The Penetration of Solutes into Swollen Gel Layers

Abstract

The times of penetration of 1M sodium thiosulphate and D163 developer at full strength and diluted were measured through gelatin coatings of 4.6, 10.5 and 20 nm dry thickness, with a thin underlayer of silver chloride emulsion as an indicator. The results show that the time of penetration is proportional to the product of the thickness of the swollen layer and the cube of the reciprocal of the proportion of water in the gel. For layers of gelatin of up to 20 gm, swollen to any extent of practical importance, the penetration is non-Fickian; the solute moves with constant velocity through the depth of the layer, presumably as a front of constant concentration gradient.

Resume

Mesure de la durée de pénétration d’une solution de thiosulfate de sodium 1 M et du révélateur D 163 concentré ou dilué dans des couches de gélatine d’épaisseurs seches 4,6—10,5 et 20 run, une sous-couche mince d’émulsion ä base de chlorure d’argent servant d’indicateur. Les résultats montrent que la durée de pénétration est proportionnelle au produit de I’épaisseur de la couche gonflée par le cube de I’inverse de la proportion d’eau dans le gel. Jusqu’a 20 jam d’épaisseur, pour des gonflements analogues à ceux rencontrés en pratique, la pénétration ne suit pas la loi de Fick; le soluté se déplace à vitesse constante dans toute l’épaisseur de la couche, probablement avcc un front de diffusion de gradient de concentration constant.

Zusammenfassung

An Gelatineschichten von 4.6, 10.5 und 20 μm Trockenschichtdicke wurden die Durchdringungszeiten fur 1 M-Thiosulfatlösung sowie für D 163 Entwickler (konzentriert und verdünnt) gemessen. Als Indikator dientc dabei eine dünne Schicht ciner Silberchlorid-Emulsion, die sich unter der Gelatineschicht befand. Die Ergcbnisse zeigen, daß die Durchdringungszeit proportional der Dickc der gequollenen Schicht und umgckchrt proportional dcr dritten Potcnz des Wasseranteils in der Gelatine ist. Für Gelatineschichten bis zu 20 μm Dicke mit Quellfaktoren im praktisch wichtigen Bereich folgt das Durchdringen der Schicht nicht dem Fickschen Gesetz; die Losung bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit durch die Schicht hindurch, vermutlich als Front mit konstantem Konzentationsgradi- enten.

Riassunto

Sono stati esaminati i tempi di penetrazione di una soluzionc di sodio tiosoltato IM e dello sviluppatore D1 63 tal quale e diluito, in strati di gelatina aventi, alio stato secco, spessori di 4,6, 10,5 e 20 μm, servendosi di un sottile sottostrato di emulsione al cloruro d'argcnto come indicatore. I risultati indicano che il tempo di penetrazione è proporzionale al prodotto dello spessore dello strato rigonliato per il cubo del rcciproco del rapporto dell’acqua ncl gel. Per strati di gelatina oltrc i 20 μm, rigonfiati fino al limite di interesse pratico, la penetrazione è non-Fickiana; il soluto si muove con velocità costante attraverso lo spessore dello strato, presumibilmente come un fronte a gradiente di concentrazione costante.