CIENCIAS APLICADAS I
Cuestionarios correspondientes a la clase del 11 de agosto de 2010.
Lectura 1
HENDRIKS, Klaus B.; Thurgood Brian; Iraci, Joe; Lesser, Brian; Hill, Greg. FUNDAMENTALS OF PHOTOGRAPH CONSERVATION: A STUDY GUIDE. National Archives of Canada
1. ¿Cuándo se introdujo el fijador? ¿Cuál fue la relevancia de este hallazgo?
El fijador fue introducido por Herschel en 1939. La relevancia de este hallazgo fue que las sales de plata sin exponer reaccionaban con el fijador (tiosulfato de sodio) formando compuestos solubles en agua por lo tanto podían eliminarse mediante lavados y así evitar que se siguieran ennegreciendo con la luz.
2. ¿Cuál es la diferencia (en términos de tamaño y morfología) de las partículas de plata de las imágenes producidas por impresión directa y las de las imágenes obtenidas por exposición y subsecuente revelado de la imagen latente? Las imágenes producidas por medio de impresión directa presentan granos de plata muy pequeños (de 10 a 100 veces menores que los de imágenes expuestas y reveladas) y su forma es elíptica. En cambio las partículas de plata obtenidas mediante una exposición y revelado presentan forma filamentaria y un tamaño mayor.
3. ¿Cuál es la relación entre el tamaño de las partículas de plata de una imagen y su tonalidad?
Cuando el tamaño de la partícula de plata es pequeño y con forma elíptica la dispersión y absorción de la luz provoca que se observen tonos cálidos. Cuando el tamaño de la partícula de plata es mayor y de forma filamentaria los tonos observados son fríos.
4. ¿Cuáles son las ventajas de la gelatina como emulsionante/aglutinante de los cristales de AgX precursores de las partículas de plata que forman la imagen?
- Algunos constituyentes de la gelatina ayudaban a incrementar la sensibilidad de los granos de plata.
- La gelatina envuelve a los halógenos formadores de la imagen latente.
- Es transparente y carece de grano, por lo tanto no se aumenta la densidad de la imagen.
- La gelatina reticula cuando pierde humedad por lo tanto permite que las sales fotosensibles se queden detenidas en un espacio especifico de la retícula.
- La gelatina promueve y controla el proceso químico de revelado porque es altamente higroscópica.
- Provee el soporte mecánico y protege a las partículas de plata de la oxidación.
- No induce a cambios físicos o químicos a las partículas de plata.
Lectura 2
BRILL, Thomas B. LIGHT, ITS INTERACTION WITH ART AND ANTIQUITIES. Plenum Press. NY, 1980. Páginas 11- 14 y 247 – 261
¿Cuál es la relación entre la longitud de de onda y la energía de los diferentes tipos de radiaciones del espectro electromagnético?
A menor longitud de onda mayor es la energía y dispersión, pero menor es la velocidad. A mayor longitud de onda menor energía y mayor velocidad.
¿Qué ocurre cuando se dispersa la luz?
La luz blanca se separa en 6 colores, por lo tanto en seis diferentes longitudes de onda.
¿Por qué se dice que es Fox Talbot el padre de la fotografía moderna (y no Daguerre)? Porque inventó el proceso fotográfico moderno, introduciendo la obtención de un positivo mediante el uso de un negativo a partir de revelado químico.
¿Qué forma adoptan los cristales fotosensibles de AgCI y AgBr?
Cúbico con cara centrada
¿Cuál es la ventaja (en términos de fotosensibilidad) de los cristales de AgX multifacéticos?
El número de facetas está relacionado con la sensibilidad del cristal a la luz, entre mayor sea el número de facetas mayor es la sensibilidad de los cristales.
¿Cuál de los tres tipos de halogenuros de Ag es el más soluble en agua?
El Cloruro de plata
¿A qué se le llama un “cuerpo halogenuro” (halide body)?
A las de las partículas superficiales de plata formadoras de la imagen con cargas positivas y negativas, que crean repulsión electrostática y previenen la unión entre partículas.
¿Qué tipo de interacción establecen los cristales fotosensibles de AgX con la gelatina? La gelatina se acumula en la superficie de los haluros de plata formando un complejo de haluros, gelatina y plata. Con esta reacción los granos de haluros de plata se protegen y se previene una coagulación. La gelatina contiene impurezas que al parecer aumentan la sensibilidad de los haluros de plata.
¿Cómo afectan las impurezas de S que se encuentran en la gelatina a la fotosensibilidad de los cristales de AgX? El azufre reacciona rápidamente con la plata, formando sulfuro de plata. El azufre puede reaccionar como un sensibilizador aunque se encuentre en proporciones muy bajas.
¿Cuál es la reacción general que describe lo que ocurre cuando la luz incide sobre los cristales fotosensibles de AgX?
AgX + hv ----------- Ag + X
Los haluros de plata reaccionan con la luz, por lo tanto la plata y los haluros se separan.
¿Qué son los centros sensibles (sensitivity centres) en los cristales fotosensibles de AgX? Se cree que son aéreas que incrementan la sensibilidad a la luz, compuestas de sulfuro de plata, formado por la reacción entre los haluros de plata y las impurezas de la gelatina.
¿Por qué se dice que el cristal fotosensible de AgX se comporta como un fotoconductor al exponerse a la luz? Porque si un cristal se expone a la luz absorberá energía y sus electrones se excitarán, Los electrones y algunos iones de plata se moverán libremente lo que lo denomina fotoconductor.
Lectura 3
WALLS, H.J. and ATTRIGE, G.G. BASIC PHOTO SCIENCE: HOW PHOTOGRAPHY WORKS. Focal Press. Páginas 65 – 92
¿Qué es la adsorción?
Es la atracción y retención de moléculas de gas, liquido o sustancias disueltas sobre la superficie de un sólido debido a sus fuerzas de cohesión.
¿Cuál es la relación entre: frecuencia, longitud de de onda y quantum de una onda electromagnética? Entre más alta sea la frecuencia mayor es el quantum y menor la longitud de onda.
¿Qué dice la Ley Bunsen-Roscoe
Que la magnitud de la reacción fotoquímica es proporcional a la intensidad de la luz multiplicada por el tiempo de iluminación.
¿Qué es un fotón?
En las reacciones fotoquímicas se producen cambios químicos ocasionados por el suministro de energía, los responsables de este proceso son los fotones que son las partículas que componen a la luz y se propagan en forma de ondas electromagnéticas.
¿Cuáles son las ventajas de los sistemas fotosensibles basados en compuestos de Ag respecto a otros sistemas?
Se pueden volver sólidos, lo que ayuda a la estabilidad dimensional de la imagen, la imagen producida puede ser fijada, es decir protegida de cambios químicos, su fotosensibilidad es alta, por lo que con una cantidad mínima de luz se puede provocar un cambio significativo en su naturaleza.
¿Para qué se utilizan las mezclas de halogenuros de Ag?
Para imprimir en papeles de ampliaciones y formar mezclas de cristales. Se suele utilizar Cloruro de plata y Bromuro de plata.
¿Qué es la maduración de Ostwald (ripening), en relación a la preparación de emulsiones de AgX/gelatina? La maduración Ostwald, es el proceso mediante el cual el haluro de plata procedente de los granos más pequeños se disuelve y cristaliza sobre los más grandes.
La rapidez de la maduración de Ostwald, depende de varios factores. Aumenta cuando se eleva la temperatura. En la práctica se mantiene la emulsión hervida a 70 ºC, o más durante la maduración, mientras que la emulsión al amoniaco se mantiene pocas veces a una temperatura superior a 50 ºC. La rapidez de la maduración depende también de los disolventes del haluro de plata. En la emulsión hervida, hay exceso relativamente grande de ion bromuro, y este se comporta como disolvente del haluro de plata para aumentar la rapidez de la maduración. En la emulsión al amoniaco, es el amoniaco el que desempeña este papel. El aumento en el contenido de gelatina hace disminuir la rapidez de la maduración.
Los granos alcanzan aproximadamente su tamaño final en la maduración; en las operaciones subsiguientes es muy pequeño el cambio en el tamaño. El aumento relativo en el tamaño es mayor para los periodos de precipitación cortos que para los largos. En las emulsiones hervidas sencillas, la rapidez aumenta cuando aumenta el tamaño medio del grano y cuando aumenta la duración de la maduración. La situación es más complicada en las soluciones al amoniaco estudiadas por Hautot y Sauvenier. Estos investigadores prepararon una serie de emulsiones con tiempos de precipitación de 1, 25, 120 y 360 segundos y tiempos de maduración de 1, 5, 15 y 45
Nota. Dado que me costó mucho trabajo entender el concepto de maduración Ostwald dentro de la lectura recurrí a una fuente distinta:http://www.textoscientificos.com/fotografia/emulsion, 10 de agosto 2010.
Lectura 4. Eldred, Nelson, R; Chemistry for the Graphic Arts; Graphic Arts Technical Foundation, Pittsburg 1992.
Capitulo 1.
- Diferencia entre una mezcla y un compuesto
Capitulo 1.
- Diferencia entre una mezcla y un compuesto
Una mezcla es aquella en la que al momento de unirse dos o más sustancias los componentes conservan sus propiedades características y se pueden separar con facilidad. En un compuesto las sustancias se combinan en proporciones fijas para dar lugar a nuevos producto con propiedades diferentes a las de sus componentes sin poderse separar por medios físicos.
- Menciona un ejémplo de anión complejo y uno de catión complejo
- Menciona un ejémplo de anión complejo y uno de catión complejo
Átomos de diferentes elementos unidos que trabajan en conjunto como un ión.
Catión NH4
Anion NO3
- Menciona un ejémplo de una reacción de oxidación-reducción
- Menciona un ejémplo de una reacción de oxidación-reducción
Cuando el oxígeno del aire se combina con hierro para formar oxido de hierro o herrumbre el hierro se está oxidando (pierde electrones) y el oxígeno se está reduciendo (está ganando los electrones del hierro).
Capítulo 4.
-¿Cómo se prepara una emulsión fotográfica? Que función cumple la gelatina?
Capítulo 4.
-¿Cómo se prepara una emulsión fotográfica? Que función cumple la gelatina?
Dado que lo haluros de plata son casi insolubles al agua es necesario que estén dentro de una gelatina fotográfica que los contenga. A una solución de gelatina de entre 1 a 5 % se le disuelve bromuro de potasio para hacer una solución al 10 %, por separado el nitrato de plata se disuelve en agua. Después las soluciones se calientan a una temperatura de 70 a 90° y la solución de nitrato de plata se vierte lentamente en la solución de gelatina con bromuro de potasio. La siguiente reacción ocurre:
AgNO3 + KBr---------AgBr+KNO3
Aunque el tamaño de los granos sean pequeño su tamaño va aumentando, cuando los cristales han crecido completamente la gelatina floculiza al momento en el que se le ajusta el pH o añadiendo una sal, la gelatina que se precipita es la que lleva los haluros de plata dejando en la solución el exceso de bromuro de potasio y nitrato de potasio. Cuando la emulsión ha madurado se añade más gelatina para obtener una concentración de 10%, luego la mezcla se enfría de manera rápida hasta formar un gel. Este gel (la emulsión) se corta en pequeñas tiras y se lava con agua fría para eliminar exceso de bromuro de potasio y nitrato de potasio. Posteriormente la emulsión se funde y se añade más gelatina. En este momento la gelatina no presenta suficiente sensibilidad, por lo que se caliente a 50 ° por una hora. En este segundo periodo de maduración la gelatina incrementa su sensibilidad (esto depende de la naturaleza de la gelatina utilizada). La emulsión líquida final se ajusta para obtener 6% de gelatina y 4% de haluros de plata. Luego se recubre la película o el papel.
La gelatina cumple con su función de “coloide protector” ya que si el nitrato de plata fuera agregado al bromuro de potasio en una solución acuosa sin gelatina las partículas sólidas de bromuro de plata se precipitarían al fondo del contenedor. Por lo tanto la gelatina hace que las partículas se distribuyan y queden suspendidas uniformemente. (Además de que la gelatina tiene muchas otras propiedades que intervienen con la sensibilidad, esto se vio en las lecturas de la semana pasada)
¿Cuál es la relación entre el tamaño de los cristales fotosensibles de AgX y la "velocidad" o sensibilidad de una emulsión fotográfica?
Cuando los cristales de plata son muy pequeños la sensibilidad de la película es muy lenta, cuando los cristales son más grandes la velocidad de la de la emulsión es más rápida.
¿Cuál es la sensibilidad espectral (natural) de los halogenuros de Ag (sin sensibilizadores espectrales)? Los halogenuros de plata son fotosensibles a la radiación Ultravioleta.
Lectura 5
Eaton, George T; Photographic Chemistry, in Black and White and Color Photography; Morgan & Morgan, Inc., Publishers, 4th Edition 1986 (First Edition Eastman Kodak Company 1957). Capítulos 1, 2, 3, 4, 5 y 6.
1.- ¿Cuáles son los pasos fundamentales del procesado fotográfico? ¿Qué ocurre en cada uno de ellos?
Eaton, George T; Photographic Chemistry, in Black and White and Color Photography; Morgan & Morgan, Inc., Publishers, 4th Edition 1986 (First Edition Eastman Kodak Company 1957). Capítulos 1, 2, 3, 4, 5 y 6.
1.- ¿Cuáles son los pasos fundamentales del procesado fotográfico? ¿Qué ocurre en cada uno de ellos?
Exposición: la luz reacciona directamente con un material fotosensible, después de esto se forma la “imagen latente”, esto significa que el medio fotosensible ha sido modificado y potencialmente puede obtenerse una imagen visible aplicando un proceso de revelado. Generalmente la “imagen latente” es invisible a los ojos.
Revelado: Después de la exposición, algunas reacciones químicas son necesarias antes de que la imagen aparezca en el soporte fotosensible. El revelado es el tratamiento en el que el material expuesto a la luz se coloca en un agente revelador que convierte la imagen latente en imagen visible.
Fijado: Tras la exposición, sólo una parte de las zonas del material fotosensible han sido afectadas por la luz. Esta porción de la imagen latente se hace visible con el revelador. La parte que no fue afectada por la luz y que no fue modificada por el revelador tiene que ser eliminada para lograr una imagen duradera. La solución química conocida como “fijado” es usada para volver a las sales de plata que no fueron expuestas solubles al agua y posteriormente eliminarlas en un baño de agua.
Lavado: En este proceso es necesario eliminar lo químicos del “fijado”, de otra forma los químicos afectarán a la imagen, este lavado se realiza normalmente con agua corriente.
2.- ¿Cuál fue el primer proceso fotográfico que utilizó un negativo para imprimir imágenes positivas? El papel salado, si se usa la fórmula exacta de Talbot podríamos decir que el Calotipo.
3.- ¿Cómo se prepara la emulsión fotográfica moderna? ¿En qué varía la preparación de una emulsión para imágenes que serán obtenidas por impresión directa de la que será empleada para imágenes obtenidas por exposición y subsecuente revelado de la imagen latente?
2.- ¿Cuál fue el primer proceso fotográfico que utilizó un negativo para imprimir imágenes positivas? El papel salado, si se usa la fórmula exacta de Talbot podríamos decir que el Calotipo.
3.- ¿Cómo se prepara la emulsión fotográfica moderna? ¿En qué varía la preparación de una emulsión para imágenes que serán obtenidas por impresión directa de la que será empleada para imágenes obtenidas por exposición y subsecuente revelado de la imagen latente?
A) Una solución al 10% de Nitrato de plata se añade lentamente y con agitación vigorosa a una segunda solución con gelatina y cloruro de potasio. Gradualmente se forman cloruros de plata, pero la emulsión producida en esta etapa no es lo suficientemente sensible a la luz. Esta operación se realiza bajo una luz roja.
b) La emulsión o suspensión de haluros de plata, debe ser “madurada” para hacerla más sensible a la luz, esto se hace calentándola por varias horas a 90F, aunque los cristales de plata son muy pequeños hay algunas variaciones en tamaño. Durante el “madurado” los cristales pequeños se disuelven y se re- depositan en algunos de los cristales de mayor tamaño. Cómo resultado se obtienen cristales mas uniformes, de mayor tamaño y mucho más sensibles a la luz, todo esto porque la reacción se ha desarrollado dentro de la gelatina. Generalmente después de que el proceso de “madurado” se completó se añade más gelatina. Después del “madurado” la solución se enfría formando una jalea.
C) La emulsión en frío se corta en tiras, formando una especia de fideos, luego se lavan para eliminar químicos no deseados, como excedentes de sales de potasio. Esta emulsión gelatinizada debe ser almacenada en bajas temperaturas y en la oscuridad. Los fideos de emulsión gelatinizada se vuelven a funden y mantienen a temperaturas elevadas, causando una ganancia rápida en velocidad y contraste. Esto se conoce como el segundo “maduración” de la emulsión. Los cambios en esta etapa se controlan con una gelatina especial que se añade al final de este proceso.
D) Después de suficiente “maduración” se añaden algunos aditivos como: agentes endurecedores, sensibilizadores, entre otros. Luego la emulsión se aplica a un soporte adecuado.
Una emulsión para impresiones directas (POP) tendrás mayor cantidad de nitrato de plata que cloruros de potasio. En las impresiones que necesitan revelado (DOP) será necesario tener en exceso los cloruros de potasio en relación al nitrato de plata.
4.- ¿Qué halogenuros de plata se emplean comúnmente para la preparación de emulsiones fotográficas para materiales negativos? Las de bromuro de plata (lentas) y las de bromoioduro de plata y ioduro de plata (rápidas).
5.- ¿A qué se le llama una emulsión ortocromática? A la emulsión que posee una sensibilidad ante la luz azul, luz verde y radiación Ultra violeta.
4.- ¿Qué halogenuros de plata se emplean comúnmente para la preparación de emulsiones fotográficas para materiales negativos? Las de bromuro de plata (lentas) y las de bromoioduro de plata y ioduro de plata (rápidas).
5.- ¿A qué se le llama una emulsión ortocromática? A la emulsión que posee una sensibilidad ante la luz azul, luz verde y radiación Ultra violeta.
6.-¿Qué componentes o agentes incluye una solución de revelador? ¿Cuál es la función de cada uno de ellos? indica un ejemplo en cada caso.
Solventes: el agua se usa en la mezcla de reveladores porque logra penetrar la gelatina de las emulsiones fotográficas. Además de que puede disolver varios químicos que la solución reveladora necesita. Algunas veces se utiliza un segundo o tercer solvente. El di etilenglicol se usa para mantener a los químicos orgánicos en solución.
Agente revelador: es el que se encarga de convertir a los cristales expuestos de plata a plata metálica. Se utilizan mezclas de químicos orgánicos, como metol, fenidona o dimezona e hidroquinona.
Preservativo: Cuando los agentes reveladores son disueltos en agua y esta mezcla se deja al aire, se comienza una reacción de oxidación. El preservativo generalmente es sulfato de sodio, que se combina con los productos de oxidación formados para prevenir la formación de compuesto coloridos y mantener el revelador limpio.
Activador: En soluciones neutras los reveladores orgánicos no reaccionarán con los haluros de plata expuestos. Algunos álcalis son usados dentro de los reveladores para hacer a los agentes reveladores más activos. Generalmente se usa borax, Kodak Balance Alkali, carbonato de sodio e hidróxido de sodio. Algunas veces es suficiente con la adición del sulfato de sodio como preservativo que también cumplirá la función de activador.
Retardante: generalmente se usa bromuro de potasio para retardar la reacción del revelador en los haluros de plata que no se expusieron. Cuando el revelado toma lugar en estas zonas se corre el riesgo de que se formen una “velo de revelado”.
VII. CONCEPTO DE IMAGEN LATENTE
1.- ¿Qué es una imagen latente? La imagen latente consiste en cantidades de plata metálica que se formaron durante la exposición a la luz. Estas partículas son tan pequeñas que no pueden ser percibidas a simple vista y requieren de un revelador que para desarrollar partículas de mayor tamaño que darán lugar a la formación de la imagen. Una imagen latente es una imagen visible potencialmente.
2.- ¿Qué son las trampas para electrones (según la teoría de Gurney-Mott)Cuando la luz es absorbida por el medio fotosensible que contiene bromuro de plata, se liberan electrones de iones bromuro y los electrones pueden moverse con facilidad en un cristal, pero no se pueden combinar fácilmente con los iones de plata (para formar plata metálica) ya que no hay suficiente espacio dentro de la red cristalina para formar un átomo grande. Los electrones quedan atrapados como defectos cristalinos o impurezas de átomos extraños, esto se conoce como “trampas para electrones”, que pueden estar en el interior del cristal o en superficie. También se pueden volver a combinar con átomos e bromo. Los electrones se acumulan en trampas su reunión forma una carga negativa y se crea un campo eléctrico dentro del cristal y algunos de los iones de plata emigran hacia los campos cargados electrónicamente, aquí se combinan con cada electrón para formar átomos de plata y la plata metálica forma una trampa mayor para más electrones liberados por la acción de la luz. Esta teoría dice como la energía luminosa absorbida al azar por la superficie del grano se puede dirigir a un punto determinado.
3.- ¿Qué ocurre con los átomos de bromo liberados durante la formación de la imagen latente? ¿Qué es lo que evita que se recombinen con los átomos de Ag y destruyan la imagen latente? El exceso de bromo en la red cristalina es absorbido por la gelatina que lo rodea en forma de átomos de bromo. Estos no se recombinan con los átomos de plata porque las trampas de electrones no permiten su paso.
4.- ¿Cuál es la función de los agentes reveladores?Su función es brindar electrones a los granos de bromuro de plata. Es decir actúan como un catalizador que proporciona energía y atraen electrones con mucha más facilidad que las partículas sensibles de los granos expuestos. Al acumularse los electrones la carga negativa formada, atrae los iones plata del interior del cristal para formar átomos de plata metálica negra.
5.- A que se le llama revelado físico (de la imagen latente) Se llama revelado físico cuando se añade plata soluble (en forma de nitrato) a una solución con agentes de revelado. Los agentes cederán electrones a las partículas de imagen latente como en revelado químico, pero en vez de limitarse a atraer los iones de plata solamente en el interior del mismo cristal, la plata atraída es preferentemente de la solución. Se puede decir que la imagen latente está siendo plateada.
6.- ¿Por qué falla la "Reciprocidad" de una superficie fotosensible cuando se expone, por muy poco tiempo, a una intensidad luminosa muy intensa? Falla porque se liberan muchos electrones con mucha rapidez respecto a los lentos iones de plata. Los electrones que no se combinan forman gran cantidad de depósitos de plata que son demasiado pequeños como catalizadores del revelado, muchos de estos átomos también se forman en defectos del cristal y en zonas de poca energía en vez de formarse partículas sensibles, en un revelador normal son desperdicio. Por lo que se requiere exposiciones más largas para que una partícula de imagen latente alcance su tamaño critico para el revelado.
7.- ¿Por qué falla la "Reciprocidad" de una superficie fotosensible cuando se expone, por un tiempo muy largo, a una intensidad luminosa muy tenue? Falla porque una exposición muy prolongada para una imagen de muy poca intensidad da lugar a una liberación muy lenta de electrones. Es posible que se alojen en partículas sensibles pero que formen átomos de plata independientemente. Los átomos de plata independientes son inestables, un átomo de plata puede emitir un electrón y volver al estado de plata iónico mientras que el electrón se vuelve a combinar con el ion de bromo. Por lo que debe haber un balance entre tiempo e intensidad para lograr una imagen.
8.- ¿A qué se le llama "solarización"? Si una imagen está muy sobreexpuesta (arriba de 500 o 1000 veces de lo normal) las partes luminosas de la escena quedan menos densas que las de las sombras. Todos o casi todos los valores de la tonalidad, aunque son muy densos, se invierten y dan un efecto de imagen positiva en vez de negativa.
9.- ¿Qué es el efecto Sabattier? Es un efecto parecido a la solarización, velando la emulsión con una débil luz a la que la emulsión fotográfica es sensible durante el revelado. La plata ya revelada en las zonas brillantes protege de la luz del velado a los haluros de plata de estas zonas. Las zonas de sombra quedan sin protección y aquí los haluros reciben la dosis completa de luz. Después del velado el revelador actúa más rápidamente en las zonas veladas y así las sombras pueden aparecer con más densidad que las zonas brillantes.
