Jahrzehntelang setzten die Standard-Feinkornentwickler auf Hydrochinon, ein zuverlässiges Reduktionsmittel, das meist mit Metol oder Phenidone kombiniert wurde. Hydrochinon ist zudem ein Aquatoxin und ein Sensibilisator – in den 1990er Jahren war seine Entsorgung ein Haftungsrisiko, das man mit gezieltem Chemiedesign umgehen wollte. Kodak brachte Xtol 1996 auf den Markt – das Datenblatt für den Kleintank, Publication J-107, ist auf September 1996 datiert – und brach mit dieser Tradition, indem es die Chemie rund um Ascorbinsäure aufbaute, dasselbe Molekül wie Vitamin C. Das Ergebnis war ein Entwickler, den Kodak als Ersatz für D-76 positionierte: feines Korn bei voller Emulsionsempfindlichkeit, ganz ohne Hydrochinon. Genau diese Chemie brachte jedoch auch einen Fehlertyp mit sich, den Fotografen bis dahin nicht kannten.

Das superadditive Paar

Xtols zwei Entwicklungssubstanzen sind ein Ascorbat und ein Pyrazolidinon – beide für sich genommen wenig energetisch. Ihr Wert liegt in der Superadditivität: Zusammen reduzieren sie belichtetes Silberhalogenid schneller, als die Summe ihrer einzelnen Aktivitäten erwarten lässt. Am klarsten lässt sich das mit dem Agens-1/Agens-2-Modell beschreiben. Das Pyrazolidinon ist argentophil – es besitzt einen hydrophoben, tensidartigen Rest, der es an das Silberhalogenid-Korn adsorbieren lässt, sodass die eigentliche Reduktion an der Kornoberfläche stattfindet. Ascorbat hat das stärkere Reduktionspotenzial, adsorbiert aber schlecht, bleibt daher in Lösung und regeneriert das oxidierte Pyrazolidinon, anstatt direkt das Korn anzugreifen.

Der Kreislauf funktioniert nur unter zwei Bedingungen. Die erste oxidierte Form des Oberflächenagens muss ein stabiles Semichinon-Radikal sein – das liefern die Pyrazolidinone und macht sie zum stärksten superadditiven Partner für Ascorbat. Und das Reduktionspotenzial des Oberflächenagens muss zwischen dem Fermi-Niveau des Silbers und dem Potenzial des Ascorbats liegen, damit Elektronen bergab von Ascorbat über das Pyrazolidinon ins Silber fließen. Das Ascorbat in Xtol liegt als Natriumascorbat-artiges Salz vor; Kodaks Partneragens ist Dimezone-S, ein Vertreter der 1-Phenyl-3-Pyrazolidinon-Familie neben Phenidone, Phenidone A und Dimezone. Kodak bevorzugte Dimezone-S, weil es sich besser löst und stabiler in Lösung bleibt als einfaches Phenidone.

Ein Patent, nicht nur ein Rezept

Kodak hat die Ascorbat-Entwicklung nicht 1996 erfunden. Wie Bill Troop und Steve Anchell in The Film Developing Cookbook schildern, hatte Kodak bereits früher mit Phenidone-plus-Ascorbinsäure-Entwicklern experimentiert, war aber durch das Patent eines schwedischen Unternehmens auf Ascorbat-Entwickler von einer kommerziellen Einführung abgehalten worden. Xtol konnte erst nach Ablauf dieses Patents auf den Markt kommen – das ist der eigentliche Grund, warum ein „Vitamin-C-Entwickler” von einem großen Hersteller zu dem Zeitpunkt erschien, zu dem er erschien, und nicht ein Jahrzehnt früher. Dieselbe Patentlogik gilt für die Klone: Das relevante Patent lief 2016 aus, und Adox XT-3 ist inzwischen der wichtigste kommerziell erhältliche Xtol-kompatible Entwickler – als Pulver erhältlich, um 1 oder 5 Liter Gebrauchslösung herzustellen.

Praktische Anwendung

Die Chemie ist nur dann interessant, wenn sie in die Dose kommt. Xtol wird mit Wasser bei normaler Raumtemperatur angesetzt, etwa 18 °C/65 °F oder wärmer – es handelt sich um ein zweiteiliges Pulver, bei dem Teil A vor Teil B aufgelöst wird. Unverdünnt entwickelt J-107 Kodak Tri-X 400 (135, EI 400) für 6:45 Minuten bei 20 °C/68 °F, 7:45 Minuten bei 18 °C/65 °F und 6:00 Minuten bei 21 °C/70 °F. T-Max 100 bei Nennempfindlichkeit läuft 6:45 Minuten bei 20 °C, T-Max 400 bei Nennempfindlichkeit 6:30 Minuten bei 20 °C; T-Max P3200 bei EI 3200 benötigt 13:00 Minuten bei 18 °C.

Verdünnt 1:1 für den Einmalgebrauch verlängern sich diese Zeiten: Tri-X 400 bei EI 400 ergibt 8:00 Minuten bei 20 °C, T-Max 100 bei EI 100 ergibt 9:15 Minuten, und T-Max 100 auf EI 400 gepusht benötigt 12:15 Minuten bei 20 °C. Kodak erlaubt Verdünnungen von 1:1, 1:2 und 1:3 und weist darauf hin, dass Verdünnung eine etwas höhere Filmempfindlichkeit, erhöhte Schärfe und etwas mehr Korn ergibt. Zwei Regeln sind in der Praxis entscheidend. Verdünnter Entwickler ist strikt für den Einmalgebrauch bestimmt: nicht nachwirtschaften oder wiederverwenden. Und die Entwicklungszeit sollte über fünf Minuten liegen, da kürzere Zeiten zu ungleichmäßiger Entwicklung neigen. Unverdünnter Stammentwickler hat eine Kapazität von etwa 15 Rollen 135-36 oder 120 pro Liter (eine Rolle gilt als 80 Quadratzoll); nach Erreichen dieser Grenze wird er verworfen. Für normale Entwicklung liegt Kodaks nominaler Kontrastindex bei etwa 0,58 bei der Nennempfindlichkeit des Films.

Xtol mit Nachfüllung

Der stärkste praktische Grund für Xtol heute ist das Nachfüllsystem, und er ergibt sich direkt aus der Chemie. Man hält einen Arbeitstank mit Stammentwickler vor und füllt ihn mit frischem Xtol nach – 70 ml pro Rolle 135-36 oder 120 (pro 80 Quadratzoll Film) – sodass Volumen und Aktivität in etwa konstant bleiben. Der Grund, warum sich dieser Tank so sauber einspielt, liegt darin, dass die Oxidationsprodukte des Ascorbats keinerlei eigene Entwicklungsaktivität besitzen. Verbrauchte Hydrochinon-Entwickler akkumulieren aktive und halbaktive Nebenprodukte, die das Ergebnis verschieben; ein Ascorbat-Tank tut das nicht – ein eingespielter Nachfülltank bleibt vorhersehbar und entwickelt eher feineres Korn, anstatt durch Schleier oder Fleckenbildung aus der Spezifikation zu laufen.

Plötzlicher Tod, erklärt

Das Ascorbat, das den Entwickler so attraktiv macht, ist zugleich seine Schwachstelle. Gelöster Sauerstoff zusammen mit Spuren von Übergangsmetallionen treibt die Autoxidation des Ascorbats voran; die dominanten Katalysatoren sind mikromolare Mengen an Fe(III) und Cu(II) – genau das, was hartes Wasser, alte Leitungen oder ein kontaminiertes Gefäß einbringen. Die Metalle oxidieren Ascorbat zu Dehydroascorbinsäure, die keinerlei Entwicklungsaktivität mehr besitzt. Weil das Abbauprodukt inert ist und nicht nur schwächer, altert ein kontaminierter Entwickler nicht sanft wie ein Hydrochinon-Entwickler. Er kann scheinbar mit normaler Stärke gemischt werden, einen Clip-Test bestehen und dann beim nächsten Film vollständig versagen. Dieser abrupte, warnungslose Zusammenbruch ist es, den Fotografen „plötzlicher Tod” nannten.

Die Geschichte ist konkret: Bis 2001 hatte Kodak die frühen Ausfälle auf zwei Ursachen zurückgeführt: Die kleinen Einliter-Pulverpakete waren nicht ausreichend gegen Luft und Feuchtigkeit versiegelt, und Xtol funktionierte bei hohen Verdünnungen (1:2 und 1:3) in Wasser unterschiedlicher Qualität schlecht. Kodak änderte die Formel und stellte die Einliter-Größe ein – fünf Liter blieben das kleinste Gebinde; altes Lager räumte sich bis etwa März 2002 aus den Regalen. Kodak empfiehlt heute keine Verdünnungen über 1:1 mehr, was ein direktes Eingeständnis der Instabilität bei hohen Verdünnungen ist – obwohl viele Nutzer 1:1 mit frischem Entwickler und gutem Wasser weiterhin erfolgreich einsetzen.

Wasser und Lagerung

Dieselbe Metallionen-Katalyse bestimmt, wie man den Entwickler lagert. Vollständig gefüllte, fest verschlossene Flaschen mit Stammentwickler halten nach dem Ansetzen etwa ein Jahr; eine halb gefüllte Flasche mit ihrem größeren Luftraum hält nur etwa zwei Monate. Kodaks eigener Vorbehalt lautet, dass bei besonders hartem Wasser für die höheren Verdünnungen destilliertes oder entmineralisiertes Wasser erforderlich sein kann – die Wasserhärte ist ein Proxy für die Spurenmetalle, die die Kette in Gang setzen. Die Gegenmaßnahmen auf Nutzerseite greifen alle an derselben Schwachstelle an: mit destilliertem oder vollentsalztem Wasser ansetzen und verdünnen, in vollständig gefüllte, luftdichte Flaschen abfüllen, um den Sauerstoff im Kopfraum zu minimieren, und jede verdünnte Gebrauchslösung als Einmalgebrauch behandeln. Das ist keine Pingeligkeit. Es ist der Preis für den Tausch von Hydrochinon gegen Vitamin C.