高中生物学教材中的碱性染料和酸性染料的原因

高中生物学教材中的碱性染料和酸性染料的原因


高中生物学教材在描述染色质时指出 :染色质(体)容易被碱性染料染成深色.实验中对染色质 (体)进行染色,须使用龙胆紫溶液或醋酸洋红溶液等碱性染料,这些染料是以龙胆紫或洋红溶 解于醋酸溶液中制得,配制后的龙胆紫溶液 pH 值约小于 7(呈酸性).那么为什么把龙胆紫溶液 称为碱性染料呢 作为染料必须具备两个条件 :一是具有颜色;二是要与被染组织间有亲和力.染料的颜色和它 与组织间的亲和力是由染料本身的分子结构决定的 ,产生颜色的发色基团和与组织间产生亲 和力的助色基团共同决定了染料的染色性质.作为染料物质,除了有发色基团外,还需要有一 种使化合物发生电离作用的助色基团.如染料化合物中往往由硝基(-NO2),偶氮基(-N=N-),乙 烯基等形成了发色基团,而由-OH,-SO3H,-COOH 等酸性基团和-NH2,-NHCH3,-N(CH3)2 等碱 性基团构成了助色基团.它们的存在使染料物质离子化,极性增强,促进染料与组织间发生作 用,产生染色效果.我们把助色基团中具有酸性或碱性基团的染料分别称为酸性或碱性染料. 如硝基是一种发色基团,当苯环中的 3 个氢原子被 3 个硝基取代后就成为三硝基苯的黄色化 合物.三硝基苯不是染料,仅有一个发色基团,它不溶解于水,也不能电离,既不酸也不碱,不能与 酸或碱形成盐类.如果三硝基苯分子中,用羟基再置换一个氢原子 ,就成为三硝基苯酚,即苦味 酸,它即是一种黄色染料,有电离作用,与强碱能形成盐,这里的羟基便是助色基团.由此可知,苦 味酸的颜色是由发色基团(硝基)所致,而它的染色性能则是由助色基团(羟基)形成的,如用氨 基代替硝基,就形成无色化合物,不是染料.由此可见,作为染料,必须有发色基团和助色基团相 互配合,缺一不可. 如伊红 Y 含有一个(-COOH)助色基团,在水中电离时放出氢离子,本身带负电荷.配制成伊红 Y 染料时,与强碱 NaOH 作用生成盐(-COONa),此物质的 Na+反而在溶液中呈碱性,所以不能认 为酸性染料在溶液中就是酸性. 所以,酸性(碱性)染料的界定并非由染料溶液的 pH 值决定的,而是根据染料物质中助色基团 电离后所带的电荷来决定.一般来说,助色基团带正电荷的染料为碱性染料,反之则为酸性染 料. 碱性染料 pH 不一定大于 7,酸性染料 pH 不一定小于 7.