ข้ามไปเนื้อหา

ซิลเวอร์แฮไลด์

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
ผลึกของซิลเวอร์คลอไรด์

ซิลเวอร์แฮไลด์ (อังกฤษ: Silver halide) เป็นผลึกไวแสงจะไวต่อแสงคลื่นสั้น เช่น รังสีอัลตราไวโอเลตและแสงในช่วงคลื่นสีน้ำเงิน ฟิล์มประเภทนี้เรียกว่า ฟิล์มที่ไวต่อแสงสีน้ำเงิน (blue-sensitive) ดังนั้น จึงมีการเติมสีย้อม (color dyes) เพื่อขยายช่วงความไวแสงของฟิล์มออกไป ฟิล์มที่มีการเติมสีย้อมลงไปในลักษณะดังกล่าว ได้แก่ ฟิล์มที่ไวต่อแสงสีน้ำเงินและแสงสีเขียว (orthochromatic) และฟิล์มที่ไวต่อแสงทุกสี (panchromatic) ดังนั้น การแบ่งประเภทของฟิล์มตามความไวแสงจึงแบ่งได้เป็นสามประเภท ได้แก่ ฟิล์มที่ไวต่อแสงสีน้ำเงิน ฟิล์มที่ไวต่อแสงสีน้ำเงินและแสงสีเขียว และฟิล์มที่ไวต่อแสงทุกสี

ประวัติศาสตร์

[แก้]

ในช่วงปี ค.ศ. 1727 - ค.ศ. 1777 ช่วงนี้ถือว่าเป็นจุดเริ่มต้นของสาขาเคมีโดย โยฮัน ไฮน์ริช ชุลท์เซอ ชาวเยอรมัน พบว่าสารผสมของชอล์กกับเกลือเงินไนเตรทเมื่อถูกแสง แล้วจะทำให้เกิดภาพสีดำ ในปี ค.ศ. 1771 นักเคมีชาวสวีเดนชื่อ คาร์ล วิลเฮ็ล์ม เชเลอได้ค้นพบว่าเกลือเงินเปลี่ยนเป็นโลหะเงินโดยปฏิกิริยาของแสง ซึ่งนำไปสู่การค้นพบสารละลายใหม่ เขาค้นพบครั้งนี้โดยทำการทดลองกับเกลือเงินไนเตรด และเงินคลอไรด์ อีกทั้งยังได้ให้ข้อสักเกตไว้ด้วยว่า แสงสีม่วงของสเปคตรัม มีผลแรงมากที่สุดที่ทำให้เกลือเงินเป็นสีดำ ดังนั้นจึงต้องผลิตสารละลายในการถ่ายรูปให้ไวต่อแสงสีม่วงและสีน้ำเงิน

ต่อมาในปี ค.ศ. 1777 วิลเลี่ยมพบว่าแสงสีน้ำเงินและสีม่วงของ Positive มีผลทำให้เกลือเงินไนเตรทและเกลือเงินคลอไรด์ เปลี่ยนเป็นสีดำได้มากกว่าแสงสีแดง จนเมื่อ ค.ศ. 1826 นีเซฟอร์ เนียปส์ ชาวฝรั่งเศส ได้ใช้แผ่นดีบุกผสมตะกั่วฉาบด้วยสารไวแสงบีทูเมน ซึ่งมีสีขาว ใส่ในกล้อง ออบสคิวรา ถ่ายภาพทิวทัศน์จากหน้าต่างบ้านเขาเองที่เมืองแกรส โดยใช้เวลานานถึง 8 ชั่วโมงเมื่อนำแผ่นดีบุกไปล้างด้วยน้ำมันจากต้นลาเวนเดอร์ทำให้ส่วนที่ถูกแสงที่เป็นส่วนโพสิทีฟแข็งตัว ส่วนที่ไม่ถูกแสงจะถูกล้างออกไปหมด เหลือแต่ส่วนที่เป็นสีดำ

ต่อมา วิลเลียม ฟอกซ์ แทลบอต และ หลุยส์ ดาแกร์ คิดค้นวิธีบันทึกภาพได้ในเวลาไล่เลี่ยกับการถ่ายภาพด้วยวิธีดาแกร์เลิกใช้กันแล้ว แต่เทคนิคที่ทัลบอตพัฒนาขึ้นในต้นคริสต์ศตวรรษที่ 18 ยังใช้ต่อมาถึงปัจจุบัน ทัลบอตใช้วิธีจุ่มกระดาษลงในสารละลายเกลือเงินซิลเวอร์คลอไรด์ ที่มีคุณสมบัติเปลี่ยนเป็นสีดำ เมื่องถูกแสงตกสู่กระดาษก็จะได้ภาพเนกาทีฟที่กลับดำเป็นขาวและขาวเป็นดำ ทัลบอตใช้กระบวนการเช่นเดียวกันนี้ในการอัดภาพโพซิทีฟหรือภาพเหมือนจริงได้มากเท่าที่ต้องการ

จากภาพโพสิทีฟ ที่ไม่สามารถไปอัดขยายเพิ่มได้อีก จึงได้มีการพัฒนามาเป็นการค้นพบภาพเนกาทีฟ โดย วิลเลียม ฟอกซ์ แทลบอต โดยใช้กระดาษไวแสงเคลือบละลายเงินไนเตรดและกรดแกลลิก เมื่อนำไปถ่ายภาพแล้วนำไปล้างในน้ำยาเงินไนเตรตและโพแทสเซียมไอโอไดด์ จะทำให้ภาพค่อยปรากฏให้เห็นเป็น ภาพเนกาตีฟ ซึ่งสามารถนำไปอัดขยายต่อได้

การประยุกต์ใช้

[แก้]

ความไวต่อแสง

[แก้]

ซิลเวอร์เฮไลด์ถูกนำมาใช้ใน ฟิล์มถ่ายภาพ และ กระดาษถ่ายภาพ รวมถึงฟิล์มและกระดาษสำหรับงานกราฟิก โดยที่ผลึกซิลเวอร์เฮไลด์ในเจลาติน จะถูกเคลือบลงบนฐานฟิล์ม แก้ว หรือ กระดาษ

เจลาตินเป็นส่วนประกอบสำคัญของอิมัลชัน เนื่องจากเป็น คอลลอยด์ป้องกัน ที่มีคุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่เหมาะสม เจลาตินอาจมีธาตุอื่นๆ (เช่น กำมะถัน ) ซึ่งช่วยเพิ่มความไวต่อแสงของ อิมัลชัน แม้ว่าในปัจจุบันจะใช้เจลาตินที่ปราศจากส่วนประกอบดังกล่าวก็ตาม

ซิลเวอร์เฮไลด์ในอิมัลชันฟิล์ม

เมื่อผลึกซิลเวอร์เฮไลด์สัมผัสกับแสง จุดไวต่อแสงบนพื้นผิวของผลึกจะเปลี่ยนเป็นจุดโลหะเงิน (ซึ่งประกอบเป็นภาพที่มองไม่เห็นหรือ ภาพแฝง ) หากจุดโลหะเงินนั้นมีอะตอมประมาณสี่อะตอมขึ้นไป จะสามารถนำไปพัฒนาภาพได้ ซึ่งหมายความว่าสามารถพัฒนาภาพได้ โดยกระบวนการพัฒนาภาพจะเปลี่ยนผลึกทั้งหมดให้กลายเป็นโลหะเงิน บริเวณของอิมัลชันที่ได้รับแสงในปริมาณมาก (เช่น แสงสะท้อนจากวัตถุที่ถ่ายภาพ) จะได้รับการพัฒนาภาพมากที่สุด และส่งผลให้มีความหนาแน่นทางแสงสูงสุด

ซิลเวอร์โบรไมด์และซิลเวอร์คลอไรด์อาจใช้แยกกันหรือใช้ร่วมกันก็ได้ ขึ้นอยู่กับความไวและคุณภาพโทนสีที่ต้องการในผลิตภัณฑ์ ซิลเวอร์ไอโอไดด์มักใช้ร่วมกับซิลเวอร์โบรไมด์หรือซิลเวอร์คลอไรด์เสมอ ยกเว้นในกรณีของกระบวนการถ่ายภาพแบบดั้งเดิมบางอย่าง เช่น แผ่นเปียกคอลโลเดียน และ ดาแกร์โรไทป์ ซึ่งบางครั้งอาจใช้ไอโอไดด์เพียงอย่างเดียว (โดยทั่วไปถือว่าจำเป็นหากต้องการล้างภาพดาแกร์โรไทป์ด้วยวิธีเบคเคอเรล ซึ่งใช้การฉายแสงสีแดงเข้ม ซึ่งมีผลเฉพาะกับผลึกที่มีจุดภาพแฝง แทนการฉายแสงปรอท) ทั้งนี้ ซิลเวอร์ฟลูออไรด์ไม่ได้ใช้ในงานถ่ายภาพ

เมื่อโฟตอน ถูกดูดซับโดยผลึก AgX อิเล็กตรอนจะถูกกระตุ้นไปยังแถบนำไฟฟ้า ( ออร์บิทัลเชิงอะตอม ที่กระจายตัวซึ่งมีพลังงานสูงกว่าแถบวาเลนซ์ ) ซึ่งสามารถดึงดูดโดย จุดไวต่อการตรวจจับ ซึ่งเป็นกับดักอิเล็กตรอนตื้น ซึ่งอาจเป็นข้อบกพร่องของผลึกหรือกลุ่มของ ซิลเวอร์ซัลไฟด์ ทองคำ ธาตุติดตามอื่นๆ ( สารเจือปน ) หรือการรวมกันของสิ่งเหล่านี้ จากนั้นจะรวมกับไอออนเงินที่แทรกอยู่เพื่อสร้างจุดโลหะเงิน [1]

นอกจากนี้ ยังใช้ซิลเวอร์เฮไลด์ในการทำให้เลนส์แก้ไขสายตา เปลี่ยนสีเข้มขึ้นเมื่อสัมผัสกับ แสงอัลตราไวโอเลต (ดู ปรากฏการณ์โฟโตโครมิซึม )

เคมี

[แก้]

ซิลเวอร์เฮไลด์ ยกเว้นซิลเวอร์ฟลูออไรด์ ไม่ละลายในน้ำมากนัก ซิลเวอร์ไนเตรต สามารถใช้ ตกตะกอนของเฮไลด์ ได้ การใช้งานนี้มีประโยชน์ในการวิเคราะห์เชิงปริมาณของเฮไลด์ [2] 689-703 สารประกอบซิลเวอร์เฮไลด์หลักสามชนิดมีสีที่โดดเด่นซึ่งสามารถใช้ในการระบุไอออนเฮไลด์ในสารละลายได้อย่างรวดเร็ว สารประกอบซิลเวอร์คลอไรด์จะเกิดตะกอนสีขาว ซิลเวอร์โบรไมด์จะเกิดตะกอนสีครีม และ ซิลเวอร์ไอโอไดด์จะเกิดตะกอนสีเหลือง

สารประกอบบางชนิดสามารถเพิ่มหรือลดความสามารถในการละลายของ AgX ได้อย่างมาก [3] ตัวอย่างของสารประกอบที่เพิ่มความสามารถในการละลาย ได้แก่ ไซยาไนด์ ไทโอไซยาเนต ไทโอซัลเฟต ไทโอยูเรีย เอมีน แอมโมเนีย ซัลไฟต์ ไทโออีเทอร์ และคราวน์อีเทอร์ ตัวอย่างของสารประกอบที่ลดความสามารถในการละลาย ได้แก่ ไทออลอินทรีย์หลายชนิดและสารประกอบไนโตรเจนที่ไม่มีหมู่ที่ช่วยในการละลายอื่นนอกจากหมู่เมอร์แคปโตหรือตำแหน่งไนโตรเจน เช่น เมอร์แคปโตออกซาโซล เมอร์แคปโตเตตราโซล โดยเฉพาะ 1-phenyl-5-mercaptotetrazole เบนซิมิดาโซล โดยเฉพาะ 2-mercaptobenzimidazole เบนโซไตรอะโซล และสารประกอบเหล่านี้ที่ถูกแทนที่ด้วยหมู่ไฮโดรโฟบิกเพิ่มเติม สารประกอบเช่นไทโอไซยาเนตและไทโอซัลเฟตช่วยเพิ่มความสามารถในการละลายเมื่อมีปริมาณมากพอ เนื่องจากการเกิดไอออนเชิงซ้อนที่ละลายได้ดี แต่ในขณะเดียวกันก็ลดความสามารถในการละลายลงอย่างมากเมื่อมีปริมาณน้อยมาก เนื่องจากการเกิดไอออนเชิงซ้อนที่ละลายได้น้อย

การใช้งานเพื่อการเก็บรักษาเอกสาร

[แก้]

ซิลเวอร์เฮไลด์สามารถใช้ในการฝากรายละเอียดเล็กๆ ของโลหะเงินลงบนพื้นผิว เช่น ฟิล์ม เนื่องจากความเสถียรทางเคมีของโลหะเงิน ฟิล์มนี้จึงสามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในการเก็บรักษาเอกสารได้ ตัวอย่างเช่น Arctic World Archive ใช้ฟิล์มที่พัฒนาด้วยซิลเวอร์เฮไลด์ [4] เพื่อจัดเก็บข้อมูลที่น่าสนใจทางประวัติศาสตร์และวัฒนธรรม เช่น ภาพรวมของรหัสโอเพนซอร์สในที่เก็บ GitHub ที่ใช้งานอยู่ทั้งหมด ข้อมูลเมื่อ 2020 .

อ้างอิง

[แก้]
  1. Myers, Dr. Drew. "Chemistry of Photography". Cheresources.com. GlobalSpec. สืบค้นเมื่อ January 25, 2009.
  2. Burgot, Jean-Louis (2012), "Titrimetric Methods Involving a Precipitation", Ionic Equilibria in Analytical Chemistry (ภาษาอังกฤษ), New York, NY: Springer New York, pp. 689–703, doi:10.1007/978-1-4419-8382-4_37, ISBN 978-1-4419-8381-7, สืบค้นเมื่อ 2023-12-04
  3. Borresen, H. C. (1963-07-01). "An Improvement of the Amperometric Titration of Thiols at the Rotating Platinum Electrode". Analytical Chemistry (ภาษาอังกฤษ). 35 (8): 1096–1097. doi:10.1021/ac60201a056. ISSN 0003-2700.
  4. Sabliński, Jędrzej; Trujillo, Alfredo (2021). "Piql. Long-term preservation technology study". Archeion. 122: 13–32. doi:10.4467/26581264ARC.21.011.14491.