Фото и химия.История

Сейчас мы в большинстве пользуемся смартфонами,открываем камеру и по одному нажатию получаем качественное цветное фото. А как было раньше,когда телефонов не было?

Начинаем, конечно, с общего определения фотохимических реакций (ФХР) – это реакции, происходящие только под действием света или ультрафиолетового излучения (причина: химически активными становятся неактивные в обычных условиях атомы)

Примеров таких реакций достаточно много,из простого :

• фотосинтез
• загар(выработка меланина)

Теперь остановимся на фотографии (сперва, конечно, черно-белой). Первые фотоснимки были получены в 1839 г. французским художником Луи Дагером, так что некоторое время такие изображения даже назывались дагерротипами. Это открытие стало возможным благодаря обобщению результатов опытов Нисефора Ньепса, тоже француза. Вслед за ними свой способ получения фотографий разработал англичанин Фокс Тальбот, а далее фотография начала развиваться бурными темпами и завоевала буквально весь мир. Неизменной осталась только основа - фотохимические реакции, происходящие с галогенидами серебра (AgBr, AgCl, AgI и их смеси).

Фотоматериал представляет собой прозрачное стеклянное (фотопластинка) или полимерное (фотопленка) основание, покрытое фотоэмульсией, - желатином с вкрапленными в него микроскопическими (порядка микрометра) кристалликами галогенида серебра с добавками так называемых сенсибилизаторов (веществ, повышающих чувствительность к свету). Первые фотопластинки не содержали этих веществ и имели столь слабую чувствительность, что время экспозиции доходило до получаса. Неподвижный объект сфотографировать на такую фотопластинку еще можно (фотоаппарат устанавливался на штатив), но заставлять человека сидеть столь долго перед объективом без малейшего шевеления было просто издевательством. Светочувствительность современных фотопленок благодаря разному составу и количеству сенсибилизаторов находится в пределах от 50 до 1600 условных единиц ISO. (На практике мы сталкиваемся, как правило, с пленками чувствительностью от 100 до 400 единиц ISO). Большему числу условных единиц соответствует более высокая чувствительность и, следовательно, меньшее время экспозиции.

При экспозиции затвор на очень короткое время открывается, так что свет (как правило, отраженный от снимаемого объекта) поступает на часть пленки (кадр). Время экспозиции современных фотопленок при нормальном освещении составляет от 1/30 до 1/500 с. Чем оно короче, тем более четким получается изображение, т.к. тем меньше движений во время съемки совершит объект. Когда на кристаллик галогенида серебра (возьмем для определенности AgBr) падает свет, происходит ФХР:

причем бром сорбируется окружающим зерно желатином, а серебро (т.н. фотолитическое) выпадает в виде особых образований - по 1-3 атома (заметим, что в реакции участвует очень малая часть молекул, составляющих кристаллик зерна). Такие образования невозможно увидеть, поэтому их называют центрами скрытого изображения. Светлые участки фотографируемого объекта (например лицо) отражают больше света и создают больше центров скрытого изображения, а темные – меньше. 

Таким образом, изображение заложено, но оно невообразимо слабое. При проявлении фотопленки (в полной темноте) под воздействием проявителя (водного раствора метола или гидрохинона) реакция восстановления засвеченного галогенида серебра до металлического резко усиливается, реагируют все молекулы засвеченного кристаллика, и образуются «большие», микронные зерна металлического серебра, а бром выводится в раствор (рис. в).

Если сейчас вынести пленку на свет, то можно увидеть черно-серое изображение, которое, однако, все еще «боится» света, т.к. в эмульсии остались кристаллики незасвеченного галогенида серебра, под действием света в них может начаться ФХР, усиливаемая оставшимся на пленке проявителем (пленка-то мокрая). Изображение на только что проявленной пленке держится

1–2 мин. Итак, надо вывести незасвеченный галогенид серебра. Для этого пленку погружают в фиксаж, т.е. закрепитель (рис. г), например в водный раствор гипосульфита. Последующие промывку и сушку уже можно делать на свету.

Теперь посмотрим на обработанную фотопленку. На месте засвеченного галогенида серебра остались зерна металлического серебра темно-серого цвета, на месте незасвеченного – только прозрачная основа пленки. Другими словами, фотографировали мы, скажем, белое лицо на темном фоне, а на пленке получили темное на светлом (прозрачном) фоне, т.е. изображение, обратное по «черноте» оригиналу, – негатив. При фотопечати, представляющей собой копирование изображения с негатива на фотобумагу (как правило, с увеличением), происходят аналогичные процессы в эмульсии фотобумаги и получается негатив негатива, т.е. позитив – прямое, обычное изображение.

#химия