pigmento

Sostanza in grado di conferire colore al suo supporto.

Biologia

I p. biologici sono un gruppo di sostanze chimiche presenti nelle cellule sotto forma di granuli, gocce o cristalli, che conferiscono ai tessuti degli animali e delle piante le varie colorazioni acquisite in seguito a fenomeni adattivi verificatisi nel corso dell’evoluzione. Possono essere distinti in pigmentop. animali e pigmentop. vegetali.

Negli organismi animali i colori di natura fisica (lucentezza metallica, iridescenza) si debbono a fenomeni di interferenza, riflessione della luce ecc.; i colori attribuibili a cause chimiche (biocromi o colori pigmentari) dipendono da particolari p. (melanine, lipocromi, emoglobine ecc.) situati spesso nei cromatofori, cellule dette anche pigmentali o pigmentifere, specializzate del tegumento, ma anche nelle cuticole, squame, penne, e in tessuti e organi interni come il sangue e i muscoli. I p. possono essere sintetizzati nell’organismo (p. endogeni, come le porfirine), oppure essere assunti con l’alimentazione, principalmente dal regno vegetale (p. esogeni, come i carotenoidi). I carotenoidi sono frequenti in diverse classi animali; le melanine sono le più frequenti in assoluto. Altri p. presenti in minor quantità derivano chimicamente dai chinoni, dalle pterine, dalle porfirine e dalle biline.

Nei vegetali i p. sono contenuti nei plastidi, nei quali si trovano sia i p. fotosintetici (clorofille, carotenoidi e ficobiline, tipiche delle Alghe), sia i flavonoidi, che conferiscono a fiori e frutti una gamma di colorazioni di grandissima varietà.

La pigmentazione, ovvero la distribuzione dei p. negli animali o nei vegetali, si differenzia in intensa, diffusa, maculata. Nella specie umana, la pigmentazione della cute, diversa a seconda del gruppo etnico o della costituzione individuale, varia anche, nel singolo individuo, in rapporto alla regione corporea, all’esposizione alla luce solare e, nella donna, all’eventuale stato di gravidanza. In condizioni particolari, l’abnorme accumulo di p. nelle cellule determina fenomeni di pigmentazione patologica, di cui sono responsabili sia p. endogeni (p. biliari, melanina ecc.), sia p. esogeni (introdotti con gli alimenti, come i caroteni, o assunti a scopo terapeutico, come i sali di metalli, oppure inalati o ingeriti per cause professionali, come il carbone e il piombo).

Le sostanze pigmentogene, incolori, precedono lo stadio di p. colorato: sono tipicamente tali, per es., la diossifenilalanina e la tirosina, che intervengono nei processi di sintesi delle melanine (melanogenesi).

Le proteine respiratorie vengono definite p. respiratori in quanto colorate e sono emoglobina, mioglobina, eritrocruorina, clorocruorina ed emocianina.

Chimica

Sostanza colorata insolubile che, dispersa in mezzi acquosi o oleosi, è capace di colorare per sovrapposizione, cioè di ricoprire gli oggetti di uno strato colorato permanente. I p., a seconda della loro origine, si possono dividere in inorganici e organici, in naturali e artificiali o sintetici. Si usano come componenti di vernici o pitture per manufatti di ferro, di legno ecc., nella preparazione di colori per pittura, nella colorazione di fibre tessili, della carta, o in dispersione nelle materie plastiche, nella preparazione di inchiostri da stampa, di cosmetici. A volte i p. esplicano, oltre alla funzione colorante, altre funzioni (antiruggine, luminescenti ecc.).

P. inorganici

Sono i p. in uso fin dai tempi antichi per la preparazione di colori per le varie forme di pittura e di decorazione. Il criterio di classificazione più usato è basato sul colore.

P. bianchi. - Il gruppo comprende ossidi, carbonati, solfati di diversi metalli, quali piombo, zinco, titanio, antimonio. Il carbonato basico di piombo (biacca), corrispondente alla formula 2PbCO₃•Pb(OH)₂ (in molti casi il prodotto commerciale ha una formula un po’ diversa), è uno di quelli maggiormente impiegati nelle vernici a olio; ciò perché, per la sua basicità, è in grado di reagire con gli acidi grassi dell’olio di lino dando prodotti che impartiscono alla vernice buona adesione ed elasticità; si può usare sia da solo sia in unione con altri pigmenti. Il solfato basico di piombo ha formula 2PbSO₄•PbO; anche per esso però si possono avere formule leggermente diverse. Si usa anche un silicato di piombo, corrispondente alla formula 2PbSiO₃•Pb(OH)₂, che si ottiene idratando un silicato basico vetroso.

Fra i p. bianchi a base di zinco hanno importanza l’ossido, ZnO, il solfuro, ZnS, miscele di ossido di zinco e di solfato di piombo a percentuali diverse di quest’ultimo e miscele di solfuro di zinco e solfato di bario, dette litoponi. Il biossido di titanio, TiO₂, è l’unico composto del titanio usato come p.; esso è largamente utilizzato nell’industria delle vernici, della gomma, del linoleum; oltre a possedere un bel tono di bianco, è caratterizzato anche da inerzia chimica, stabilità, potere coprente. Altro p. bianco è il sesquiossido di antimonio, Sb₂O₃, usato in prodotti destinati ad abbassare l’infiammabilità di manufatti (prodotti di finitura per tessuti, cariche per materie plastiche ecc.).

P. rossi e bruni.- Comprendono i vari ossidi di ferro che vanno dal giallo chiaro al rosso, al bruno, fino al nero. P. rossi sono costituiti dal minio, largamente usato per le sue spiccate proprietà antiruggine, dai rossi di cadmio, che comprendono il solfuro di cadmio, il litopone di cadmio (miscela di solfuro di cadmio e solfato di bario), dai solfoseleniuri di cadmio. I vari p. di cadmio sono caratterizzati da buona resistenza al calore e agli alcali diluiti ma non agli acidi; non si prestano facilmente a essere miscelati con altri p. meno costosi, per cui il loro prezzo risulta piuttosto elevato. Un p. rosso che ha assunto notevole importanza è l’ossido rameoso, Cu₂O, dotato di spiccate proprietà tossiche verso le alghe; esso s’impiega di solito nelle vernici per carene di navi o per manufatti di legno o di ferro esposti all’acqua di mare.

Fra i p. bruni hanno interesse alcune sostanze di origine naturale, quali la terra d’ombra (costituita da ossido idrato di ferro, 50-55%, biossido di manganese, 10-15%, accompagnati da silice, allumina, sostanze carboniose ecc.), l’ombra bruciata (ottenuta calcinando la terra d’ombra), il bruno di van Dyck formato da sostanze organiche (60-90%) accompagnate da ossidi di ferro, d’alluminio ecc., i bruni metallici (ottenuti dalla calcinazione di limonite, siderite ecc.).

P. gialli. - Oltre ai vari tipi di ocre e terre di Siena e ossidi di ferro idrati, sintetici, i più importanti sono i cromati di piombo, i gialli di zinco e di cadmio. I gialli di cromo sono costituiti da cromato neutro di piombo, PbCrO₄, di color chiaro, brillante, coprente, che può essere mescolato a quantità variabili di solfato di piombo per dare diverse tonalità di colore. L’arancio di cromo è invece costituito dal cromato basico di piombo, PbO•PbCrO₄; le miscele di cromato e di cromato basico hanno colore variabile dal giallo all’arancio a seconda del rapporto dei due componenti. Il cromato basico è più resistente agli alcali, ma meno agli acidi. Altri p. gialli sono l’arancio di molibdeno, il giallo di cadmio, l’antimoniato di piombo (o giallo d’antimonio), il cromato di bario (o giallo di bario), il giallo di Cassella.

P. verdi. - I più importanti sono a base di cromo e si distinguono in genere in verdi di cromo, in ossidi e in ossidi idrati di cromo. I primi, che sono i più importanti, sono miscele di gialli di cromo e di blu di ferro, ottenuti per miscelazione dei componenti o precipitando il giallo di cromo sul blu di ferro già preparato. Questi p. hanno colori brillanti, buon potere coprente e trovano larga applicazione in particolare per vernici, smalti, inchiostri da stampa. L’ossido di cromo, Cr₂O₃, e l’ossido idrato, Cr₂O₃•2H₂O, o verde di Guignet, sono caratterizzati da una notevole stabilità agli acidi, agli alcali, alla temperatura, alla luce, però non permettono di ottenere che una gamma limitata di tonalità. Si usano per prodotti ceramici, per cementi, per stucco da decorazione.

P. blu. - Comprendono i cosiddetti blu di ferro e l’oltremare; i primi sono noti anche con diversi altri nomi (blu di Prussia, blu Milori ecc.). Il blu di ferro è costituito da un ferrocianuro ferricosodico, di formula FeNa[Fe(CN)₆] (al posto del sodio si può anche avere potassio); l’oltremare è largamente usato, per es., per vernici e inchiostri da stampa. Altri p. blu sono il blu di piombo (miscuglio di solfato basico di piombo, di solfuro e solfito di piombo e carbone), il blu di cobalto o di Thénard (alluminato di cobalto).

P. neri. - I più importanti sono quelli a base di carbone elementare (nerofumo, nero animale, nero vegetale, grafite ecc.) e quelli a base di ossido di ferro e di ossido di manganese.

P. organici

Si distinguono in lacche e in p. veri e propri. Le lacche sono coloranti organici fissati su supporti inorganici o sali inorganici insolubili di coloranti organici. Se la sostanza colorante è di natura acida, l’agente precipitante sarà di natura basica e viceversa. Si conoscono lacche ottenute da sostanze coloranti naturali, come la lacca rossa della robbia, la lacca di alizarina, il carminio di cocciniglia. Per i coloranti artificiali basici l’agente precipitante in genere è il tannino, al quale si aggiunge spesso tartaro emetico per avere prodotti più stabili e più brillanti. Per i coloranti acidi come agenti precipitanti si usano, per es., cloruro di bario da solo o con solfato d’alluminio o con allume, sali solubili di piombo, di stagno. Si hanno coloranti basici che si fissano direttamente su un substrato di natura silicica senza agente precipitante. Sostanze coloranti del gruppo dell’alizarina in soluzione alcalina in presenza di allume danno sali insolubili di alluminio, stabili alla luce.

I p. organici veri e propri sono sostanze organiche, insolubili, colorate; a questo gruppo appartengono diversi coloranti azoici ottenuti per copulazione di ammine diazotate (nitrotoluidina, anisidina, nitroanilina, benzidina ecc.) con fenoli (β-naftolo), con metilfenilpirazolone, e così via. Per l’intensità e la brillantezza di colore, la stabilità chimica e alla luce sono particolarmente importanti i p. organici appartenenti al gruppo delle ftalocianine, di colore blu e verde. Altri p. organici d’interesse pratico derivano dal perilene, da coloranti al tino (tioindaco), dall’antrachinone (blu indantrene, giallo flavantrone).