Reacciones químicas en la impresión
Primero, la fotoquímica de las sales de plata
Para entender la química fotográfica, primero debemos considerar la fotoquímica de las sales de plata. Las películas fotográficas típicas contienen pequeños cristales compuestos de una sal de plata extremadamente insoluble (bromuro de plata, AgBr). Estas partículas se suspenden en gelatina y la emulsión de gelatina resultante se funde y se aplica a una placa de vidrio o sustrato de plástico para su uso. Cuando la luz de la longitud de onda adecuada incide sobre las partículas, comienza una serie de reacciones químicas, dejando una pequeña cantidad de plata libre en las partículas. Inicialmente, los iones bromuro absorben fotones para producir átomos de bromo:
Ag+Br-→Ag++Br+e
Los iones de plata pueden combinarse con electrones para producir átomos de plata (Ag++ E→ Ag), la asociación dentro de las partículas produce Ag2+, Ag20, Ag3+, Ag30, Ag4+ y Ag40. La plata libre en los granos de bromuro de plata expuestos proporciona una imagen latente, que luego puede ser revelada por un revelador. Los agregados requieren al menos cuatro átomos de plata, Ag40, para que se desarrollen las partículas de AgBr expuestas. La imagen latente es una "imagen invisible pero visible" conservada en granos de haluro de plata. Las partículas que contienen plata libre Ag40 son reducidas por el revelador, produciendo una gran cantidad de plata libre, por lo que aparece una zona negra en este punto de la película. En las mismas condiciones críticas, el revelador no puede reducir las partículas no expuestas.
La sensibilidad de la película está relacionada con el tamaño de grano y el contenido de haluros. A medida que aumenta el número de partículas en la emulsión, aumenta la sensibilidad efectiva de la película. La razón es que el número de átomos de plata requeridos por el revelador para iniciar la reducción de toda la partícula es el mismo independientemente del tamaño de la partícula. Cuanto mayor sea el valor de sensibilidad, más sensible será la película a la luz.
En segundo lugar, el desarrollo
El haluro de plata no es el material fotosensible más sensible que se conoce. Entonces, ¿por qué producen las imágenes más efectivas? La respuesta está en el hecho de que un solo fotón que incide sobre una partícula de haluro de plata crea un núcleo de al menos cuatro átomos de plata, y este efecto se amplifica 100 millones de veces mediante un agente reductor adecuado (revelador).
Cuando la película expuesta se coloca en el revelador, las partículas con núcleos de plata se reducirán más rápido que las partículas sin núcleos de plata. Cuantos más núcleos haya en una partícula determinada, más rápida será la reacción. Factores como la temperatura, la concentración del revelador, el pH y el número total de núcleos por partícula determinan el grado de revelado y la densidad (negrura) de la plata libre depositada en la emulsión de la película. El ennegrecimiento de la película es provocado por los átomos de plata libres (Ag0).
El revelador no sólo puede reducir los iones de plata a plata libre, sino que también tiene suficiente selectividad. No reduce las partículas no expuestas para evitar el llamado "empañamiento". Los compuestos comúnmente utilizados como reveladores de color incluyen ácido gálico, o-aminofenol, hidroquinona, p-metilaminofenol (mitol), 1-fenil-3-pirazolidinona (fenidona), etc.
La mayoría de reveladores utilizados en fotografía en blanco y negro están compuestos de hidroquinona y metol o hidroquinona y fenidón. Un cromógeno típico debe contener de 1 a 2 cromógenos, un agente protector para evitar la oxidación del aire y un tampón alcalino para evitar que se inhiba la reacción de reducción.
Por ejemplo, la fórmula de un revelador de película blanco y negro típico es: tomar 750 ml de agua a 50 °C y disolver en ella las siguientes sustancias: 2,0 g de meture, 5,0 g de hidroquinona, 100,0 de sodio. sulfito g, 2,0 g de bórax (na 2 B4 o 7,10 H2O), agregar agua fría hasta 1000.
Cuando se utiliza hidroquinona como revelador, se produce quinona. Por cada dos átomos de plata producidos, se producen dos iones de hidrógeno:
Hidroquinona+2ag +→quinona+2ag2h+
Debido a que la reacción anterior es reversible, los iones de hidrógeno o el aumento de Los compuestos de quinona obstaculizarán el proceso de desarrollo. El sulfito de sodio puede reaccionar con la quinona y destruir su capacidad de volver a convertirse en hidroquinona. Al mismo tiempo, los iones de hidrógeno son neutralizados eficazmente por los iones de hidróxido (OH-).
h++Oh-==H2O
Si el tiempo de revelado es demasiado largo o la temperatura es superior al valor especificado, aparecerá una espesa niebla gris y la película se desechará . Debido a que la velocidad de reacción del revelado aumenta con la temperatura, los fotógrafos generalmente deben tener mucho cuidado al controlar la temperatura de la solución reveladora.
El proceso de revelado se puede finalizar colocando la película en el conducto de parada. Este baño suele contener un ácido débil que reduce el pH, como el ácido acético. El efecto de detener el baño es aumentar la cantidad de iones de hidrógeno, lo que evitará eficazmente la reacción de hidroquinona en quinona.
En tercer lugar, la fijación
Si el revelado sólo produce plata libre donde la intensidad de la luz es mayor y el negativo no se procesa más, el haluro de plata no revelado desaparecerá inmediatamente tan pronto como se sacado del cuarto oscuro. Posteriormente, casi cualquier agente reductor empañará completamente el negativo. Para superar este problema, se deben encontrar sustancias adecuadas para eliminar el haluro de plata no reducido. El fijador más utilizado para fotografías en blanco y negro es la solución de tiosulfato de sodio. Entre ellos, los iones tiosulfato (S2O32-) y los iones de plata forman un complejo estable que se disuelve en agua, logrando así el propósito de "fijar" el electrodo negativo.
AgBr(s)+2s2o 32-= = Ag(s2o 3)23-+Br-
Se añade algo de ácido al fijador para neutralizar la alcalinidad del revelador. dejar de desarrollarse. Sin embargo, no es aconsejable añadir demasiado ácido al revelador.
Si el valor del pH es inferior a 4 se producirá la siguiente reacción provocando la descomposición del fijador:
S2O32-+H+==HSO3-+S↓
Na2SO3 en el La solución fijadora reaccionará con los compuestos H+ para formar iones HSO3 -. A medida que aumenta la concentración de iones HSO3=, la descomposición del agente fijador pasa al proceso opuesto, inhibiendo la descomposición de Na2SO3. Por lo tanto, al preparar el fijador, primero se debe disolver una porción de Na2SO3 para proteger el fijador y luego agregar ácido.
Para evitar que la capa de emulsión del material fotosensible se hinche debido a la excesiva absorción de agua durante el proceso de revelado, pueda caerse o dañarse fácilmente. A menudo se añaden al fijador algunos endurecedores, como el alumbre.
Una fórmula fijadora ácida comúnmente utilizada es: 250 g de agente fijador tiosulfato de sodio, 25 g de agente protector sulfito de sodio anhidro, 48 ml de ácido acético (28 %), 15 g de agente de curado alumbre y agua hasta 1000 ml.
Engrosamiento
Para fotografías subexpuestas, la imagen resultante es demasiado delgada, por lo que se puede espesar químicamente para aumentar la oscuridad y el contraste de la foto.
El principio básico de la negrita es agregar algunos materiales informativos como plata u otros metales o compuestos metálicos donde ya existe información de la imagen en la foto. En la actualidad, el método de espesamiento más utilizado y eficaz es el método de espesamiento con cromo.
El método de negrita con cromo utiliza dicromato de potasio (K2Cr2O7) y ácido clorhídrico (HCl) para desvanecer (blanquear) la imagen. Como resultado de la reacción, la sombra plateada se oxida a AgCl y se agrega una capa de óxido de cromo marrón (CrO2). Este efecto se puede expresar mediante la siguiente ecuación de reacción: 6ag+2k 2cr 2 o 7+8 HCl = = 6 AgCl+3 cro 2+k2cro 4+2kcl+4h2o.
Después del blanqueo, lavar con agua y luego revelar para reducir AgCl a Ag nuevamente. Sin embargo, el CrO2 formado durante el blanqueo aún permanece en la sombra plateada, aumentando así la información de la imagen y haciéndola más espesa.
En segundo lugar, el adelgazamiento
En fotografía, las fotografías de buena calidad sólo se pueden tomar con una exposición y revelado correctos. Si se sobreexpone o revela demasiado, la oscuridad de la imagen aumentará, lo que puede remediarse mediante dilución química.
El principio básico de la dilución es utilizar oxidantes, como sal roja de sangre, permanganato potásico, persulfato amónico, etc. Primero oxide la plata metálica de la imagen en sales de plata y luego use algunos productos químicos para disolver estas sales de plata y lograr el propósito de refinamiento. Existen muchos métodos de refinamiento comunes y los dos siguientes tienen los mejores resultados.
(1) Método de dilución de sal roja Hem
La sal roja Hem es un oxidante que oxida el exceso de plata en la imagen en ferrocianuro de plata y luego lo disuelve con Na2S2O3 para lograr refinamiento. El proceso de adelgazamiento se puede expresar mediante la siguiente ecuación de reacción química:
4Ag+4k 3[Fe(CN)6]= = Ag4[Fe(CN)6]+3k 4[Fe(CN)6 ]
ag4[Fe(CN)6]+8 na 2 S2 o 3 = = 4na 3[Ag(s2o 3)2]+Na4[Fe(CN)6]
(2) Método de dilución de permanganato de potasio
Este método consiste en procesar fotografías (o negativos) en una solución de ácido sulfúrico de KMnO4 para oxidar parte de la plata metálica en Ag2SO4 soluble en agua (ligeramente soluble), y así logrando el propósito de adelgazamiento. El proceso anterior se puede expresar mediante la siguiente ecuación de reacción química:
10Ag+2 kmno 4+8h2so 4 = = k2so 4+2 mnso 4+5ag 2so 4+8H2O
Cuando la imagen está en Después de ser moderadamente refinada en la solución de refinamiento, sáquela y lávela bien, de lo contrario causará contaminación o correrá el riesgo de un refinamiento desigual.
3. Coincidencia de colores de fotografías
A través de medios químicos, las imágenes se pueden convertir en diferentes colores. Esta operación se llama coincidencia de colores de fotografías.
La combinación de colores se suele realizar en las fotografías. Utiliza productos químicos para convertir sombras plateadas en compuestos plateados coloreados, o deposita compuestos coloreados de otros metales en la imagen para darle a la foto una variedad de tonos monocromáticos. Por ejemplo:
1. Método marrón de sulfuro de sodio
Primero, la fotografía se blanquea en una solución que contiene sal roja sangre y KBr, oxidando así la plata metálica en AgBr. Después de lavar con agua, sumergir en una solución de Na2S convierte la imagen en Ag2S marrón.
4Ag+4k 3[Fe(CN)6]= = Ag4[Fe(CN)6]+3k 4[Fe(CN)6]
ag4[Fe(CN) )6] )6]+4k br = = 4 agbr+K4[iron(cianuro)6]
2AgBr+Na2S==Ag2S+2NaBr
2.
La tonificación de la sal de cobre es la propiedad del sulfato de cobre que reacciona con la sombra de plata blanqueada para producir ferrocianuro de cobre de color púrpura rojizo.
ag4[Fe(CN)6]+2 cuso 4 = = Cu2[Fe(CN)6]+2 ag2so 4
Por ejemplo, la fórmula práctica para colorear la sal de cobre es como sigue: Solución I: CuSO 46,3 g, citrato de potasio 2,5 g, agregar agua a 1000 ml Solución 2: 5,2 g de sal roja sangre y 2,5 g de citrato de potasio, agregar agua a 1000 ml;
Al usarlo, mezcle I y II, y luego remoje las fotos completamente lavadas. Con el tiempo, se pueden conseguir tonos que van desde el morado intenso hasta el rojo brillante. Finalmente, lava bien la foto con agua corriente.