IV) Ti4+ colorless chromium (III) Cr3+ blue-green
titanyl TiO2+ colorless chromate CrO4
2- yellow
vanadium (II) V2+ lavender dichromate Cr2O72- orange
vanadium (III) V3+ dark grey/green manganese (II) Mn2+ light pink
Color of Chemicals – Aqueous Ions
Name Formula Color Name Formula Color
permanganate MnO4- deep violet nickel (II) Ni2+ light green
manganate (VI) MnO42- dark green nickel-NH3 Ni(NH3)6
2+ lavender/blue
manganate (V) MnO43- deep blue copper (II) Cu2+ blue
iron (II) Fe2+ pale green copper-NH3 Cu(NH3)42+ royal blue
iron (III) Fe3+ yellow/brown copper-Cl CuCl42- yellow/green
cobalt (II) Co2+ pink zinc (II) Zn2+ bluish-
cobalt-NH3 Co(NH3)63+ yellow/orange silver (Ag+) Ag+ colorless
Color of Chemicals - Salts
Nama Rumus Warna Gambar
copper (II) sulfate
CuSO4 white
copper (II) sulfate pentahydrate
CuSO4.5H2O blue
copper (II) benzoate
C14H10CuO4 blue
Color of Chemicals - Salts
Nama Rumus Warna Gambar
cobalt (II) chloride
CoCl2 deep blue
cobalt (II) chloride hexahydrate
CoCl2.6H2O deep magenta
manganese (II) chloride tetrahydrate
MnCl2.4H2O pink
Color of Chemicals - Salts
Nama Rumus Warna Gambar
copper (II) chloride dihydrate
CuCl2.2H2O blue green
nickel (II) chloride hexahydrate
NiCl2.6H2O green
lead (II) iodide PbI2 yellow
Color of Chemicals – Gases
Name Formula Color
hydrogen H2 colorless
oxygen O2 colorless
chlorine Cl2 greenish yellow
bromine Br2 red-brown
iodine I2 purple
nitrogen dioxide NO2 brown
dinitrogen tetroxide N2O4 colorless
Color of Chemicals – Ions in Flame
Name Formula Color
kalium K purple
natrium Na yellow
lithium Li red
cesium Cs blue
magnesium Mg white
calcium Ca orange
strontium Sr red
barium Ba green
Inorganic Pigments
Purple Pigments
Ultramarine Violet (PV15)
berasal dari mineral alami lapis lazuli yang mengandung mineral lazurite
komponen utama dari lazurite adalah Na8-10Al6Si6O24S2-4
warna violet disebabkan oleh adanya anion radikal S4- sebagai kromofor
ultramarine dibuat versi sintesisnya dengan mencampur
kaolin bebas Fe (mengandung SiO2:Al2O3)
Na2CO3 anhidrat
Na2SO4 anhidrat
sulfur bubuk
karbon bubuk
warna ultramarine (g,r,b,v) dapat diatur dengan mengatur jumlah sulfur untuk menghasilkan spesi kromofor yang berbeda
Han Purple
Han Purple bersama dengan Han Blue digunakan di Cina kuno periode Zhou (1045-771 BC) hingga akhir dinasti Han (220 AD)
rumus kimianya adalah BaCuSi2O6
memiliki struktur berlapis dengan ada satu ikatan Cu-Cu yang membuat senyawa ini kurang stabil dibandingkan Han Blue
Han Purple murni sebenarnya berwarna biru gelap, namun karena adanya dekomposisi menyebabkan warnanya menjadi ungu
Pigmen ini ditemukan di banyak artifak Cina kuno, salah satunya adalah pada Terracotta Army
Han Purple
Han Purple
Cobalt Violet (PV14)
pigmen sintetik komersial dengan rumus kimia Co3(PO4)2
produksinya dilakukan dengan mencampur larutan Co2+ dan PO43- menghasilkan endapan
tetrahidratnya
film tipis dari senyawa ini dapat digunakan sebagai katalis oksidasi dari air
ion Co2+ menempati lubang oktahedral (koordinasi 6) dan lubang koordinasi 5 dengan perbandingan 1:2
Manganese Violet (PV16)
senyawa anorganik yang disebut ammonium manganese(III) pyrophosphate (NH4MnP2O7)
dibuat dengan memanaskan campuran Mn2O3, diamonium fosfat dan asam fosfat
ion Mn3+ menempati lubang oktahedral terdistorsi dikelilingi 6 oksigen yang berasal dari ligan pyrophosphate
Blue Pigments
Ultramarine (PB29)
sama dengan ultramarine violet, berasal dari mineral lazurite dalam lapis lazuli
kata ultramarine sendiri berasal dari kata latin ultramarinos yang berarti “beyond the sea” karena pigmennya diimpor ke Eropa oleh pedagang Itali dari Afghanistan
perbedaannya adalah spesi kromofor dalam ultramarine ini adalah radikal anion S3-
Ultramarine (PB29)
Cobalt Blue (PB28)
merupakan pewarna yang sangat stabil dengan rumus kimia adalah CoAl2O4
dibuat dengan mencampurkan CoO dan Al2O3 dan digerus hingga benar-benar homogen lalu disinter
Cerulean Blue (PB35)
berasal dari kata latin caeruleus, "dark blue, blue or blue-green", yang kemungkinan diturunkan dari kata caelulum, yang berarti "heaven, sky"
komponen utama dari pigmen ini adalah cobalt (II) stannate, CoSnO3
Egyptian Blue
ditemukan di artifak-artifak Mesir kuno, diduga merupakan pewarna sintesis pertama yang dibuat manusia
rumus kimianya adalah CaCuSi4O10
beberapa eksperimen dilakukan untuk meniru pembuatan pigmen ini di masa lalu dan hasilnya adalah sintesis pigmen ini berhasil dilakukan dengan cara mencampurkan pasir kuarsa, senyawa tembaga (malachite), kalsium karbonat dan beberapa garam alkali lalu dipanaskan pada suhu sekitar 800 hingga 1000oC
senyawa ini sangat stabil, tidak terdekomposisi bahkan sejak jaman Mesir kuno
Egyptian Blue
Han Blue
Digunakan di jaman Cina kuno bersamaan dengan Han Purple
memiliki rumus kimia yang mirip dengan Egyptian Blue hanya saja atom Ca tergantikan oleh Ba, BaCuSi4O10
Cu terisolasi di struktur silikatnya menyebabkan strukturnya lebih stabil dibandingkan Han Purple karena tidak adanya ikatan Cu-Cu
Han Blue
Prussian Blue (PB35)
pewarna sintetik modern pertama yang pernah dibuat
memiliki rumus kimia Fe4[Fe(CN)6]3· x H2O
dalam pengobatan sering digunakan sebagai penyembuh keracunan logam berat
nama Prussian Blue dipinjam oleh HCN sebagai “prussic acid”, di Jerman HCN disebut Blausäure ("blue acid") dan kata cyanide sendiri diberikan oleh Joseph Louis Gay-Lussac dari kata yunani kyanos yang artinya biru
setelah dibuat menjadi sangat terkenal dan langsung meluas pembuatannya karena menggantikan peran pigmen yang berasal dari lapis lazuli yang sangat mahal
Prussian Blue (PB35)
Prussian Blue (PB35)
Green Pigments
Chrome Green (PG17)
di alam ada dalam mineral langka eskolaite
rumus kimianya adalah Cr2O3
struktur kristalnya adalah corundum, hcp dari O dengan Cr menempati 2/3 lubang oktahedral
Viridian (PG18)
pigmen hijau-biru gelap yang merupakan bentuk terhidrasi dari Chrome Green, Cr2O3.H2O
Viridian berasal dari kata latin viridis yang berarti hijau
Viridian sendiri punya beberapa variasi yaitu
Paolo Veronese green
Viridian green
Generic viridian
Spanish viridian
Cadmium Green
pigmen hijau yang mengandung campuran Cadmium Yellow (CdS) dan Viridian
terkadang ultramarine ditambahkan untuk menambahkan kesan lebih cerah
Paris Green
pigmen hijau yang mematikan
biasa dipakai sebagai rodentisida dan insektisida jaman dulu
rumus kimianya adalah Cu(C2H3O2)2.3Cu(AsO2)2)
dibuat dengan cara mencampurkan tembaga(II)asetat dengan arsenat trioksida
Scheele’s Green (Schloss Green)
disebut juga emerald green
pigmen hijau-kuning yang dulu digunakan dalam cat, kini ditinggalkan karena toksisitasnya tinggi
rumus kimianya adalah CuHAsO3
diduga menjadi penyebab kematian Napoleon saat pengasingannya karena digunakan sebagai cat tembok kamarnya
Scheele’s Green
Yellow Pigments
Orpiment
diambil dari kata latin auripigmentum (aurum – emas + pigmentum – pigmen) karena warna kuning jernihnya
rumus kimianya adalah As2S3
ditemukan di gunung-gunung berapi
sudah tidak digunakan lagi sebagai pigmen karena selain toksisitasnya tinggi, tidak kompatibel dengan pigmen lain
Orpiment
Yellow Ochre (PY43)
berasal dari kata ὠχρός yang artinya pucat
rumus kimianya adalah FeO(OH)·nH2O
merupakan salah satu earth pigments (yellow ochre, red ochre, purple ochre, brown ochre, sienna, umber) karena berasal dari clay
merupakan salah satu pewarna paling tua yang telah digunakan sejak zaman prasejarah (75000 BC)
Yellow Ochre (PY43)
Yellow Ochre (PY43)
Cadmium Yellow (PY37)
rumus kimianya adalah cadmium sulfida (CdS)
sering dicampurkan dengan viridian untuk membuat cadmium green
dapat dicampurkan juga dengan ZnS membentuk pigmen PY35 zinc cadmium sulfide
Chrome Yellow (PY34)
rumus kimianya adalah PbCrO4
di alam ada dalam bentuk mineral crocoite namun mineral itu sendiri tidak pernah digunakan untuk pigmen
perannya digantikan oleh Cadmium Yellow karena mengandung timbal
Aureolin or Cobalt Yellow (PY40)
memiliki rumus kimia K3Co(NO2)6 (potassium cobaltinitrile)
merupakan pigmen warna yang digunakan di cat air dan cat minyak
warnanya lebih stabil di cat minyak dibandingkan dalam cat air, kemungkinan karena adanya pelepasan ligan
Titanium Yellow (PY53)
memiliki rumus kimia NiO.Sb2O3.20TiO2
sulit larut dalam air
pigmennya memiliki kisi kristal rutile dengan 2-5% ion titanium diganti dengan nickel (II) dan 9-12% yang lain diganti oleh antimony (V)
pigmen ini biasanya dipakai di plasti atau keramik
Mosaic Gold
disebut juga bronze gold memiliki rumus molekul SnS2
dipakai di “bronzing” dan “gilding” pada kayu dan logam
dibuat oleh para alchemist dan mereka sebut sebagai aurum musivum atau mosaic gold
alchemist membuat ini dengan mencampurkan raksa, timah, sal ammoniac, fleur de soufre lalu digerus dan dipanaskan dalam pasir panas selama tiga jam
Mosaic Gold
Orange Pigments
Cadmium Orange (PO20)
campuran dari cadmium red (CdSe) dan cadmium yellow (CdS)
larutan padat kedua zat warna lah yang menyebabkan munculnya warna orange Cadmium Selenosulfida
Chrome Orange
campuran pigmen alami yang terdiri atas timbal(II) kromat (PbCrO4) dan timbal(II) oksida (PbO)
toksik berat karena kromatnya toksik, timbalnya juga toksik
Chrome Orange
Red Pigments
Cadmium Red (PR108)
mengandung Cadmium selenida (CdSe)
Red Ochre (PR102)
berwarna merah dari mineralnya hematite yang merupakan merupakan anhidrat dari Fe2O3
digunakan sejak jaman Neolithikum
Red Ochre
Red Ochre Hai Om
Burnt Sienna (PBr7)
pigmen yang terbentuk setelah pembakaran Sienna (pigmen coklat)
Red Lead
dikenal sebagai timbal(II,IV) oksida atau Pb3O4 atau 2 PbO·PbO2
berasal dari mineral minium yang bersumber dari sungai Minius di Spanyol
dipakai menjadi pigmen setelah penemuan white lead yang dapat diannealing menghasilkan red lead
Vermilion (PR106)
mengandung HgS
terdapat secara alami dalam mineral cinnabar
tercatat telah dipakai sejak zaman Roma kuno
toksik
Vermilion (PR106)
Brown Pigments
Raw Umber (PBr7)
tanah liat alami yang mengandung Fe2O3, MnO2, and Al2O3
tercatat pertama kali digunakan di masa Neolithikum
jika dibakar akan menghasilkan pigmen baru yang lebih gelap, Burnt Umber
Raw Umber
Raw Sienna (PBr7)
pigmen coklat kuning alami dari tanah liat yang mengandung limonite
digunakan sejak zaman prasejarah
Black Pigments
Carbon Black (PBk7)
warna hitam berasal dari karbon
terdapat beberapa macam warna yang dihasilkan tergantung sumbernya
ivory black, dengan membakar tulang dan gading
vine black, dengan membakar akar dan anggur
lamp black, sisa pembakaran pada lampu minyak
diduga bersifat karsinogen jika terhirup
Iron Black (PBk11)
memiliki rumus kimia Fe3O4 atau dapat ditulis menjadi FeO.Fe2O3
secara alami terdapat dalam bijih magnetite
Iron Black (Mk11)
White Pigments
Barium Sulfate (PW5)
dalam cat minyak barium sulfat hampir transparan sehingga sering dijadikan filler untuk meningkatkan konsistensi warna
dijadikan pigmen yang disebut lithopone (PW5) dengan mengkombinasikan barium sulfat bersama zink sulfida
dipakai juga untuk coating dalam fotografi
Titanium White (PW6)
memiliki rumus kimia alami TiO2 yang disebut juga dengan titania
pigmen putih yang paling banyak digunakan karena warnanya yang cerah dan indeks bias yang tinggi
toksisitas sangat rendah, bahkan masih aman jika tertelan
Cremnitz White (PW1)
terdapat secara alami dalam mineral hydrocerussite
rumus kimianya adalah (PbCO3)2.Pb(OH)2
disebut juga white lead
digunakan di cat dan kosmetik yang disebut Venetian Ceruse di masa lalu yang mengakibatkan banyaknya keracunan timbal
pada penggunaannya sering muncul bercak hitam akibat adanya sedikit H2S di udara
Cremnitz White (PW1)
Cremnitz White (PW1)
”
“