การถ่ายภาพกับปฏิกิริยารีดอกซ์
การถ่ายภาพเป็นงานอดิเรกที่นิยมกันมานานแล้ว นักถ่ายภาพสมัครเล่นหลายคนส่งฟิล์มไปล้าง
แต่หลายคนยอมเสียเวลาหลายชั่วโมงในห้องมืดเพื่อล้างฟิล์มเอง กระบวนการล้างฟิล์มเป็นเรื่องของปฏิกิริยารีดอกซ์
(Redox reaction)
ฟิล์มขาวดำเป็นแถบเซลลูโลสเคลือบด้วยเม็ดละเอียดของซิลเวอร์โบรไมด์ (AgBr)
เมื่อฟิล์มถูกแสงสว่างจะกระตุ้นซิลเวอร์โบรไมด์ ให้เกิดการเปลี่ยนแปลง
ดังนี้
AgBr + แสง ------> AgBr* เมื่อ
AgBr* หมายถึง ซิลเวอร์โบรไมด์ที่ถูกกระตุ้นด้วยแสง
เมื่อนำฟิล์มนี้ไปจุ่มในน้ำยาล้างรูป ซึ่งมีตัวรีดิวซ์อย่างอ่อน
เช่น ไฮโดรควิโนน (Hydroquinone; C6H6O2)
จะเกิดปฏิกิริยา
2AgBr*(s) + C6H6O2(aq)
------> 2Ag(s) + 2HBr(aq) + C6H4O2(aq)
ในกระบวนการรีดอกซ์นี้ Ag+ ไอออนใน
AgBr* จะถูกรีดิวซ์เป็นโลหะเงินและไฮโดรควิโนนถูกออกซิไดซ์เป็นควิโนน
(C6H4O2) ขั้นตอนการเกิดปฏิกิริยาอาจแสดงด้วยครึ่งปฏิกิริยา
(Half reaction) ดังนี้
ออกซิเดชัน : C6H6O2(aq)
------> C6H4O2(aq) + 2H+(aq)
+ 2e-
รีดักชัน : 2Ag+(aq) + 2e- ------>
2Ag(s)
เมื่อรวมครึ่งปฏิกิริยาเข้าด้วยกัน จะได้
2Ag+(aq) + C6H6O2(aq)
------> 2Ag(s) + C6H4O2(aq)
+ 2H+(aq)
ซึ่งเป็นสมการไอออนิกสุทธิสำหรับปฏิกิริยารีดอกซ์
ปริมาณของอนุภาคโลหะเงินสีดำที่เกิดบนฟิล์มเป็นปฏิภาคโดยตรงกับความเข้มของแสงที่ตกกระทบฟิล์มส่วนของ
AgBr ที่ไม่ได้ทำปฏิกิริยา (ไม่ได้ถูกกระตุ้น) จะต้องถูกล้างออกจากฟิล์มในขั้นตอนนี้
มิฉะนั้นก็จะค่อย ๆ ถูกรีดิวซ์ด้วยไฮโดรควิโนนแล้วแผ่นฟิล์มทั้งหมดก็จะกลายเป็นสีดำ
เพื่อป้องกันสิ่งนี้ จึงต้องจุ่มฟิล์มลงไปในน้ำยาตรึงรูป (fixer) ซึ่งเป็นสารละลายโซเดียมไทโอซัลเฟต
(Na2S2O3) เพื่อล้างซิลเวอร์ไอออนออก
ดังแสดงในปฏิกิริยา
AgBr(s) + 2S2O32-(aq)
------> Ag(S2O3)23-(aq)
+ Br-(aq)
สิ่งที่กล่าวมานี้เป็นการเตรียมแผ่นฟิล์มเนกาทีฟขาว-ดำซึ่งนำมาทำอัดรูปโดยฉายแสงผ่านแผ่นเนกาทีฟลงไปบนกระดาษอัดรูป
แล้วกระบวนการเช่นเดียวกับการล้างฟิล์มก็เกิดขึ้น ส่วนที่เป็นสีขาวของวัตถุซึ่งปรากฏเป็นสีดำบนเนกาทีฟจะทึบแสงและปรากฏการณ์เป็นสีขาวบนกระดาษอัดรูป
กระบวนการนี้จึงสลับบริเวณสว่างและมืดของเนกาทีฟให้เป็นรูปที่ต้องการ
|