Без какого металла невозможна фотография

Обновлено: 03.05.2024

Одной из лучших книг по альтернативным процессам является книга Вильяма Кроуфорда «Хранители света» (William Crawford «Keepers of Light»). Само название мерцает какой-то тайной — о ком идет речь — о собственно светочувствительной поверхности, сохраняющей изображение, или же о некоем рыцарском ордене, давшем обет во что бы то ни стало хранить Свет. Первые изобретатели фотографии, пожалуй, нашли способ создания нетленного света — изображения не подвластного времени. Фотографические изображения были известны задолго до середины XIX века, но только тогда был изобретен способ их закрепления и, соответственно, сохранения во времени. Именно благодаря этим изобретениям мы сегодня заглядываем в эти мутные окошки прошедшего — фотографии.

Металлы и их соли сыграли важную роль в развитии фотографии. Благодаря золоту, серебру, платине, железу, их солям и сегодня можно получать великолепные отпечатки, которые будут сохраняться вечно. ну почти вечно. Средневековые алхимики проводили долгие ночи в поисках способа изготовления золота. Фотографы, пожалуй, это золото нашли — это неразменное время фотографического снимка.

Цианотипия

Способ фотографической печати с изображением характерного ярко-синего цвета. Химикаты, формирующие изображение, проникают в волокна бумаги. Изображение возникает исключительно под воздействием света на светочувствительную бумагу без последующей обработки какими-либо химическими проявителями (print-out). Бумага покрывается раствором железных солей и экспонируется в контакте с негативом. Те части изображения, которые подверглись воздействию света, становятся синими, в то время как неэкспонированные участки остаются белыми. Закрепление и окончательное проявление изображения производится промыванием в проточной воде, которая вымывает непрореагировавшие химикаты, усиливая синий цвет в полутонах и тенях. Процесс был изобретен в 1842 г. сэром Джоном Гершелем (Sir John Hershel).

Соляная печать

Этот процесс создания первых позитивных изображений на бумаге был изобретен сэром Вильямом Фокс Тальботом (Sir William Henry Fox Talbot) в 1830-х годах в процессе его работы над фотогенными рисунками. Поверхность соляных отпечатков матовая, а первоначально для отпечатков использовалась обычная писчая бумага. Формирующие фотографическое изображение химикаты проникают в структуру бумаги, а не остается на поверхности в виде эмульсии (как например, в бромосеребряных отпечатках). Бумага покрывается раствором желатина и хлорида аммония, а после высыхания — раствором нитрата серебра. Изображение возникает после контактного экспонирования негатива. Затем следует закрепить полученное изображение. В XIX веке законченный отпечаток тонировался хлоридом золота, что существенно улучшало его архивную сохраняемость и повышало контраст изображения. Популярность соляных отпечатков снизилась после изобретения альбуминных отпечатков в 1850-х годах.

Альбуминовая печать

Процесс был запатентован в 1850 г. Louis-Desire Blanqart-Evrard. Альбуминовые отпечатки были первыми фотографическими отпечатками, в которых изображение возникало на эмульсии, нанесенной на поверхность бумаги. До этого использовались фотопроцессы, в которых изображение формировалось проникшими в волокна бумаги химическими реагентами. Альбуминовый процесс заключался в покрытии листов бумаги эмульсией из смеси альбумина (яичного белка), аррорута и поваренной соли. После высыхания получалась блестящая ровная поверхность, которую впоследствии покрывали раствором нитрата серебра, а затем экспонировали в контакте с негативом, изготовленным, например, по мокрому коллодионному процессу. Изображение на альбуминовых бумагах появлялось исключительно под воздействием света без какого-либо последующего химического проявления. Такой процесс требовал больших экспозиций, а сам отпечаток был подвержен выцветанию со временем (чтобы избежать этого отпечатки иногда тонировали в хлориде золота). Однако такие преимущества этого негативно-позитивного процесса, как способность отображать мелкие детали и возможность многократной печати с одного негатива способствовали вытеснению прежних прямых позитивных процессов (дагерротипы и амбротипы). И только в 1890-х годах на смену альбуминовым отпечаткам постепенно пришли желатиносеребряные.

Изображения на основе солей металлов

Краеугольные камни фотографии

Первые три части статьи - Серебро, Желатина, Фотоэмульсия являются переводом одноимённых статей с небольшими измененияим и дополнениями, любезно предоставленных немецким онлайн журналом Schwarzweiss-Magazin.
Последняя часть - Первичный фотографический процесс - собственная работа переводчика.

Когда Дагер более 160 лет назад экспонировал в камере-обскуре свои первые серебрянные пластины, покрывающий их светочувствительный слой не содержал никаких связующих веществ. Светочувствительными пластины становились только после обработки их парами йода: тогда на поверхности пластины образовывался слой йодида серебра. Такое изображение проявлялось в нагретых парах ртути, а закреплялось в растворе поваренной соли.
Фотография прошла длинный путь: от изобретения Дагера к эмульсии на альбуминовой основе*, и дальше к так называемым мокрым коллодиумным негативам*. В то же время существовали и другие, менее распространённые, способы производства светочувствительного слоя и получения фотографического изображения: калотипия, амбротипия, ферротипия и др.

И только в 1871 году английский врач Рихард Мадокс, ища замену выделяющему опасные эфирные пары коллодиуму, решил использовать безопасный желатин как матрикс, заключающий в себе светочувствительные соли серебра. С открытием и изучением процесса созревания фотографической эмульсии* стало возможно производство сухих фотопластин промышленным способом. Новые пластины могли долго храниться и превосходили коллодиумные по светочувствительности во много раз, позволяя получать отпечатки высокого качества, к тому же они были несравнимо проще в обращении.
С тех пор прошло много времени. Баритованные бумаги и бумаги на полиэтиленовой основе вытеснили неудобные стеклянные пластины; добавляемые к эмульсии цветные пигменты покончили со "слепотой" галогенидов серебра; были изобретены T-Grains кристаллы*, но желатин до сих пор остаётся основным связующим веществом и носителем кристаллов галогенида серебра, неизменно используемого при производстве фотоэмульсии. Многие учёные пытались заменить желатин другим веществом, исследования в этой области продолжаются и сейчас, но синтетический продукт, обладающий сходными свойствами, до сих пор не был найден.

Происхождение и производство желатина

Дорога к плёнке начинается на скотобойне. После обезжиривания и измельчения кости и шкуры животных направляются на желатиновые фабрики, где они под воздействием кислот деминерализуются, и полученная масса - оссеин и коллаген* - замачивается на несколько месяцев в щелочном растворе. Под его воздействием длинные цепочки молекул расщепляются на более короткие и становятся водорастворимыми. Так образуется непосредственное сырьё для изготовления желатина. Далее этот "бульон" нагревается до кипения, причём повышение температуры происходит ступенчато; каждому повышению температуры соответствует своя вытяжка из раствора. Вытяжки, полученные при разных температурах, значительно отличаются своими свойствами друг от друга. Вытяжки, содержащие 6-8 % желатина, фильтруют и сгущают при 50С 0 ; полученное вещество высушивают, разлив тонкими слоями по плоским поверхностям. Для фотографических целей чаще всего применяется желатиновый гранулят; в косметической и пищевой индустрии - желатиновый порошок.
Для того чтобы эмульсионный слой при повышении температуры не отставал от подложки, к желатину добавляют затвердители, такие как альдегиды или ионы металлов (Al или Cr).

Химически желатин представляет собой белок с молекулярной массой от 20000 Да до 360000 Да в зависимости от происхождения и обработки. Как и все белки, желатин состоит из аминокислот, соединённых в цепочку. В коллагене несколько таких цепочек переплетены друг с другом. Во время обработки эти цепочки раскручиваются, в результате чего образуются отдельные длинные, хаотично сложенные цепи.

Свойства желатина

Желатин в фотографической эмульсии служит не только как носитель светочувствительных кристаллов. Роль его настолько важна и разнообразна, что лишь около 25 % желатина в фотоэмульсии можно заменить другими синтетическими материалами. Вот главные качества этого вещества:

коллоидный раствор желатина предотвращает "слипание" друг с другом кристаллов галогенида серебра в процессе производства и в готовой фотоэмульсии. Благодаря этому свойству желатина кристаллы равномерно распределяются в эмульсионном слое
за счёт принятия желатином ионов Br и Cl (желатин выступает в роли галоген-акцептора) при экспозиции происходит стабилизация латентного изображения
облегчает диффузию растворов в эмульсионный слой при обработке фотоматериалов
он защищает неэкспонированные кристаллы галогенида серебра от проявления
высокая концентрация желатина в растворе усиливает "рост" кристаллов при так называемом "физическом созревании", благодаря чему кристаллы становятся крупнее, а значит и более чувствительными к свету
он пропускает свет
затвердевая, желатин обеспечивает механическую прочность фотоэмульсии
желатин обладает способностью к образованию в воде коллоидного раствора*; при охлаждении этот раствор затвердевает, а при нагревании - снова становится жидким. Это свойство совершенно необходимо для производства фотоэмульсии, так как технологический цикл включает в себя стадии замораживания и расплавления полуфабриката

Желатин непосредственно влияет на фотографический процесс; это влияние обусловлено наличием микропримесей в желатине. В зависимости от того, ускоряют ли они или тормозят химическое и физическое созревание кристаллов (подробнее о них в следующих публикациях), различают активаторы и ингибиторы. К первым относятся серосодержащие соединения, а ко вторым - нуклеиновые кислоты и кальций. Каким образом они действуют - не установлено до сих пор. Эти микропримеси мешают при производстве фотоэмульсии, поэтому их удаляют насколько это только возможно. В результате получают инертный желатин, к которому снова добавляют те же самые примеси, но в уже строго дозированных количествах, чтобы получить желатин с заданными свойствами - либо активный, либо ингибированный. Существует также и полуинертный желатин: в нём активаторов и ингибиторов примерно поровну.

Кроме того, желатин является основой как самого светочувствительного слоя, так и остальных слоев фотоплёнки и фотобумаги, за исключением подложки.
Принципиальное строение чёрно-белой плёнки (масштабы слоёв относительны) выглядит примерно таким образом:

1 . защитный слой из чистого желатина
2 . эмульсионный слой
3 . тонкий слой желатина, удерживающий эмульсионный слой на подложке

4 . подложка (бумага или целлюлозетриацетат)

5 . противоореольный слой из специально окрашенного желатина

*Альбуминовые эмульсии на пластинах; Эмульсии на альбуминовой основе; Альбуминовый процесс
В 1847 году Ньепс де Сен Виктор, кузен знаменитого Нисефора Ньепса предложил покрывать стеклянные пластины взбитым яичным белком с размешанными в нём солями серебра. Такие пластины могли быть экспонированны как в высушенном, так и в сыром состоянии. Позднее Л. Бланке-Эврар использовал яичный белок при изобретении альбуминовой бумаги для контактной печати.

*Коллодиумные пластины; Коллодиумный процесс
Самый сложный из существовавших в ранней фотографии способов получения и фиксирования изображения.
Носитель светочувствительных кристаллов серебра - коллодиум (раствор целлюлозы в смеси серной и азотной кислот, смешанный с эфиром; представляет собою клейкую, быстросохнущую массу), наносился непосредственно перед съёмкой на стеклянную пластину. Приготовленная таким образом ещё непросохшая пластина экспонировалась незамедлительно, так как при высыхании слоя резко падала ее светочувствительность. Поэтому весь процесс часто называют мокрым коллодиумом или, что не совсем верно, мокрым коллодионом. Особые условия приготовления эмульсии и экспонирования пластин требовали наличия мобильной фотолаборатории с тёмной комнатой и специально обученного помощника (см. рис.). Однако качество коллодиумных отпечатков ни в чём не уступает современному.

* Фотографическая эмульсия
Название ошибочно - на самом деле фотоэмульсия является суспензией :-) , - но оно сложилось исторически и вряд ли будет изменено.

* T-Grains кристаллы
Современная технология производства фотоэмульсии (подробнее будет описана в следующей части) позволила получить кристаллы галогенида серебра строго заданной формы, а именно: в виде плоских, довольно крупных плиток или пластинок. Эти кристаллы называются T-Grains кристаллы. Увеличенная по сравнению с обычными, поверхность такого кристалла повышает его светочувствительность, а небольшой объём поддерживает зернистость на уровне более медленных эмульсий (например, Ilford Delta prof. ISO 400 ед. имеет зернистость, характерную для классических эмульсий с ISO 100 - 160 ед.).

* Коллаген
Белок животного происхождения, из которого образованы коллагеновые волокна - связующие элементы опорно-двигательного аппарата.

* Коллоидный раствор
Раствор какого-либо вещества (желатины в том числе) в, например, воде. При этом размер образуемых частиц составляет от 10 -5 до 10 -7 см.

Математика и химия.

Задания на 12 мая: параграф 38 изучить самостоятельно, примеры рассмотреть внимательно. Номера: 1092, 1093, 1095.

Задания на 13 мая: решить задачи по теме"Площади и объёмы". Решить номера: 1097, 1100, 1102.

Задания на 14 мая: выполнить письменно задания по теме"Обыкновенные дроби". Решить номера: 1104, 1106, 1107.

Задания на 15 мая: выполнить тест по теме "Обыкновенные дроби". Решить номера: 1111, 1116.

Математика и химия. запись закреплена

Математика 6 класс.

Задания на 12 мая: решить примеры на сложение и вычитание дробей с разными знаменателями. Номера: 1223, 1224, 1229.

Задания на 13 мая: самостоятельно изучить параграф 44, внимательно рассмотреть рисунки в этом параграфе. Номера: 1245, 1246, 1247.

Задания на 14 мая: решить номера 1248, 1250, 1253.

Задания на 15 мая: выполнить тест, решить номера 1257, 1258, 1275.

Задания на 13 мая: по параграфу 44 написать конспект + письменно ответить на вопросы 2,3,4 на странице 268.

Задания на 13 мая: написать конспект по параграфу 47 + письменно ответить на вопросы 1,2,3,4 страница учебника 234.

Задания на 15 мая: написать конспект по параграфам 48 и 49 + письменно ответить на вопросы 1,2,3,4 на странице 241 и на странице 246 номера 1,2,5.

Математика 6 класс.
Задания на 6, 7, 8 мая.
Контрольную работу решаем следующим образом: 1 вариант девочки, а 2 вариант мальчики.

Химия 9 класс.
Задания на 6 и на 8 мая.

6 мая: заполнить таблицу по теме "Строение атома. Периодический закон" + выполнить тест.

8 мая: написать конспект по параграфу 46 + письменно ответить на вопросы с 1 по 5 на странице 231.

Химия 8 класс.
Задания на 6 мая.
По параграфу 43 написать конспект(схему на странице 259 себе в тетрадь). Письменно ответить на вопросы 1, 3, 4 на странице 261.

Химия 9 класс.
(с 27-30 апреля)
Ответьте пожалуйста на 15 вопросов и отгадайте 5 загадок

1. Пули для ружей и пистолетов изготавливаются из этого металла
Показать полностью.
2. Какой металл плавится от тепла человеческой руки?
3. Самый распространённый металл в земной коре
4. От соединений какого металла зависит красный цвет крови
5. Химический элемент, названный в честь нашей планеты
6. Этот металл называют крылатым
7. Свойство атома химического элемента образовывать несколько простых веществ
8. Металл "консервной банки"
9. Этилированный бензин содержит органическое соединение этого металла
10. Металл, входящий в состав нержавеющих и жаропрочных сталей
11. Какой металл принесён в жертву "рыжему дьяволу"?
12. Без какого металла невозможна фотография?
13. Какие металлы можно зажечь холодной водой?
14. Металл, входящий в состав рубина, граната, сапфира, бирюзы
15. Название металла происходит от латинского слова, которое в переводе означает "известь"

ЗАГАДКИ
1. Я – металл серебристый и легкий
Я зовусь “ самолетный металл”
И покрыт я оксидною пленкой,
Чтоб меня кислород не достал.
2. Он тверд, тяжел и тугоплавок
И сталь прекрасную дает,
А от его больших добавок
Ржаветь она перестает.
Его валентность (нет сомненья)
Бывает шесть лишь иногда
А у его соединений
Окраска разная всегда.
3. Среди металлов самый славный,
Важнейший древний элемент,
В тяжелой индустрии главный,
Знаком с ним школьник и студент.
Родился в огненной стихии,
А сплав его течет рекой
Важнее нет его в металлургии,
Он нужен всей стране родной.
4. Живет обычно в керосине
И бегает он по воде,
В природе, в комнате – отныне
Свободным нет его нигде.
В солях открыть его возможно:
Желтеет пламя от него.
И получить из соли можно,
Как Дэви получил его.
5. Типичен в сплавах как металл.
А соль его – цветной кристалл,
Который цвет легко меняет,
Ожоги, раны заживляет.

Презентация к уроку: Железо" 9 класс

Железо – такой же восстановитель, как и другие металлы, однако, атомы железа при окислении отдают не только электроны последнего уровня, приобретая степень окисления +2, но способны к отдаче 1 электрона с предпоследнего уровня, принимая при этом степень окисления +3.

Для железа характерны две основные степени окисления:

Fe 0 –2e → Fe +2 Fe 0 –3e → Fe +3

Химические свойства железа

1. Железо + Неметаллы

1.1. Fe + S = FeS

1.2. Fe+Cl 2 =FeCl 3 (самостоятельно написать ОВР)

1.3. 3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4 (видео)

Fe 0 - 2e = Fe +2

Cl 0 2 +2e=2Cl -1

1 – восстановитель, процесс окисления

1 – окислитель, процесс восстановления

2. Железо + кислота

Fe+H 2 SO 4 =FeSO 4 +H 2

В концентрированных азотной и серной кислотах железо не растворяется, так как на поверхности металла возникает пленка, препятствующая реакции металла с кислотой. (происходит пассивация металла)

3. Железо + Соль

Fe + CuSO 4 = FeSO 4 + Cu

Задание: Расставьте коэффициенты в уравнении реакции методом электронного баланса, укажите окислитель, восстановитель, процессы окисления и восстановления

4. Железо + Вода

При высокой температуре (700–900°C) железо реагирует с парами воды:

3Fe + 4H 2 O t˚C → Fe 3 O 4 + 4H 2

Железо – средний по химической активности металл.

Биологическая роль железа

Железо играет важную роль в жизнедеятельности живых организмов.

Оно входит в состав гемоглобина крови, соединения железа применяют

Читайте также: