The Kinetics of Sulphur Sensitization: Sulphide Migration During Digestion

Abstract

The sensitization and latent fogging of a photoemulsion with several sulphur sensitizers was followed. The kinetic law of sulphur sensitization observed was 1/t =cQ^m where t is digestion time, Q is sensitizer quantity, and c and m are constants depending on the sensitizer used and the emulsion conditions. These results, in conjunction with the known kinetics of sulphide formation are not consistent, with a single reaction step to give a sulphide sensitivity speck. A two-step reaction where the second step is not first order may be involved, and this may be the production of adsorbed sulphide atoms followed by their rearrangement into specks. A convenient experimental technique is described for following the photographic sensitometric properties of a digesting silver halide photoemulsion by taking a large number of Samples.

Résumé

La sensibilisation et le voile latent d’une émulsion photographique ont été étudiés avec plusieurs sensibilisateurs sulfurés. La cinétique de la sensibilisation sulfurante suit la loi 1/t =cQ^m où t est la durée de la maturation chimique, Q la quantité de sensibilisateur, c et m sont des constantes dépendant du sensibilisateur employé et des conditions opératoires.

Envisagés conjointement avec les données cinétiques concernant la formation du sulfure d’argent, ces résultats ne sont pas compatibles avec une réaction en une seule étape pour la production de germes de densibilité sulfurés. La réaction doit comporter deux étapes, la seconde n’étant pas du premier ordre. Ce peut être la formation d’atomes de sulfure adsorbés, suivie de leur réarrangement en germes.

On décrit une technique expérimentale commode qui permet d’analyser un grand nombre d’échantillons et de suivre pendant la maturation chimique l’évolution des propriétés sensitométriques d’une émulsion photographique aux halogénures d’argent.

Zusammenfassung

Der Einfluß verschiedener Schwefelverbindungen auf die Kinetik der Reifung und Schleierkeimbildung in photographischen Emulsionen wurde untersucht. Zwischen optimaler Reifzeit tand Menge Q an eingesetzter Schwefelverbindung wurde die Beziehung 1/t =cQ^m gefunden, wobei c und m Konstanten bedeuten, die von der Art der Schwefelverbindung und der verwendeten Emulsion abhängen.

Dieses Ergebnis—zusammengenommen mit der bekanntten Kinetik der Ag2S-Bildung-widerspricht der Annahme eines Einstufenprozesses bei der Bildung eines Ag₂S-Keimes.

Die Reaktion könnte dagegen in einen Zweistufenprozeß erfolgen, wobei der zweite Reaktionsschritt nicht von erster Ordnung sein sollte, etwa Erzeugung von adsorbierten Ag₂S-Molekeln im ersten Schritt und Umlagerung dieser Molekeln zu Reifkeimen im zweiten.

Es wird eine experimentelle Technik beschrieben, um mittels Entnahme einer großen Anzahl von Proben die änderung der sensitometrischen Eigenschaften einer Silberhalogenidemulsion im Verlauf der Reifung zu verfolgen.

Riassunto

E’ stata seguita la cinetica di numerosi sensibilizzatori solforanti nella sensibilizzazione e formazione di velo in emulsioni otografiche.

La legge cintetica osservata è stata 1/t =cQ^m dove: trappresenta il tempo di maturazione chimica, Q la quantità di sensibilizzatore, c ed m sono constati che dipendono sia dal sensibilizzatore usato che dalle condizioni dell’ emulsione.

Questi risultati, congiuntamente con la nota cinetica di formazione del solfuro, non sono in accordo con i singoli stadi di reazione che portano alla formazione dei centri di sensibilità.

Une reazione a due stadi, dove il secondo non è di primo ordine, può venire presa in considerazione seguendo formazione di atomi di solfuro adsorbiti seguiti dal loro successivo riarrangiamento a centri di sensibilità.

Viene descritta una tecnica sperimentale conveniente per seguire le proprietà sensitometriche di una emulsione fototgrafica ad alogenuri di argento maturata chimicamente.