Czułość spektralna soli srebra i uczulenie barwnikami

sól srebra
Jest rzeczą łatwo zrozumiałą że rozkład fotochemiczny halogenków srebra może przebiegać tylko pod wpływem kwantów światła przez niego pochłoniętego a nie odbitego lub przepuszczonego. Jest to podstawowe prawo wszystkich procesów fotochemicznych zwane prawem Grotthusa-Drapera. Chlorek srebra pochłania wyłącznie promieniowanie ultrafioletowe i w niewielkim stopniu światło fioletowe. Wobec tego wykorzystuje max. czułości niewidzialnej części widma. Można to wykazać rzutując widmo światła słonecznego na papier pokryty warstwą chlorku srebra. Papier będzie ciemniał w części położonej tuż za końcem fioletowej części widma a nie będzie reagował na część widzialną. Bromek srebra wykazuje max. pochłaniania i czułości niebieskiej części widma, a jodek srebra w części fioletowo niebieskiej. Szczególnie ważny przypadek stanowi mieszanie bromku srebra z kilkoma procentami jodku srebra stanowiącego podstawy składnik negatywowej emulsji, negatywów i papierów do powiększeń. W roku 1873 Vogel odkrył zjawisko uczulenia optycznego czyli sensybilizacje optyczną. Polega ona na tym ze halogenki srebra można zabarwiać niektórymi barwnikami, podobnie jak się farbuje tkaniny.
Barwnik dodaje się do roztworu w którym powstaje halogenek srebra lub do gotowych soli srebra. Cząsteczki barwnika są przyciągane czyli absorbowane przez powierzchnię stałych soli srebra i tworzą na nich cienką ślepo związaną warstwą. Zjawisko zauważone przez Vagela i wykorzystane przez jego następców, polega na tym że zabarwienie halogenków srebra uzyskuje dodatkowy zakres czułości w widmie niemal identycznie z zakresem pochłoniętego barwnika lecz nieco długofalowego. Jeżeli użyjemy barwnika purpurowego przepuszczającego światło niebieskie i czerwone a pochłaniające światło zielone to halogenek srebra uzyska dodatkowy zakres czułości na światło zielone. W podobny sposób barwa niebiesko zielona uczula halogenki srebra na światło czerwone. Chemia barwników uczulających stanowi obecnie specjalnie rozbudowany dział chemii organicznej, ograniczmy się zatem do ogólnej charakterystyki do mechanicznego uczulenia optycznego nazwanego również uczuleniem spektralnym. Działanie barwników uczulających tłumaczy się obecnie dwoma zjawiskami:

I – pierwsze zjawisko absorpcji cząsteczek lub zespół cząsteczek (agregatów na powierzchni soli srebra).
II – drugie zjawisko fotoelektryczne przebiegające pod wpływem działania kwantu promieniowania pochłoniętego przez cząsteczki barwne.

Każdy barwnik uczulający ma w roztworze alkoholowym lub rozcieńczonym roztworze wodnym, charakterystyczne zabarwienie które powstaje w skutek selektywnego pochłonięcia światła w wąskim zakresie widma cząsteczki na pojedynczej cząsteczki. Zakres widma które określa się pasmo M. w miarę przechodzenia do bardziej stężonych roztworów wodnych oprócz pochłaniania paśmie M zjawia się dodatkowy zakres pochłaniania przesunięty w stronę fal krótszych, tak zwane pasmo H. Drugi zakres przesunięty w stronę fal dłuższych tak zwane Pasmem J. To ostatnie wyróżnia się selektywnością i wysokością. Występowanie pochłaniania w pasmach H I J przypisane jest powstawanie różnego rodzaju skupisk cząsteczek barwnika czyli agregatów które pod wpływem światła w innych zakresach widma niż pojedyncze cząsteczki. Szczególnie duże znaczenie dla uczulenia emulsji światłoczułej posiada pasmo J, które zapewnia silne i dość selektywne uczulenie i długofalowość części widma zwanym uczuleniem drugiego rodzaju. Ciekawym zjawiskiem jest wyraźne podwyższenie uczulenie optyczne przez jednoczesne zastosowanie odpowiednio dobranych dwóch barwników lub barwnika i ciała bezbarwnego. Zjawisko to nazywa się super sensybilizacją i znajduje zastosowanie w uczulaniu przemysłowym. W wyniku super sensybilizacji ulega podwyższeniu i rozszerzeniu pasmo J, rzadziej pasmo H a czasem powstaje nowe pasmo uczulenia.