Работа рассчитана на 1 занятие, 4 часа

Цель работы состоит в изучении топографии центров светочувствительности в микрокристаллах галогенида серебра.

Основная фотографическая характеристика кинофотоматериалов, определяющая их эксплуатационные свойства, - светочувствительность. Значение светочувствительности определяется количеством центров светочувствительности и их топографией (месторасположением) в микрокристаллах галогенида серебра. А количество этих центров зависит от регламента проводимого синтеза: способа проведения эмульсификации (скорости и способа сливания исходных растворов), времени физического созревания и способа химической сенсибилизации.

По месту расположения – на поверхности микрокристалла или в глубине микрокристалла, – центры светочувствительности бывают: поверхностные и глубинные.

Глубинные центры светочувствительности образуются на стадии эмульсификации (небольшое количество) и, в основном, при физическом созревании эмульсии. Стадия физического созревания проводится для получения микрокристаллов заданного размера и формы: в реакционном объёме создаются такие необходимые условия (температура, концентрация избыточного галогенида, скорость вращения мешалки и т.д.), которые приводят к росту кристаллов до нужного размера. В основном кристаллы растут за счёт процесса перекристаллизации, т.е. происходит рост более крупных кристаллов за счёт растворения более мелких. Но, кроме процесса перекристаллизации, при физическом созревании микрокристаллов имеет место ещё и процесс коалесценции (слипания), который также приводит к увеличению размеров кристаллов, правда, в меньшей степени.

Поверхностные центры светочувствительности образуются при химическом созревании эмульсии. Стадия химического созревания проводится для создания примесных дефектов на поверхности микрокристаллов, т.е. поверхностных центров светочувствительности. При этом практически не изменяется количество глубинных центров. Существует несколько видов химической сенсибилизации.

Сернистая сенсибилизация. В эмульсию вводят соединения с лабильной серой – тиомочевину, тиосульфат натрия и др., что приводит к образованию на поверхности кристаллов AgHal дополнительных центров чувствительности (Ag₂S)

Восстановительная сенсибилизация. В эмульсию вводят восстановители (SnCl₂ , аскорбиновую кислоту, кремневодороды или добавочный активный желатин), которые, адсорбируясь на поверхности микрокристаллов, реагируют с ионами серебра из решётки или с поверхности кристалла. Это приводит к тому, что ионы серебра восстанавливаются и образуют дополнительные центры светочувствительности. Восстановительная сенсибилизация отличается от сернистой распределением центров чувствительности; сенсибилизация серой затрагивает в основном поверхность, а сенсибилизаторы–восстановители действуют и на поверхности, и в глубине микрокристалла. Восстановительная сенсибилизация обычно проводится совместно с сернистой.

Золотая сенсибилизация. В эмульсию вводят соединения золота – например, дироданоаурат аммония или золотохлористоводородную кислоту, что приводит к замещению атомов серебра на атомы золота, которые имеют большое сродство к электрону. Таким образом, происходит так называемое «золочение» центров чувствительности. Это приводит к связыванию атомов серебра и золота, а при наличии – и ионов серы, в комплексы, выступающие в качестве дополнительных и более активных ловушек электронов.

Сенсибилизация вторичным йодидом калия. В эмульсию вводят раствор йодистого калия и происходит конвертация (замещение) ионов брома с поверхности микрокристаллов ионами йода. Это приводит к появлению дополнительных деформаций на поверхности кристаллов, активирующих реакцию фотолиза.

Продолжительность и условия проведения стадии химического созревания зависят от времени и условий проведения физического созревания.

Чтобы определить поверхностную светочувствительность фотографической эмульсии и тем самым определить вклад стадии химического созревания в формирование общей светочувствительности эмульсии, надо обработать фотоматериал в поверхностном проявителе. Особенностью поверхностных проявителей является отсутствие в их составе сульфита натрия, который является растворителем по отношению к кристаллам галогенида серебра. Наиболее распространёнными поверхностными проявителями являются метол–аскорбиновый и фенидон–аскорбиновый проявители.

Чтобы определить глубинную светочувствительность фотографической эмульсии и определить вклад стадии физического созревания в формирование общей светочувствительности эмульсии, надо обработать фотоматериал последовательно сначала в отбеливающем растворе, а затем – в глубинном проявителе.

Необходимость проведения стадии отбеливания перед глубинным проявлением вызвана тем, что глубинный проявитель проявляет все центры скрытого изображения – и глубинные, и поверхностные. Чтобы их разделить, удаляют с поверхности микрокристалла поверхностные центры скрытого изображения, для чего проводят стадию отбеливания преимущественно поверхностными отбеливателями (перманганатом аммония, разбавленным раствором хромовой кислоты, гексацианоферратом калия - K₃[Fe(CN)₆], бромидом меди – CuBr₂ или хлоридом железа – FeCl₃). Добавление ионов брома к отбеливающим растворам увеличивает их окисляющее действие (за исключением K₃[Fe(CN)₆]). Продолжительность стадии отбеливания подбирается для каждой эмульсии отдельно. Обычно процесс отбеливания проводят так, чтобы оставались слабые плотности при больших экспозициях.

Глубинные проявители могут выбираться из поверхностных с добавлением в них:

• Тиосульфата натрия, который, являясь растворителем кристаллов галогенида серебра, частично подрастворяет поверхность кристаллов и облегчает доступ проявителя к глубинным центрам скрытого изображения.

• Йодида калия, который, замещает ионы брома в решётке кристалла, вызывая растрескивание поверхности микрокристалла и тем самым, открывает доступ проявителя к глубинным центрам скрытого изображения.