"ქიმიის უწყებანი" ტომი:4, ნომერი:1, 30-32 გვ.

ფოტოგრაფიის ქიმიზმი

ე. გაბოძე

საქართველოს აგრარული უნივერსიტეტი

რეზიუმე: რამდენიმე წელია რაც ფირის ფოტოგრაფიამ ახალი სიცოცხლე იპოვა და თავისი მისტიურობით საკმაოდ დიდი პოპულარობა მოიპოვა ქართველ ახალგაზრდებში. მიუხედავად მათი აქტუალობისა, ცოტამ თუ იცის, რომ ფოტოგრაფიის საფუძვლები ქიმიას უკავშირდება და იდუმალი ბნელი ოთახებიც ჩვეულებრივი ლაბორატორიებია, სადაც ქიმიური ხსნარებით, ქიმიურ ნივთიერებებზე მოქმედებით ვიღებთ იმ შედეგებს, რომელიც სულ სხვა სულის მატარებელია. სტატიაში შევეცდები მეტნაკლებად წარმოდგენა შეგიქმნათ ფოტოგრაფიის ქიმიურ მხარე

საკვანძო სიტყვები: ფოტოგრაფია, ქიმიზმი, ვერცხლის ჰალოგენიდი,

რამდენიმე წელია რაც ფირის ფოტოგრაფიამ ახალი სიცოცხლე იპოვა და თავისი მისტიურობით  საკმაოდ დიდი პოპულარობა მოიპოვა ქართველ ახალგაზრდებში. მიუხედავად მათი აქტუალობისა, ცოტამ თუ იცის, რომ ფოტოგრაფიის საფუძვლები ქიმიას უკავშირდება და იდუმალი ბნელი ოთახებიც ჩვეულებრივი ლაბორატორიებია, სადაც ქიმიური ხსნარებით, ქიმიურ ნივთიერებებზე მოქმედებით ვიღებთ იმ შედეგებს, რომელიც სულ სხვა სულის მატარებელია.  სტატიაში შევეცდები  მეტნაკლებად წარმოდგენა შეგიქმნათ ფოტოგრაფიის ქიმიურ მხარეზე.

საკმაოდ დიდი ხანია ადამიანებისთვის ცნობილია, რომ ზოგიერთი ნივთიერება დასხივების შემდეგ მუდმივ ხილულ ცვლილებას განიცდის. მეცხრამეტე საუკუნის დასაწყისში ასეთ ნივთიერებებს იყენებდნენ, ე.წ. ,,ფოტოგენური ნახატების“ შესაქმნელად.

ყველაზე მეტად სინათლისადმი სენსიტიური ნაერთები ვერცხლის მარილებია. მეცხრამეტე საუკუნის მეორე ნახევარში და მეოცე საუკუნის დასაწყისში ფოტოგრაფია ძირითადად, თითქმის სრულად ეყრდნობოდა ვერცხლის ჰალოგენიდებს.

  
ადრეული ფოტოგრაფია

 ფოტოგრაფიის პრაქტიკული პროცესები ჩამოაყალიბეს 1830 წელს ლუი დაგუერმა ( Louis-Jacques-Mandé Daguerre)  საფრანგეთში და ვილიამ ტალბოტმა ( William Henry Fox Talbot) ინგლისში. დაგუერის მეთოდში, ვერცხლის ფირფიტა იფარებოდა ვერცხლის იოდიდით და იდებოდა კამერის იმ ნაწილში სადაც სინათლე შედის, სინათლის მოხვედრის შემდეგ, ვერცხლის იოდიდი იშლებოდა მეტალურ ვერცხლად და იოდად. სუფთა გამოსახულების მისაღწევად ფირფიტას ვერცხლისწყლის ორთქლით ამუშავებდნენ (რა დროსაც ვერცხლის ამალგამა მიიღებოდა) და შემდეგ ასველებდნენ ნაჯერი მარილის ხსნარში, დარჩენილი ვერცხლის იოდიდის მოსაშორებლად. დადებითი გამოსახულების მისაღებად, ირიბი დასხივებისას ფირფიტის მუქ ფონზე დაჭერა იყო აუცილებელი რა დროსაც ამალგამირებული ვერცხლის ნაწილი ნათელ ფერს იძლეოდა, ხოლო ვერცხლის ფირფიტა მუქ შეფერილობას ინარჩუნებდა.
  
ტალბოტის პროცედურა გულისხმობს ქაღალდის სრულყოფილ გარეცხვას მარილწყლის აბაზანასა და ვერცხლის ნიტრატის ხსნარში, რა დროსაც ვერცხლის ქლორიდი გროვდება ქაღალდის ბოჭკოებში. ჯერ კიდევ სველი ქაღალდი თავსდებაა კამერაში და მანამ ხდება დანათება, სადამ მუქი ვერცხლის გამოსახულებას არ დავინახავთ, დარჩენილი ვერცხლის ქლორიდი საბოლოოდ შორდება კონცენტრირებული მარილის ხსნარით ან ნატრიუმის თიოსულფატის ხსნარით. ფოტოს ნეგატივის, ზეთით ან ცვილით დამუშავებით, ტალბოტმა ფურცელი გამჭირვალე გახადა, და სინათლის დასხივებისას ის დადებით გამოსახულებას სხვა ფურცელზე ღებულობდა. ამ მეთოდით შესაძლებელი გახდა განუსაღვრელი რაოდენობის ასლის ფოტოს მიღება ერთი ნეგატივიდან.

 ტალბოტის მეთოდის გაუმჯობესება

დაგუერის და ტალბოტის მეთოდები არაკომფორტული იყო, ვინაიდან ორივე შემთხვევაში სინათლის დასხივება კამერაში მინიმუმ 60 წუთის განმავლობაში უნდა მომხდარიყო. 1840 წელს ტალბოტმა გააუმჯობესა პროცესი. მან შეამჩნია, რომ ძალიან მცირე დასხივებაც კამერისთვის ( 1/60 იმასთან შედარებით, რაც საჭიროა ხილული გამოსახულების მისაღებად) ტოვებს უხილავ ,,ფარულ“ გამოსახულებას მგრძნობიარე ქაღალდზე. შემდგომ ეს ფარული გამოსახულება გარდაიქმნებოდა ხილულ გამოსახულებაში-  3,4,5-ტრიჰიდრობენზომჟავისა და ვერცხლის ნიტრატის ხსნარებით დამუშავებით.  ნეგატივიდან დადებით გამოსახულებაში გადასვლის ეს გარდაქმნა იმდენად მაღალი მნიშვნელობის იყო, რომ ის დღემდე ფუნქციონირებს თავისი საწყისი ფორმით. მთავარი განსხვავება ტალბოტის პროცესსა და დღევანდელ ფოტოგრაფიის პროცესებს შორის ისაა, რომ ვერცხლის ჰალოგენიდები, მიკრო ზომის კრისტალებად არიან სუსპენზირებულები ჟელატინში. ჟელატინის ემულსია გადაკრულია სხვადახვა მასალაზე და წარმოდგენილია როგორც ფირი.

პროცესის მექანიზმი

როცა ფოტონი ადსორბირდება ვერცხლის ჰალოგენიდის ზედაპირის მიერ, ელექტრონი ამოვარდება ჰალოგენიოს იონიდან და დროებით კრისტალის რომელიმე უბანში განთავსდება. ვერცხლის იონს შეუძლია მიგრირება ამ უბანში და ელექტრონთან კომბინირებით ვერცხლის ატომის წარმოქმნა. ეს ატომი არასტაბილურია, ის შეიძლება ისევ დაიშალოს ვერცხლის იონად და თავისუფალ ელექტრონად. მიუხედავად ამისა, ამ დროის განმავლობაში, ატომს შეუძლია ჩაიჭიროს მეორე ელექტრონი, თუ ეს შესაძლებელი იქნება. თუ ატომს ეს ელექტრონი ჩაჭერილი ეყოლება მეორე ვერცხლის იონის გამოჩენამდე, მაშინ ორ ატომიანი კლასტერი ფორმირდება. ამ ვერცხლის კლასტერების ფორმირება გრძელდება მანამ, სანამ ფოტოელექტრონები იქნება. ყველაზე პატარა კლასტერი, რომელიც საჭიროა ე.წ. ,,ფარული“ გამოსახულების მისაღებად , სავარუდოდ შედგება 3-4 ვერცხლის ატომისგან. ამ ზომის ან უფრო დიდი ზომის ლაქები განაპირობებენ გამამჟღავნებლის შემდგომ კატალიზურ მოქმედებას.


კლასიკური გამჟღავნების პროცესი

კლასიკური, ჩვეულებრივი, კარგად შემუშავებული მეთოდი ფოტოების დამუშავების შემდეგში მდგომარეობს:

1. კამერაში სენსიტიური მასალისგან დამზადებული ფირის მოთავსება და დასხივება.
   ეს ფირი ძირითადად ჟელატინის ემულსიაა ვერცხლის ჰალოგენიდების, რომელიც გადაკრულია ცელულოზის აცეტატის ფირზე.
2. გამჟღავნება ბნელ ოთახში - ფირი მუშავდება ორგანული ნივთიერებების ხსნარებთან ერთად, რომელშიც არის აღმდგენელი აგენტები - ჰიდროქინონი და
   ნ-მეთილპარაამინოფენოლი.
    რეაგენტები აღადგენენ მეტალურ ვერცხლამდე ვერცხლის ჰალოგენიდების იმ კრისტალებს, რომლემბაც წარმოქმნეს ფარული ვერცხლის კლასტერები. რაც უფრო ნათელია გადასაღები  სხეული, დამუშავებისას ის უფრო მუქად ჩანს. შედეგად ვღებულობთ ფოტოს ნეგატივ გამოსახულებას.
3.  ფოტოს ,,ფიქსაცია“ -  იმისთვის რომ ფირი შემდგომი სინათლის მოხვედრისას აღარ გამუქდეს. ამისთვის გაუმჟღავნებელი ვერცხლის ჰალოგენიდები მუშავდება ნატრიუმის თიოსულფიტის ხსნარით:
     AgBr + 2S₂ 0₃²⁻ → Ag(S₂ 0₃)₂³⁻ Br ⁻
4.  დაშლილი ვერცხლის მარილების მოშორება და ნეგატივის გაშრობა.
5. დიფუზიური შუქის დანათება ნეგატივზე, რომლის ქვეშაც იქნება სენსტიური ფოტოგრაფიული ქაღალდი (ჟელატინის ემულსია ქაღალდზე).
6.  უკვე ამ ქაღალდზე მეორე საფეხურის გამეორება. იმავე ხსნარებით.
7.  ფიქსაცია, გარეცხვა და საბოლოოდ გაშრობა.
   

სპექტრისადმი სენსიტიურობა

ვერცხლის ჰალოგენიდები ძირითადად სენსიტიურები არიან ლურჯი, იისფერი, და ულტრაიისფერი ნათების მიმართ. აქედან გამომდინარე სენსტიურობის გაზრდა საჭრიოა. ამისვთვის ხშირად ამატებენ სხვადასხვა საღებრებს ემულსიაში, რაც საშუალებას იძლევა ფოტოზე სხვა ფერების მისაღებად. სენსიტიურობის ცვლილებასთან ერთად იცვლება ფირებიც, ამასთან მიღებული შედეგებიც განსხვავებულია.

წყარო :
1. http://www.chemistryexplained.com/Ny-Pi/Photography.html
2. ფოტო: https://atelierdenface.photo/wp-content/uploads/2018/03/Labo-argentique-atelier-den-face-Accueil-01.jpg

 

გამოქვეყნებულია: 14-03-2020