FOTOQUÍMICA

La fotoquímica estudia la relació entre l’energia en forma de llum i les transformacions químiques de la matèria.

 

Naturalesa de la llum:

La llum és una pertorbació electromagnètica produïda en el buit a causa del moviment de la càrrega elèctrica. En el cas químic, a causa del moviment dels electrons.

Aquesta pertorbació es desplaça a una velocitat aproximada d’uns 300.000 Km/s en el buit absolut.

Formada per un camp elèctric i un camp magnètic, es desplaça en una forma oscil·lant de tipus senoidal i es caracteritza per la seva freqüència (Hertz per segons) i la seva longitud d’ona:

            Longitud = 3.000.000/freqüència

S’entén per llum blanca la radiació d’un ample marge de freqüències. És el cas de la llum solar o emesa per una làmpada d’incandescència.

Si la llum blanca passa a través d’un prisma, queda descomposta en una banda lluminosa de colors roig, taronja, groc, verd, blau, anyil i violeta.

Entre ells mateixos no existeix solució de continuïtat. Es passa de l’un a l’altre de forma insensible. Aquesta banda de colors rep el nom d’ESPECTRE SOLAR.

El roig és el de major longitud d’ona i aquesta disminueix fins al violat, que és el de menys longitud d’ona visible.

Recordem que el ‘COLOR’ no existeix i que només és un efecte òptic per efectes electroquímics en els òrgans de visió animal. L’ull humà només és sensible per radiació espectral entre longituds de 400 (roig) i 800 (violeta) bilions d'oscil·lacions per segon de l’ona electromagnètica.

Quan s’escalfa un cos –introducció d’energia en el mateix- retorna part d’aquesta energia en forma de radiació electromagnètica per sota els 400 bilions (infraroig). Cap els 500˚ C pren el color roig fosc i es comença a fer visible.

En augmentar la temperatura ‘VIRA’ el color cap al taronja, groc i blanc. Aquest és el fenomen d’INCANDESCÈNCIA provocat per energia calorífica.

També és possible la radiació per energia química com la fosforescència coneguda també com a ‘luminiscència química’ o llum freda.

La llum provoca COMBINACIONS, DESCOMPOSICIONS, SUBSTITUCIONS i també fenòmens ALOTRÒPIS.

Entre les primeres existeix la combinació del clor i hidrogen, amb explosió sota la influència de la llum intensa i lenta en el cas de la llum difusa.

 

Les sals de plata són reduïdes per la llum amb més intensitat com més activa sigui la radiació (intensitat de la llum).

El fòsfor ordinari es transforma en fòsfor roig amb l’acció de la llum (fenomen alotròpic).

Aquestes reaccions poden ser amb pèrdua d’energia lliure (clor/hidrogen) o amb augment de l’energia com si en produir-se la reacció l’energia que la provoca s’incorporés a la pròpia energia del sistema.

 

Lleis de les reaccions fotoquímiques:

 

1)               En tota reacció provocada o accelerada per la llum, l’activitat química és proporcional a la intensitat i el temps en què actua la llum.

2)               L’acció química de la llum és més gran com més petita sigui la seva longitud d’ona (major freqüència).

3)               L’acció química de la llum per una mateixa radiació (color) és en proporció inversa al quadrat de la distància entre la font de la llum i els elements químics.

 

Un experiment fàcil és el d’exposar una placa fotogràfica a la llum solar (llum blanca) coberta parcialment amb filtres de color.

És possible augmentar la sensibilitat d’un cos per determinada radiació addicionant ‘sensibilitzadors òptics’ que absorbeixen la llum, o també ‘sensibilitzadors químics’, que fixen alguns dels productes de la reacció fotoquímica.

Al primer grup hi pertanyen certs colorants orgànics. La gelatina és utilitzada com a sensibilitzador químic.

 

Fonaments de la fotografia:

 

La llum descomposa algunes sals de plata (reducció) separant la plata reduïda de color negre. L’acció química s’afavoreix amb la presència de la gelatina com a sensibilidor químic on es fixa la plata en forma col·loïdal.

Les plaques o pel·lícula fotogràfica corrents es fabriquen recobrint una de les cares amb una dissolució homogènia i coroïdal d’una sal de plata (generalment bromur de plata) i gelatina.

Quan la llum actua sobre la placa o pel·lícula comença una precipitació química (reducció) de la plata.

A la placa hi queda una imatge latent (invisible) que es converteix en visible submergint la placa en una solució reductora (revelador) com la hidroquinona, metol i àcid piroglaic.

El revelador accelera la reducció de la sal de plata iniciada per la llum amb una intensitat més gran quan més enèrgica sigui l’acció de la llum.

Obtinguda la imatge (negatiu) es renta amb aigua i es submergeix en una dissolució d’hiposuflit sòdic, que dissol la plata no reduïda per la llum (fixador d’imatge).

Per obtenir una imatge positiva es repeteix el procediment fent passar la llum pel negatiu i impressionant una altra placa.

D’aquesta manera és possible una imatge exacta de l’objecte fotografiat. També s’utilitzen substàncies especials per tal de donar un cert to de color a la imatge: virat de la fotografia.

En el cas de l’ELECTORMEDECINA és comú l’ús de la fotografia en molts equips i instruments com és el cas dels raigs X i els sistemes d’anàlisi químic molt sofisticats, en els quals la font de la llum es de tipus no visible (sense color) però, en canvi, molt activa perquè la seva longitud d’ona és molt curta –veure espectre electromagnètic-.