Fotografie

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Redoxreaktion		Licht

Schwarz-Weiß-Fotografie

Die erste, heute noch erhaltene fotografische Aufnahmen wurden 1826/27 von dem Franzosen J. N. Niepce hergestellt.

Die fotografische Schicht

Die fotografische Schicht besteht aus Gelatine, in die Silberbromidkristalle eingebettet sind. Damit sind Fotopapiere und Filme beschichtet und in ihr finden die chemischen Vorgänge statt, die die Kontraste und schwarzen bildpunkte erzeugen. In den folgenden Unterkapiteln sind die Vorgänge näher beschrieben, durch die Schwarz-Weiß-Fotos entstehen.

Grundlage der Fotografie: Silberhalogenide

Silberhalogenide (Silbersalze) sind Verbindungen von Silber mit Halogenen (7. Hauptgruppe: Fluor, Chlor, Brom und Jod). Beispiele sind Silberbromid (Ag+Br-), Silberchlorid (Ag+Cl-) und Silberiodid (Ag+I-). Silberhalogenide sind lichtempfindlich, vor allem Silberiodid.

Der fotografische Elementarprozess

Fotopapiere sind mit Silberhalogeniden, meistens mit Silberbromid, beschichtet. Die Silberhalogenide sind Kristalle mit einem würfelförmigen Steinsalzgitter. Die Silberbromid-Mikrokristalle liegen in einer Gelatineschicht auf einem Trägermaterial, dem Fotopapier. Die Gelatine sorgt für eine gleichmäßige Verteilung der Silberbromid-Mikrokristalle und verhindert das Verklumpen zu einem großen Komplex. Die Kristalle sind die Speicherelemente für die Registrierung optischer Informationen.

Belichtung

Belichtet man Silberhalogenidkristalle, entsteht ein Latentbildkeim (latent: nicht gleich in Erscheinung treten, noch nicht sichtbar). Ein Latentbildkeim ist ein Cluster (eine als einheitliches Ganzes zu betrachtene Menge von Einzelteilchen), der aus wenigen Silberatomen besteht. Damit ein Latentbildkeim entsteht, absorbiert der Silberhalogenid ein Photon (kleinstes Energieteilchen einer elektromagnetischen Strahlung). Dabei wird von einem Br- Ion des Kristallgitters ein Elektron abgespalten, das sich frei im Kristall bewegen kann. Nun lagert sich ein Silberion an einem Reifekeim (Ag2) an. Da es geladen ist, zieht es das abgespaltene Elektron an und wird so neutral. So lagern sich immer mehr Silberione an dem Reifekeim an, bis alle Elektron verbraucht sind. Nun ist ein Latentbildkeim entstanden, den man nicht sehen kann. Deswegen muss er noch entwickelt werden.

Achtung!

Silberhalogenide absorbieren nur ein kleines Lichtspektrum, nämlich ultraviolettes bis blaues Licht. Daher sind sie auch nur für dieses Licht empfindlich. Wenn man also Silberhalogenide mit grüpnem oder rotem Licht bestrahlt, entwickelt sich kein Silber. Auf einem Foto wäre also nur all das abgebildet, was blaues Licht abstrahlt. Also könnte man nichts fotografieren, was rot oder grün ist. Um aber alles fotografieren zu können, werden die Silberhalogenide mit Farbstoffen (spektrale Sensibilisatoren)für grünes und rotes Licht empfindlich gemacht, eine Voraussetzung für die Schwarz-Weiß-Wiedergabe aller Farben.

Die Sensibilisatoren sind auf der Kristalloberfläche adsorbiert. Diese Farbstoffmoleküle wirken, indem sie Lichtenergie aufnehmen, sammeln und an die Silberhalogenidkristalle weitergeben. Das angeregte Elektron des Sensibilisatorsmoleküls tritt in das Leitungsband des Silberhalogenids über. Dort kann es ebenso wie ein im Kristall erzeugtes Photoelektron zur Bildung eines Latentbildkeimes beitragen.

Entwickeln und Fixieren

Die an den belichteten Stellen enstandenen Silber-Atome erzeugen ein nicht sichtbares, latentes Bild. Die lichtempfindliche Schicht muss jetzt entwickelt werden. Dazu behandelt man sie mit Reduktionsmitteln (chemischer Vorgang, bei dem ein Elektron von einem Stoff auf einen anderen übertragen und von diesem aufgenommen wird.) wie z. B. Hydrochinon.

Der Entwickler überträgt Elektronen e- auf den Silberkeim. -> Silberionen werden zu Silberatomen reduziert. Die Entwicklersubstanz selbst wird bei diesem Vorgang oxidiert.

Br- ---> Br + e-  ; Ag+ + e- ---> Ag

Das so entwickelte Silber schiebt sich als "Faden" aus dem Kristall heraus; außerdem verlässt für jedes entladene Zwischengittersilberion ein Halogenidion den Kristall, der so insgesamt abgebaut wird. Damit der Entwickler nicht auch die Silberhalogenidkristalle ohne Latentbildkeim angreift, wird die Entwicklung rechzeitig durch ein Stoppbad mit stark verdünnter Essigsäure beendet.

Nach der Entwicklung kann das Bild noch nicht ans Tageslicht gebracht werden, denn es enthält noch unverändertes Silberhalogenid. Dieses wird mit Hilfe von Natriumthiosulfat beim Fixieren entfernt. -> unlösliches Silberhalogenid wird dabei in ein lösliches Komplexsalz umgewandelt.

(S₂O₃)^2-

Das Komplexsalz kann mit Wasser abgewaschen werden.

Experimente

• Praktikum Fotografie, in: Chemie heute (Ausgabe 1998), Seite 135, Versuch 1 - 4

Im Chemiebuch ...
findest Du weitere Informationen zum Thema Fotografie:
Chemie FOS-T     auf Seite -	Chemie heute     auf Seite 134	Elemente Chemie     auf Seite -

Weblinks

• Fotografie als Google-Suchbegriff
• Fotografie in der Wikipedia
• Fotografie hier in bs-wiki.de mit Google
• Fotografie als Youtube-Video
• Prof. Rüdiger Blumes umfangreiche Themenseite mit Experimenten und weitergehenden Infos

--Inchen 09:01, 28. Jan 2008 (CET)