Дополнительный материал по химии на тему: «КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ И РАЗВИТИЯ ФОТОГРАФИИ»

Дополнительный материал по химии на тему:  «КРАТКАЯ ИСТОРИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ  И РАЗВИТИЯ ФОТОГРАФИИ» Путь к современной фотографии был непростым и довольно длительным. Еще в 1727 году немецкий химик Шульце обнаружил чувствительность солей серебра   к   свету.   Эти   соли   темнели   на   свету,   а   в   темноте   оставались   без изменения.   Уместно   отметить,   что   за   два   года   до   Шульце   сообщение   о действии   света   на   химические   соединения   было   сделано   русским государственным   деятелем   и   дипломатом   А.   П.   Бестужевым­Рюминым.   В 1777   году   выдающийся   шведский   химик   Карл   Шееле   установил,   что эффективность воздействия света на хлорид серебра AgCl зависит от длины волны. Для регистрации света он впервые использовал бумагу, на поверхность которой   был   нанесен   хлорид   серебра.   Разложение   хлорида   серебра   Шееле выразил схематическим уравнением  2AgCl = 2Ag + Cl2 (на свету), которое считается вполне правомерным и на сегодняшний день. Потемнение соли   вызывается   образующимся   металлическим   серебром.   Таким   образом, участки   бумаги,   на   которые   попадал   свет,   темнели,   а   незасвеченные оставались неизменными. Для истории развития фотографии важно и то, что Шееле   впервые   предложил   способ   закрепления   (фиксации)   изображения, получающегося на засвеченных участках. Для этого он использовал раствор аммиака, который растворял незасвеченный хлорид серебра в соответствии с уравнением : AgCl+2NH3 = [Ag(NH3)2]Cl Поскольку хлорид серебра удалялся, то дальнейшее действие света на материал прекращалось. К сожалению, этот способ фиксации изображения, как и способ получения изображения, был надолго оставлен без внимания. Важный этап в развитии  фотографического процесса связан с именем парижского художника­декоратора Дагера. В 1835 г. он завершил разработку процесса,   который   впоследствии   получил   название  дагеротипии.  Его сущность заключается в следующем: отполированную серебряную пластинку вносили в пары иода. В результате на ее поверхности появлялся слой иодида серебра в соответствии с уравнением: Пластинку   экспонировали   в   камере­обскуре   –   прототипе 2Ag + I2 = 2AgI фографического аппарата. В   результате   длительного   экспонирования   на   пластинке   получалось   создаваемое   атомами слабое   изображение   (скрытое   изображение), металлического серебра: 2AgI = 2Ag + I2Затем пластинка помещалась в темную камеру, содержащую пары ртути. Ртуть взаимодействует с металлическим серебром с образованием сплава – амальгамы серебра. Таким путем происходит усиление изображения за счет увеличения   массы,   то   есть   происходит   проявление   скрытого   изображения. Поскольку   на   поверхности   пластинки   оставалось   много   AgI,   то   она продолжала   оставаться   светочувствительной.   Чтобы   «закрепить» изображение, нужно удалить с поверхности иодид серебра. Дагер использовал для   этой   цели   теплый   раствор   NaCl.   При   обработке   этим   раствором пластинки происходила реакция AgI + NaCl = Na[AgICl], в результате которой иодид серебра растворялся и удалялся с поверхности пластинки.   В   1839   году   для   закрепления   изображения   стал   применяться раствор тиосульфата натрия Na2S2O3. Он с гораздо большей скоростью удалял с   поверхности   иодид   серебра.   В   этом   случае   реакция   протекала   в соответствии с уравнением AgI + 2Na2S2O3 = Na3[Ag(S2O3)2] +NaI Тиосульфат натрия в качестве закрепителя (фиксажа) используют и в настоящее время. Таким   образом,   в   фотографировании   имеются   следующие   стадии: экспонирование фотоматериала на свету и появление скрытого (первичного) изображения,   проявление   скрытого   изображения,   то   есть   его   усиление   до видимого, и, наконец, закрепление (фиксаж) изображения. Применение в фотографическом процессе солей серебра, нанесенных на бумагу,   связано   с   именем   англичанина   Тальбота.   Он   осуществлял   это пропиткой листа бумаги раствором AgNO3 с последующим погружением его в раствор NaCl. В результате на бумаге протекала обменная реакция AgNО3 + NaCl = AgCl +NaNO3 Тальбот   использовал   такой   лист   в   камере­обскуре,   но   фотографии получались   худшего   качества,   чем   на   пластинке   серебра,   обработанной парами йода. Однако важно то, что с именем Тальбота связано изобретение негативно­позитивного процесса в фотографии. Он начал изготавливать копии фотографий, приводя в контакт первоначальный отпечаток (негатив) с другим таким же листом бумаги с последующим облучением светом, проявлением и закреплением   изображения.   Качество   позитивных   изображений   было   очень низким, так как лист бумаги малопрозрачен и на позитиве пропечатывалась структура   бумаги­подложки.   Совершенно   естественным   было   стремление заменить непрозрачную бумагу прозрачным материалом. Это удалось сделать французу Ньепсу. В 1847 г. он применил стекло, на которое наносился слой альбумина, включающий светочувствительное вещество (соль серебра). Для изготовления фоточувствительного материала готовили раствор KI в яичном белке (сбиванием и отстаиванием), которым поливали стеклянные пластинки и слой высушивали. Перед экспонированием пластинку погружали в раствор нитрата серебра NaNO3, затем вновь высушивали. Негативы, получаемые натаких пластинках, были довольно высокого качества и хорошо передавали детали оригинала при изготовлении позитивов. Несколько   позднее   англичанин   Скотт   Арчер   разработал   способ изготовления   коллоидных   фотоматериалов,   в   котором   на   стеклянную пластинку   наносили   слой   эмульсии   из   коллоксилина   (эфира   целлюлозы   и азотной кислоты примерного состава [C6H7O2(ONO2)3]n) в смеси со спиртом, в которую   вводились   растворимые   в   спирте   бромид   и   иодид   натрия.   После частичного испарения растворителя пластинка также помещалась в раствор AgNO3  и   в   результате   в   слое   эмульсии   образовывался   однородный   слой, содержащий   смесь   мелкодисперсных   светочувствительных   кристаллов бромида и иодида серебра. Важный этап в производстве современных фотографических материалов связан   с   именем   англичанина   Медокса,   который   в   качестве   носителя галогенидов серебра использовал (1871) желатину – продукт, извлекаемый из белков, составляющих основу соединительных тканей животных (сухожилия, хрящи,   кости).   Значительно   позднее   было   установлено,   что   желатина   не только среда, но и вносит вклад в характеристики фотоматериалов. Таким образом, благодаря многочисленным исследованиям, проведенным в   различных   лабораториях,   к   80­м   годам   XIX   столетия   сформировался негативно­позитивный   фотографический   процесс.   Для   негативов использовались   стеклянные   фотопластинки,   а   для   получения   позитивов   – фотобумага.  В   настоящее   время   вместо   стеклянной   подложки   в   основном используют   полимерные   пленки   (триацетатцеллюлозные   или   полиэфирные). Строение   современной   типичной   галогенсеребряной   пленки   довольно сложное.  Кроме   галогенидов   серебра   в   состав   фотоэмульсий   входят   различные добавки   (сенсибилизаторы,   стабилизаторы,   дубители,   пластификаторы, противоореольные   красители,   антистатические   вещества).   В   частности, сенсибилизаторы   повышают   чувствительность  фотоматериалов   в различных зонах спектра. Помимо подложки и эмульсионных слоев, фотопленки могут содержать различные вспомогательные слои: адгезионный, противоореольный, противоскручивающий, защитный, антистатический. Следует также отметить, что наряду с совершенствованием фотоматериалов происходило   совершенствование   фотокамер.   Первый   фотографический аппарат  был создан изобретателем фотокопировального процесса – Ньепсом. Именно он снабдил камеру­обскуру объективом.