熱致變色
熱致變色，印刷界常以變色油墨、感溫油墨稱之。是物質在溫度改變時發生顏色變化的性質。情緒戒指是這種現象的一個很好的例子，但熱致變色也有更多的實際用途，例如：嬰兒奶瓶（涼到能喝時改變為不同顏色）或水壺（水處於或接近沸點時變色）。在生活中，我們在一些特製的水杯、毛巾和發票上都能找到熱致變色材料的應用。熱致變色是眾多變色效應的一種。
可逆熱致變色[編輯]
某些單質（如氧、硫等）、無機物或有機物都可以發生熱致變色現象。
無機物的可逆熱致變色[編輯]
無機物的可逆熱致變色見下表。
| 物質 | 變色溫度（℃） | 顏色變化 | 變色機理 | 參考文獻 |
|---|---|---|---|---|
| Ag2HgI4 | 50.7 | 黃→橙 | Ag(I)-Hg(II)電荷轉移配合物 | [1][2] |
| Cu2HgI4 | 66.6 | 紅→暗紫 | Cu(I)-Hg(II)電荷轉移配合物 | [1][2] |
| Tl2HgI4 | 116.5 | 橙→紅 | 晶體結構改變 | [1] |
| ZnO | 425 | 白→黃 | 受熱失氧產生晶格缺陷 | [3] |
| N2O4 | 無→紅棕 | N2O4 ↔ 2 NO2 | ||
| Na2O2 | 544 | 白漸變深黃 | [4] | |
| [(CH3)2CHNH2]CuCl3 | 52 | 棕→橙 | CuCl3-幾何構型改變 | [5] |
| MoO3 | 無→黃 |
有機物的可逆熱致變色[編輯]
| 物質 | 變色溫度（℃） | 顏色變化 | 變色機理 | 參考文獻 |
|---|---|---|---|---|
| 對氨基苯基汞雙硫腙鹽 | 橙→藍 | 質子轉移 | [6] | |
| 鄰聯甲苯胺單縮香草醛 | 100 | 淡黃→土黃 | 質子轉移 | [7] |
| 鄰聯甲苯胺雙縮香草醛 | 120 | 金→綠 | 質子轉移 | [7] |
| 2,3-二苯乙烯基-5,6-二氰基吡嗪 | 174.5 | 黃→紅 | 升高溫度，分子間π-π作用增強， 晶格收縮 |
[8] |
不可逆熱致變色[編輯]
不可逆熱致變色材料在加熱時發生變色，可能是由於物質在加熱時發生了不可逆的分解反應或者氧化還原反應，可以發生這類反應的通常有存在氧化態較低元素的物質和受熱易分解的碳酸鹽、氫氧化物、硝酸鹽、草酸鹽、鹵酸鹽等。水合物、氨合物受熱可以分解，比如CoCl2·6H2O和NiSO4·6H2O。
銨鹽對熱不穩定，受熱也會分解。重鉻酸銨的熱分解便是有鮮明顏色變化的一例，其分解反應為：[9]
- (NH
4)
2Cr
2O
7(s) → Cr
2O
3(s) + N
2(g) + 4 H
2O(g) (ΔH=−429.1 ± 3 kcal/mol)
反應結束後，顏色由橙色變為暗綠色。
應用[編輯]
根據某些物質的熱致變色性質而製作的熱致變色材料可以應用於軍事、變色玻璃[10]、示溫材料、藝術品、防偽材料等[11]。
-
一件「超色」變色T恤，其顏色可由藍色變為藍綠色。 -
另一件「超色」變色T恤。 -
一個塗有熱致變色塗料的杯子，一是藝術品本身的需要，二是為了指示杯內液體的溫度。 -
另一個塗有熱致變色塗料的杯子。
參考文獻[編輯]
- ^ 1.0 1.1 1.2 Jesse H. Day. Thermochromism of inorganic coumpounds[J]. Chemical Reviews. 1968. 68(6): 649-657
- ^ 2.0 2.1 Amberger, Brent & Savji, Nazir. Thermochromism of Transition Metal Compounds. Amherst College. 2008. （原始內容存檔於2009-05-31）.
- ^ 《無機化學叢書》. 第六卷 鹵素 銅分族 鋅分族. 科學出版社. 2.12.3 氧化物、過氧化物. P718
- ^ 李俊生, 張笑宇, 胡志剛. 對過氧化鈉顏色的探究[J]. 化學教學. 2012.12: 70-74
- ^ 吳玉硼, 高虹. 熱致變色材料的分類及變色機理[J]. 節能. 2012(1): 17-20
- ^ 梁小蕊, 張勇, 張立春. 可逆熱致變色材料的變色機理及應用[J]. 化學工程師. 2009(5): 56-62
- ^ 7.0 7.1 李勛娜, 顏莉, 李淑開. 香草醛類Schiff鹼及其配合物的合成、表徵及性質[J]. 化工新型材料. 2013. 41(8): 83-85
- ^ Ahn Kwang-song, Lee Do Kyung, Kim Jae Hong, et al. Domino-like thermal phase transition of 2,3-bis(phenylethenyl)-5,6-dicyanopyrazine crystal[J]. Dyes and Pigments, 2011, 89(1): 93
- ^ Neugebauer, C. A. and Margrave, J. L. The Heat Formation of Ammonium Dichromate. J. Phys. Chem. 1957, 61 (10): 1429–1430. doi:10.1021/j150556a040.
- ^ 王萍, 淮旭光. 二氧化釩熱致變色薄膜透過率研究進展[J]. 建築玻璃與工業玻璃. 2014. (6): 15-17
- ^ 張鳳, 管萍, 胡小玲. 有機可逆熱致變色材料的變色機理及應用近戰[J]. 材料導報A：綜述篇. 2012. 26(5):76-80
拓展閱讀[編輯]
- 蘇海濤, 郭虹, 王學軍. 熱致變色材料與防偽應用[J]. 標準化報導. 1997. 18(4): 26-27
- 周家茵, 綦尤訓, 周世光. 鑭系配合物熱致變色性能的研究(III)[J]. 國防科技大學學報. 1990. 12(1): 116-120
- 周家茵, 綦尤訓, 周世光 等. 稀土配合物熱致變色性能研究(VI)-稀土鉻天青S配合物的熱致變色性能. 國防科技大學學報. 1991. 13(1): 64-68
- 余堅, 苑俊章, 郝志峰. 新型AgmCunHgI4可逆熱致變色顏料的研究[J]. 精細化工. 2002. 19(11): 651-653
- 畢維昭. 二氯化鈷在水-乙醇溶液中的熱致變色作用[J]. 蘇州大學學報（自然科學）. 1990. 6(4): 515-519
- 井原, 良訓. 金屬錯體の固相サーモクロミズム: 熱構造異性化反応を中心にして[J]. 化學と工業. 1989. 42(2):235-239
- 蛍光によって決まるサリチリデンアニリン結晶のサーモクロミズム - SA結晶的熱致變色（日文）
- ウラン錯體が持つサーモクロミズムの発見 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） - 一種鈾醯硫氰根配合物的熱致變色現象（日文）
- 色の変わる分子〜クロミック分子〜 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） - 各類變色效應的介紹（日文）