En química , el solvatocromismo es el fenómeno que se observa cuando el color de una solución es diferente cuando el soluto se disuelve en diferentes disolventes . [1] [2]
El efecto solvatocrómico es la forma en que varía el espectro de una sustancia (el soluto) cuando la sustancia se disuelve en una variedad de solventes. En este contexto, la constante dieléctrica y la capacidad de enlace de hidrógeno son las propiedades más importantes del solvente. Con varios solventes hay un efecto diferente en el estado fundamental electrónico y el estado excitado del soluto, de modo que el tamaño de la brecha de energía entre ellos cambia a medida que cambia el solvente. Esto se refleja en el espectro de absorción o emisión del soluto como diferencias en la posición, intensidad y forma de las bandas espectroscópicas . Cuando la banda espectroscópica se presenta en la parte visible del espectro electromagnético , el solvatocromismo se observa como un cambio de color . Esto se ilustra con el colorante de Reichardt , como se muestra en la imagen.
El solvatocromismo negativo corresponde a un desplazamiento hipsocrómico (o desplazamiento al azul) con el aumento de la polaridad del disolvente . Un ejemplo de solvatocromismo negativo lo proporciona el yoduro de
4-(4 ′ -hidroxiestiril)- N -metilpiridinio , que es rojo en 1-propanol , naranja en metanol y amarillo en agua .
El solvatocromismo positivo corresponde a un desplazamiento batocrómico (o desplazamiento hacia el rojo) con el aumento de la polaridad del disolvente. Un ejemplo de solvatocromismo positivo lo proporciona la 4,4'-bis(dimetilamino)fucsona , que es naranja en tolueno y roja en acetona .
El valor principal del concepto de solvatocromismo es el contexto que proporciona para predecir los colores de las soluciones. El solvatocromismo se puede utilizar en principio en sensores y en electrónica molecular para la construcción de interruptores moleculares . Los colorantes solvatocrómicos se utilizan para medir parámetros de los disolventes, que se pueden utilizar para explicar los fenómenos de solubilidad y predecir los disolventes adecuados para usos particulares.
Se ha identificado el solvatocromismo de la fotoluminiscencia / fluorescencia de los nanotubos de carbono y se ha utilizado para aplicaciones de sensores ópticos. En una de esas aplicaciones, se descubrió que la longitud de onda de la fluorescencia de los nanotubos de carbono recubiertos de péptidos cambiaba cuando se exponía a explosivos , lo que facilitaba la detección. [3] Sin embargo, más recientemente, la hipótesis del solvatocromismo de cromóforos pequeños ha sido cuestionada para los nanotubos de carbono a la luz de datos más antiguos y más nuevos que muestran un comportamiento electrocrómico . [4] [5] [6] Estas y otras observaciones con respecto a los procesos no lineales en el nanotubo semiconductor sugieren que los modelos coloidales requerirán nuevas interpretaciones que estén en línea con los procesos ópticos de semiconductores clásicos, incluidos los procesos electroquímicos, en lugar de las descripciones físicas de moléculas pequeñas. Las hipótesis conflictivas pueden deberse al hecho de que el nanotubo es solo una interfaz de material de un solo átomo de espesor a diferencia de otros nanomateriales "en masa".