사진 화학 | 흑백사진 - 2부

잠상의 증폭현상

할로겐화은은 상을 효과적으로 만들어주기 때문에 가장 좋은 감광 재료로 사용된다. 즉 한 개의 광자가 할로겐화은 입자에 감응하면 적어도 네 개의 은 원자를 생성하고 적당한 현상액으로 환원할 때 그 효과가 10억배 이상 증폭된다. 감광된 필름이 현상액에 담구어지면, 은 원자핵(Ag⁺)을 가진 입자는 은 원자핵이 없는 입자보다 더 빨리 환원된다. 단위 입자당 존재하는 은 원자핵이 많으면 많을수록 반응은 더 빨리 진행된다.

 

현상액의 온도, 농도, pH, 입자 중에 포함되어 있는 총 원자핵의 수 등과 같은 조건들은 현상의 정도, 시간당 에멀젼 필름에 부착되는 유리된 은의 강도(검게 되는 강도) 등을 결정하게 된다. 현상제는 은이온을 자유 은(Ag⁰)으로 환원시키는 능력이 있어야 한다. 그리고 감광되지 않은 입자를 환원시키지 않는 선택성도 지녀야 하는데 이 과정을 흐리게 하는 과정(fogging)이라 한다. [그림 6]은 보통 많이 쓰이는 사진 현상제들의 구조식이다.

 

흑백사진 현상에 쓰이는 대부분의 현상제들은 하이드로퀴논(hydroqui- none)과 메톨(metol) 혹은 하이드로퀴논과 페니돈(phenidone) 같은 것으로 구성되어 있다. 전형적인 현상제는 하나 또는 두 가지의 현상 물질과, 공기에 의한 산화를 막기 위한 산화방지제, 그리고 실제 환원반응이 지연되는 것을 방지하기 위한 알칼리 완충용액이 사용되고 있다. 현상제의 조제는 [표 2]에서와 같이 물 750mL(50oC)에 메톨 외 3가지 성분들을 녹인 다음 찬물을 가하여 전체의 양을 1L로 한다. 하이드로퀴논이 현상액으로 작용할 때 퀴논(quinone)과 두 개의 수소 이온이 생성된다.

 

이 반응은 가역반응이기 때문에, 수소이온이나 퀴논이 생성되면 현상과정에 방해를 받게 된다. 그러나 아황산나트륨은 퀴논과 반응하여 하이드로퀴논의 아황산 치환체를 생성하므로 역반응의 진행을 막을 수 있다. 또 생성된 수소이온은 알칼리 완충용액에 의하여 중화된다.

 

그림 6 여러가지 현상체들

 

50℃의 물	750㎖
Metol	2.0g
Hydroquinone	5.0g
Sodium sulfite(Na2SO3)	100.0g
Borax(Na2B4O7․10H2O)	2.0g

흑백필름에 대한 현상제의 전형적인 조성

 

만일 현상이 알맞은 조건보다 너무 높은 온도에서 진행되거나, 또는 너무 오랫동안 지속하게 되면 흐려짐이 많이 생겨 음화로서의 가치가 없게 된다. 또 현상 반응은 온도가 올라가면 빨리 진행되기 때문에 현상액의 온도도 적절히 조절하여야 한다. 현상과정의 정지는 식초산과 같은 약산의 정착액을 사용하여 pH를 낮추어 주면 된다.

 

 

고정

만일 빛에 가장 예민한 곳에 노출된 자유 은만 현상하고 나머지는 현상하지 않는다면 현상되지 않은 할로겐화은은 음화를 빛에 노출시킬 때 다시 감광될 것이다. 이 문제를 해결하기 위하여 알맞은 화합물을 써서 환원되지 않은 할로겐화은을 현상 후 제거시켜야 한다. 따라서 흑백사진의 경우는 고정액으로 티오황산이온(S₂O₃^2-)을 많이 쓴다. 티오황산이온은 안정하며 물에 잘 녹고 음이온과 쉽게 착물을 이루어서 필름상의 젤라틴으로부터 잘 씻겨 나간다.

 

 

 

 

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