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Fotografia

Teoría de la imagen latente.

 

Concepto: Para obtener una imagen fotográfica, es preciso exponer una emulsión sensible a la luz. Se produce en el seno de esta emulsión una modificación invisible, pero sin embargo real, que lleva el nombre de imagen latente. Se denomina así, porque contiene en potencia imagen visible. Ésta aparece cuando se hace actuar sobre la imagen latente, una sustancia denominada revelador, en la operación del revelado.

La imagen latente.

Por exposición del gelatinobromuro a la luz, se forma una imagen latente invisible. La naturaleza química de esta imagen, ha dado lugar a numerosas teorías, de las cuales no subsiste más que una.

Se creía en otro tiempo que, por acción de la luz, el bromuro se transformaba en subbromuro de plata Ag2Br o Ag3Br único compuesto que puede reducir el revelador. Ciertos autores creyeron haber logrado preparar químicamente estos subbromuros y subcloruros en estado aislado. Actualmente, se consideran estos compuestos como inexistentes, pues no son más que una mezcla de sal de plata normal y plata coloidal.

De qué está constituida, pues, la imagen latente?. De plata metálica únicamente. Esto se puede poner de manifiesto por el estudio de los diagramas producidos por un haz de electrones que actúan sobre una capa de bromuro de plata libre.

La proporción media de plata metálica que forma la imagen latente, es aproximadamente, de un átomo por diez millones de moléculas de bromuro de plata.

La formación de una imagen latente en un cristal, da lugar a una modificación del espectro de absorción del mismo. Mientras que la banda de absorción normal, cubre el ultravioleta, y finaliza hacia los 400 mm, una segunda banda se dibuja en región visible e infrarroja, con máximo de 690 mm. Hilsch y Pohl, que han efectuado estas experiencias, han definido esta banda característica por la letra F; correspondiente al nivel energético superior de los iones plata en la red cristalina.

Por otra parte, si continúa la acción de la luz, hasta ennegrecimiento, sobre los cristales de bromuro de plata sin coloide, se comprueba que el halógeno es puesto en libertad y que la reacción se acelera en el vacío; mientras que se detiene, en un tubo cerrado, por la presión realizada por el gas liberado. En la obscuridad los elementos se recombinan. Operando en el vacío, la descomposición continúa hasta el final, con recuperación del halógeno.

 

Etapas en la formación de la imagen latente.

La formación de la imagen latente se realiza en tres etapas: a) fenómeno fotoquímico primario: Un cuanto de energía luminosa hn, al penetrar en el cristal de bromuro de plata, actúa sobre un ión bromo Br-, en el nivel energético exterior, y le cede su energía. Esta energía permite al ión bromuro expulsar su electrón suplementario, para pasar nuevamente al átomo de bromo libre Br (con siete electrones periféricos en lugar de los ocho que presenta el ión bromuro.).

Br- + hv = Br + e-

Siendo la descomposición del bromuro de plata un fenómeno reversible, es preciso fijarlo para evitar que el bromuro se recombine. Esta fijación del halógeno se efectúa por el agua, o mejor aún, por la gelatina que sirve de vehículo a los cristales. La gelatina es un receptor de bromo.

b) Corriente electrónica: El electrón expulsado por el ión bromo, se encuentra, al salir, en un nivel energético superior al de la órbita periférica del electrón de valencia ausente del ión Ag+ correspondiente.

Por tanto, el electrón salta al nivel O. Pero en el conjunto de iones Ag+ que forman el cristal, los numerosos niveles O de los iones, al estar vacíos, forman una amplia zona en la que el electrón puede circular libremente, antes de caer a un nivel ligeramente inferior. Esta banda de circulación O, corresponde justamente a la banda absorción F.

En suma, la segunda fase la formación de la imagen latente se reduce a un movimiento de electrones, a través de la red cristalina.

Qué sucede con los electrones en movimiento?. Acaban por encontrar un nivel de energía inferior al que se encuentran y son capturados por él.

Por tanto, este nivel de energía inferior, es un centro de sensibilidad. Los electrones se acumulan allí y, naturalmente, dan lugar a campos eléctricos negativos.

c) Corriente iónica de Ag+: Es la tercera y última fase de la formación de gérmenes de la imagen latente.

El campo eléctrico creciente, debido a la llegada de electrones, atrae a los iones de plata Ag+ (positivos). Esta migración de los iones plata, constituye una corriente iónica, que se puede por lo demás estudiar como loa ha hecho C. Tubandt, aplicando exteriormente campos eléctricos artificiales.

Pero los iones, no emigran tan rápidamente como los electrones y no llegan siempre a descargar el campo negativo con bastante rapidez, por lo cual, éstos pueden oponerse a la llegada de nuevos electrones. La formación de la imagen queda así frenada.

Los iones Ag+ capturan a su vez a los electrones reunidos alrededor de los centros de sensibilidad y dan origen a átomos de plata metálica fijos, sobre estos mismos centros:

Ag+ + e- = Ag. Constituyen entonces, cuando están en número suficiente, los gérmenes de la imagen latente, gérmenes separados entre sí y formados cada uno por un cierto número de átomos de plata.

Los iones Ag+, atraídos por el campo creado por los electrones acumulados, se separan, por efecto de la agitación térmica, tanto más fácilmente de la red, cuanto menos sólidamente fijos estén. Los primeros que se desplazan son los situados en las irregularidades de las mallas, o partes deformadas o rupturas. Por esta razón hemos insistido anteriormente en la necesidad de conseguir cristales de AgBr, lo más imperfectos posibles, sobre todo cuando la emulsión fotográfica tiene que se rápida. Según Bodenstein los electrones pueden, en caso de que los iones Ag+ estén fijados mal y reunidos en los defectos del cristal, ligarse directamente con estos iones sin pararse en los centros de sensibilidad.

Así, la imagen latente posee una estructura discontinua, estando formada de puntos diseminados en la capa de emulsión. Resulta que la densidad de la imagen es función del número de gérmenes, repartidos sobre los granos que se pueden revelar por completo. El número de estos grano aumenta, pues, con la cantidad de luz.

 

Imagen por ennegrecimiento directo.

Como hemos indicado anteriormente la descomposición de una sal insoluble de plata, está limitada por la reacción inversa, cuando la tensión de vapor del gas halogenado alcanza un cierto valor, para una temperatura determinada.

2AgCl 2Ag + Cl2

En el caso de la imagen latente, el bromo, liberado en la reacción fotoquímica primaria, está en cantidad mínima ya que no hay más que una molécula por cada diez millones. La gelatina está en cantidad suficiente para absorber este bromo y el fenómeno fotoquímico puede seguir en el mismo sentido.

Pero la descomposición del cloruro de plata por la luz es más fácil y más potente que la del bromuro. El número de moléculas afectadas es muy grande. Resulta un depósito de plata metálica bastante densa y una cantidad notable de cloro que la gelatina no puede retener.

Es, por lo tanto, añadir al gelatinocloruro un aceptor de cloro. Los más utilizados son el nitrato de plata y las ales orgánicas de plata, tales como el citrato y el tartrato.

La imagen visible está formada por plata coloidal, de coloración violeta oscura, dispersada en el resto del gelatinocloruro.

 

Hipótesis de Huggins.

La hipótesis según las cual la imagen la imagen latente estaría constituida, no por plata, sino por bromuro de plata transformado desde su estructura normal B1 (del tipo cloruro de sodio), a la estructura B3 (del tipo del sulfuro de zinc), ha sido emitida por M. Huggins. La estructura B3, estabilizada por fotoelectrones, puede serlo también por iones Ag+, es la del yoduro de plata. Contendría huecos de potencial positivos y negativos. Los primeros serían posiciones posibles para los fotoelectrones.

 

Reforzamiento de la imagen latente.

Existen varios métodos para reforzar la imagen latente, entre los que sitaremos:

a) Por iluminación auxiliar, antes o después de la exposición: Eficaz solamente para débiles iluminaciones, este procedimiento ha sido perfeccionado por Berg, que ha añadido un reforzamiento químico después del revelado.

b)Por vapor de mercurio y humedad rigurosamente constantes: La imagen latente continúa reforzándose después de un período de reposo. El ciclo puede repetirse varias veces. El reforzamiento se puede explicar por condensación de mercurio sobre los gérmenes más pequeños, acompañada quizás por una adsorción sobre la plata.

c)Por ácidos débiles orgánicos: Se utilizan al estado de vapor, disueltos en tetracloruro de carbono o benceno, o incluso en solución acuosa (ácido oxálico). El aumento de la velocidad es de un 100 a un 300 %. Se supone que los iones Ag+, situados en la superficie de los granos son movilizados por el ácido después de la neutralización de los grupos amino o imido de la gelatina.

e)Por oxidantes: Tales como el agua oxigenada y el peróxido de nitrógeno, que activan los iones Ag+ en las proximidades de los gérmenes.

f)Por el amoníaco y la aminas: Los cuales movilizan los iones Ag+ en el estado de los iones Ag(NH3)+, perdiendo su amoníaco o el otro radical básico después de concentrarse sobre los gérmenes.

 

Fotoconductividad.

W. West y B. H. Carroll han medido la fotoconductividad, debida a la liberación fotoquímica de electrones y cuya intensidad C está dada por la relación C = KxEa, donde a tiene un valor que varía de 1 a 0,5 según la iluminación, =1 cuando los electrones son captados por los cepos de la red, a=0,5 cuando los electrones en gran número son capturados por los huecos positivos constituidos por átomos de bromo.

Huecos positivos. Los átomos de bromo se forman por pérdida de fotoelectrones, de los iones bromuro. Estos átomos de bromo no actúan sobre la imagen latente para iluminaciones débiles. según N. F. Mott, un electrón puede transferirse a un átomo de bromo para dar un ión bromuro, lo que deja a otro átomo de bromo susceptible de sufrir el mismo fenómeno y así continuar en cascada. Todo sucede como si el bromo se desplazase a saltos a través de la red, hasta la interface, donde se combinaría lentamente con la gelatina. Se puede asimilar conforme a la hipótesis de De Boer, el átomo de bromo a un hueco positivo móvil. Sin embargo, la movilidad del ión bromuro es pequeña, según los ensayos de K. E. Zimens, quién cambio el bromo por el radiobromo 82.

 

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