Quels sont les nombreux principes chimiques mis en jeux durant ce procédé ?

Obtention

L’obtention d’une image photographique en noir et blanc sur pellicule comporte principalement trois étapes : l’exposition à la lumière d’un matériau photosensible ; le développement ou révélation (grâce à un produit appelé révélateur), et enfin la fixation de l’image (grâce à un autre produit : le fixateur). La pellicule photographique est constituée de plusieurs couches superposées. Nous allons nous intéresser aux deux principales : la gélatine et les halogénures d’argent. La gélatine est une substance naturelle qui constitue une couche importante de la pellicule. Elle empêche que les cristaux ne s’agglomèrent les uns aux autres dans l’émulsion liquide et a d’autres rôles plus complexes. Les halogénures d’argent (AgCl(s) AgI(s) AgBr(s)) sont les constituants majeurs de la couche sensible. C’est l’ion halogénure qui est photosensible ; il y a formation d’atomes d’argent. L’absorption de la lumière dépend donc de la nature de l’halogénure d’argent utilisé. La lumière est indispensable à l’obtention d’une image, mais son effet n’est pas immédiatement visible. Sous l’action de la lumière, il se forme une image latente (du latin latere : être caché) car le nombre d’atomes d’argent formés reste trop faible. Cette image n’est révélée que lors de l’action du révélateur. Le révélateur multiplie les atomes d’argent autour des grains d’argent déjà activés permettant ainsi de faire apparaître l’image ; les grains d’argent activés sont noircis, et les autres restent incolores. Pour une même durée de révélation, mais une durée d’exposition différente, le noircissement est d’autant plus important que la durée d’exposition est élevée. De la même manière, pour une même durée d’exposition, mais une durée de révélation différente, le noircissement est d’autant plus important que la durée de révélation est élevée. Un bain d’arrêt est ensuite utilisé, dans lequel on place le papier, pour bloquer l’action du révélateur. Un autre bain chimique, appelé fixateur, permet d’éliminer les grains non activés et ainsi d’éviter que la lumière ait une action ultérieure sur ces grains. Le fixateur est un produit qui détruit le précipité de chlorure d’argent, c’est lui qui met fin au développement. Pour enlever tous les résidus de produit chimique le papier est ensuite lavé.

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Réactions

Nous allons donc nous intéresser aux réactions qui ont lieu lors de l’obtention d’une photographie lors du développement. Tout d’abord, concernant la formation de l’image latente : lors de l’exposition à la lumière, les ions halogénure X- se transforment en halogène en cédant un électron. Elle correspond à la demi-équation suivante : lumière X-    =         X + e- . Les électrons ainsi libérés se déplacent au hasard dans le cristal et sont alors piégés par des impuretés appelées germes de sensibilité, introduits à cet effet dans l’émulsion. Les électrons ainsi piégés attirent les ions argent Ag+ et une réduction se produit alors : Ag+ + e-     =      Ag . En chaque germe de sensibilité se rassemblent ainsi quelques atomes d’argent constituant l’image latente. Le développement consiste à rendre visible l’image latente, c’est à dire à multiplier par environ 1010 le nombre d’atomes d’argent autour de cette image. On utilise pour cela un réducteur généralement appelé révélateur. Le révélateur (noté (Rev)red) est oxydé par la suite au cours du développement : (Rev)red = (Rev)ox + ne- + qH+ , L’équation bilan de la réaction de développement s’écrit : (Rev)red + nAg+ → (Rev)ox + nAg + qH+ . Afin d’éviter le noircissement complet de l’émulsion photographique lors du développement, il est nécessaire d’éliminer les halogénures d’argent non réduits ; c’est le rôle du fixateur. Le constituant actif du fixateur est l’ion thiosulfate S2O32-, cet ion donne en effet des complexes incolores très stables avec l’ion argent (I) Ag+. Il se forme plusieurs complexes suivant les équations-bilans : AgCl + S2O32- → [Ag(S2O3)]- + Cl – AgCl + 2 S2O32- → [Ag(S2O3)]3- + Cl – AgCl + 3 S2O32- → [Ag(S2O3)]5- + Cl –  

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Olivier

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