2025-03-04

顯影歷程

一般來說,顯影劑包含以下幾個主成份:
  • 主劑
  • 鹼劑
  • 抗氧化劑
  • 防霧劑

主劑

顯影劑是一種還原劑,過程中顯影劑將 AgBr 還原為 Ag 而顯影劑自身則被氧化

AgBr + 2 R-OH + Ag 2 R=O + 2H+ + 2Br + 2Ag


當 R = Meto 時l

CH3C6H4(NH2)OH → CH3C6H4(NH2)O + H+ + e

當 R = Hydroquinone 時

C6H4 (OH)2 C6H4O2 + 2H+ + 2e

Metol 還原速度較快,能夠在影像的初期階段快速產生低對比度的圖像  Hydroquinone 還原作用較強,但速度較慢,通常用來產生較高的對比度。


這兩個藥劑都有安全疑慮,操作前需有安全規定相關說明,我以下面的影片來說明:

但是影片中有些值得討論的點:

  • 是否接受活體捐贈眼角膜?
  • 攝影師的相機倒影是什麼倒影?
  • hydroquinone 的毒是什麼毒?被有疑慮的藥劑噴濺到眼睛時緊急處理應為何?正常的藥劑應該如何處理?

鹼劑

pH越高顯影效力大,反差大,弱鹼對於水的增加 pH 變化較小,在這裡主要以亞硫酸鈉和硼砂作為弱鹼緩衝溶液,以下為利用 100 g 無水亞硫酸鈉溶於 1L 水,所得酸鹼值計算歷程:

Na2SO3 2Na+ + SO32−

SO32− +H2O HSO3 + OH(Ka = 6.6 × 10¹³)

Kb =Kw / Ka = 10−14 / 6.6 × 10−13 ≈1.52×10-2

[OH-] 2 = Kb × C = Kb × 100 / M 

pOH = −log[OH-] = −log(0.11) ≈ 0.96
pH    = 14 − pOH  = 14 − 0.96  = 8.04

抗氧化劑

主要功能為避免顯影主劑受氧影響降低效力,因而泡顯影劑時,會有一些方式來降低溶氧量,包含
  • 先溶一點亞硫酸鈉,但是不能太多,因為高濃度亞硫酸鈉不利 Metol 的溶解
  • 使用煮沸過的水,可以趕出一點氧
  • 保存瓶填裝液體時盡可能接近瓶口,或使用可壓縮體積的瓶身
若舉 hydroquinone 為例,其氧化時反應如
C6H4(OH)2 + O2 C6 H4 O2 +H2O2,
Hydroquinone 被氧化為對苯醌(quinone),降低 Hydroquinone 還原力,氧氣作為氧化劑,會搶奪 Metol Hydroquinone 釋放的電子,若有亞硫酸鈉介入,則

2 Na2SO3 + O2 2 Na2SO4

  • 亞硫酸鈉與氧氣的反應速率:亞硫酸鈉與氧氣的反應速率非常快,特別是在鹼性環境中。反應速率常數 k 受溶液 pH 和溫度影響,但在一般顯影條件下,亞硫酸鈉與氧氣的反應速率常數在 103−104 M−1s−1
  • Metol 與氧氣的反應速率:Metol 與氧氣的反應速率相對較慢,通常在 101 −102 M−1s−1的範圍。這使得 Metol 更容易被亞硫酸鈉保護,因為亞硫酸鈉會先與氧氣反應,減少 Metol 的氧化。

防霧劑

在顯影時,若有不應曝光卻曝光,即是發生銀離子不正確的還原出銀原子,正常說來是光使 AgBr 分解,釋出 Br AgAg 捕捉到電子,形成銀原子,若有未曝光的區域卻曝光,可以加入溴化鉀來抑制灰霧發生。


已曝光的區域:

  • 顯影劑還原更多 Ag,使之成為最終可見影像的一部分
  • Ag 會吸引更多 Ag 聚集並還原形成密集的銀顆粒

未曝光的區域

  • Br抑制顯影劑對未曝光區域的活性,防止Ag 被還原成Ag
  • Br會與顯影劑中的還原劑競爭未曝光的Ag ,將不應被還原中部分還原的 Ag 物質氧化回Ag

Ag⁺ + e⁻ Ag        E = + 0.7996 V

2 Br⁻ Br₂ + 2 e⁻   E = + 1.065 V

已曝光區域的 Ag⁺ 還原為 Ag 反應,由顯影劑中的還原劑提供電子。對於未曝光區域 Br ⁻ 會阻止 Ag⁺還原,若有銀原子形成, Br ⁻ 還可以氧化這些 Ag 回到 Ag⁺ 

顯影劑配方

  • D76
    • 52℃ 750mL  

    • Metol 2 g
      低對比、低亮度
    • Na2SO3 100 g  
    • Hydroquinone 5 g
      高對比、高亮度
    • Borax 2.0g  Na2B4O7 四硼酸鈉
    • 加水到  1 L
  • D23
    • at 52℃ 750mL  
    • metol 7.5g
    • Na2SO3 100g
    • water to 1 L
  • Caffenol
    • 咖啡
    • 蘇打 Na2CO3  54g
    • 維他命C16g 
    • KBr 1g
咖啡顯影的部分補充更多如下:

CHO

  • 多酚化合物,具有酚羥基 -OH
  • 通過氧化釋放電子,將銀離子還原為銀原子。氧化後,咖啡酚轉化為對苯醌類的氧化產物

C9H8O4 + 2Ag+ C9H6O4+2Ag+2HE ≈ + 0.3 V

CHO

  • 強還原劑
  • 適合用於初期顯影
  • 釋放出氫離子(H),需要鹼性環境(NaCO)來中和,避免 pH 值下降

C6H8O6 + 2Ag+C6H6O6+2Ag+2HE ≈ + 0.06 V

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定影

為了防止這些殘留鹵化銀在日後繼續對光線敏感,定影劑將它們溶解和清除,只留下顯影後的金屬銀。使圖像在光線下穩定且永久保存。 以 AP 顯影罐為例,300 c.c.溶液中 , 20 % 硫代硫酸鈉 = 60g 硫代硫酸鈉  + 240g 水 硫代硫酸钠(Na₂S₂O₃)和溴化银(Ag...