Выражение концентрации растворов
Введение
В химико-фотографической обработке воду используют в качестве одного из основных растворителей при составлении растворов, промывке фотоматериалов и в других технологических целях. Вода, получаемая из различных природных источников, артезианских скважин, из сети городского водопровода, содержит различные механические примеси, микроорганизмы, растворенные твердые, жидкие и газообразные вещества. Механические примеси удаляют фильтрованием. При кипячении удаляются газы, убиваются микроорганизмы, устраняется временная (карбонатная) жесткость, которая обусловливается наличием в воде бикарбонатов кальция и магния, выпадающих при кипячении в осадок в виде шлама.
Глава 1. Составление и применение фотографических растворов
Приготовление фотографических растворов сводится к отмериванию воды, отвешиванию химических веществ и растворению их.
Отмеривание и отвешивание следует производить по возможности точнее; допустимы отклонения в пределах ±10\% от отмериваемого или отвешиваемого вещества. Поэтому, если фотолюбитель не располагает точными весами и мелким разновесом, то достаточно и глазомерной точности. Так, например, при отсутствии гири в 0,5 г можно отвесить 1 г вещества и на глаз разделить его пополам. В случаях, когда в рецептах встречаются такие точные дозы, которые фотолюбителю трудно отмерить или отвесить, их можно округлить до предела, удобного для отвешивания или отмеривания. Так, например, если в рецепте указано 5,75 г вещества, то можно округлить его до 5,5 или 6 г. Округление не должно быть более чем на 10\%, например, 0,75 г округлять до 0,5 или до 1 г нельзя.
|
|
|
Для отвешивания можно воспользоваться мелкой разменной монетой (от 1 до 5 коп): 1 коп. весит 1 г, 2 коп. - 2 г; 3 коп. - 3 г, 5 коп. - 5 г. При отсутствии мерительного стакана (мензурки) отмеривание воды можно производить стандартным (чайным) граненым стаканом. Его вместимость 200 мл. Приготовлять растворы удобнее всего в широкогорлых стеклянных банках.
При составлении фотографических растворов важна последовательность растворения веществ. Следует придерживаться правила растворять вещества в той последовательности, в какой они указаны в рецепте, а в случаях приготовления растворов из имеющихся в продаже готовых фотографических смесей - по указаниям на этикетке.
Не следует растворять какое-либо вещество, прежде чем совершенно не растворится предыдущее.
Растворение вещества ускоряется помешиванием стеклянной палочкой или согреванием воды, однако не выше 50°.
В ряде случаев вода должна быть взята в таком количестве, чтобы получился определенный заданный объем раствора. В этом случае берут сначала меньшее количество воды, растворяют в нем все вещества и только после этого доливают воды до нужного общего объема.
|
|
|
Так, в частности, приготовляются все проявители и фиксажи. Если требуется приготовить 1 л проявителя, то вначале следует взять 700-750 мл воды (не больше), а затем, растворив все вещества, добавить воды до общего объема раствора в 1 л. В таких случаях в рецепте дается указание: воды до... (того или иного объема). Если это условие не обязательно или количество воды должно быть взято по рецепту, такого указания не де лают.
В свежеприготовленном растворе обычно выпадает осадок из случайно попавшей пыли, соринок и нерастворимых частичек, поэтому, прежде чем применить раствор, ему дают отстояться, а затем осторожно сливают. Если раствор содержит муть или плавающие в нем частицы, не оседающие на дно, раствор следует обязательно профильтровать через фильтровальную бумагу или гигроскопическую вату. Нормальная температура для всех фотографических растворов 18-20°, т.е. обычная комнатная температура (исключение составляют растворы, применяемые в цветной фотографии). Если раствор составлен на теплой воде, его следует предварительно остудить.
|
|
|
При обработке светочувствительных материалов растворы с температурой выше 25° применять нельзя из-за опасности сползания или расплавления эмульсионного слоя. Растворы с температурой ниже 10-12° работают настолько медленно, что ими практически невозможно пользоваться.
Не бывшие в употреблении растворы сохраняются обычно - довольно долго, но некоторые растворы могут прийти в негодность в течение получаса. О сохраняем мости быстропортящихся растворов обычно в рецепте делаются соответствующие указания. Бывшие в употреблении растворы сохраняются хуже.
Растворы, налитые в ванночки, портятся (окисляются) быстрее, чем в бутылках, так как поверхность соприкосновения их с воздухом в первом случае больше, чем во втором. Например, большинство свежеприготовленных проявителей в хорошо закупоренных и налитых доверху бутылках сохраняются до полугода, в то время как в ванночках они за одни сутки приходят в негодность. Поэтому по окончании работы растворы следует слить в бутылку и закупорить.
Обычно, по мере того как растворы приходят в негодность, они либо окрашиваются (темнеют), либо разлагаются, выделяя осадок. Появление этих признаков свидетельствует о том, что раствором больше пользоваться нельзя.
|
|
|
Причиной порчи растворов может быть и их истощение, при этом некоторые растворы не меняют своего вида и остаются достаточно чистыми и прозрачными. Существуют различные химические способы проверки при годности таких растворов, но проще всего опробовать, раствор на практике и посмотреть, как он действует. Чем сильнее истощен раствор, тем медленнее и хуже он действует; сильно истощенные растворы не действуют со всем.
Истощение растворов связано только с их использованием. Поэтому, чтобы не применять сильно истощенных растворов, следует учитывать, какое количество светочувствительных материалов в них обработано. Существуют нормы использования некоторых растворов, которые обычно указываются в рецептуре.
Применяя растворы, надо следить, чтобы они не по падали один в другой. Многие растворы при этом либо сами приходят в негодность, либо приводят в негодность обрабатываемые материалы. Некоторые растворы, на пример едкие щелочи, сильные кислоты и др., вызывают ожоги кожи. Фотолюбитель должен помнить об этом и соблюдать правила безопасности.
Выражение концентрации растворов
В фотографической практике концентрацию вещества в растворе выражают несколькими способами.
1. Концентрация в процентах по весу выражается числом граммов вещества, растворенного в 100 г раствора. Объем такого раствора может быть меньше 100 мл, если его удельный вес больше единицы, и больше 100 мл, когда его удельный вес меньше единицы. Поэтому, определяя количество вещества в граммах, надо взвешивать раствор, а не измерять его объем мензуркой, например: 10% -ный весовой раствор сульфита натрия в 50 г раствора содержит 5 г сульфита натрия, ав50 мл - 5,15 г.
Для получения концентрации в процентах по весу берут столько граммов растворителя, чтобы с числом граммов растворяемого вещества получилось число 100. Например, для получения 10% -ного раствора сульфита натрия надо взять 10 г безводного вещества и 90 г воды.
2. Концентрация в процентах по объему выражается числом граммов растворенного вещества в 100 мл раствора. Этот способ наиболее распространен в фотографической практике.
Для составления 15% -ного раствора по объему берут 15 г вещества и растворяют его в некотором объеме воды или другого растворителя (60-75 мл). После растворения доводят объем растворителем до 100 мл. Количество вещества в таком растворе определяется числом мл, измеренных мензуркой, умноженным на процентное содержание вещества и деленным на 100.
Галогениды и другие нерастворимые соли серебра удаляют, превращая их в растворимые светопрочные соединения, которые вымываются непосредственно при фиксировании и при последующей промывке. В цветной фотографии в фиксирующих растворах наиболее часто используется тиосульфат натрия, реже - тиосульфат аммония и тиоцианаты (обычно как дополнение к основному веществу).
Тиосульфат натрия (безводный МагЗгОз или пентагидрат ЫагБгОзбНгО) хорошо растворим в во, де при повышенной температуре (50-65 °С).
В основном используется кристаллический тиосульфат. При необходимости его можно заменить безводным (1 г кристаллического - 0,65 г безводного).
При реакции галогенида серебра с тиосульфатом натрия в условиях его недостатка или даже незначительного избытка образуется нерастворимый в воде тиосульфат серебра и нестойкая комплексная соль, растворимость которой так мала, что ее невозможно вымыть из фотографического слоя:
2AgBr+ Na2S203 = г = 2NaBr + Ag2S203, Ag2S203 + Na2S203 4=fc 2Na [Ag (S203) 2].
С течением времени эти оставшиеся в слое соединения распадаются с образованием сульфида серебра, которое является причиной возникновения на фотоматериале желтых пятен.
При достаточно большом избытке тиосульфата натрия реакция продолжается и образуется водорастворимое прочное комплексное соединение, которое можно практически полностью вымыть из фотографического слоя:
2Na [Ag (S203)] + Na2S203 - *> Na4 [Ag2 (S203)].
Отсюда следует один из основных принципов фиксирования: во всех случаях должно быть обеспечено избыточное количество тиосульфата натрия.
Повышение концентрации тиосульфата увеличивает скорость фиксирования, но лишь до какого-то предела. При концентрации выше 350-400 г/л набухаемость фотографических слоев настолько снижается, что значительно замедляется скорость диффузии веществ в фотослои и обратно и, соответственно, уменьшается скорость фиксирования.
Максимальная концентрация кристаллического тиосульфата натрия не должна превышать 300-350 г/л.
Протекание процесса фиксирования сильно зависит от степени кислотности (щелочности) раствора.
Повышение кислотности увеличивает скорость фиксирования и способствует образованию легкорастворимых быстро вымываемых комплексных соединений серебра.
Однако использование сильнокислых фиксажей (рН < 4,0) недопустимо, так как это приводит к заметному разрушению красителей. Но недопустимо и использование фиксажей со щелочной реакцией (рН 8,0): в этих условиях образуются плохорастворимые соли серебра. Для обработки цветных фотоматериалов обычно, чтобы предотвратить возможность обесцвечивания красителей, применяют слабокислые или даже нейтральные фиксажи с рН =" = 6,0 ~ 7,5.
Раствор тиосульфата натрия в воде (в фотографии его называют простой фиксаж) имеет рН = 7,8 н * 8,0; иногда его используют для фиксирования цветных фотоматериалов. Для создания в растворе требуемого значения рН и достаточной буферной емкости в фиксирующие растворы вводят вещества, создающие буферные системы: сульфит натрия - бисульфит натрия, ацетат натрия - уксусная кислота и др.
Наиболее существенного увеличения скорости фиксирования добиваются введением в фиксаж солей аммония и тиоцианатов.
Тиосульфат аммония - очень энергичный растворитель галогенидов серебра, обеспечивающий высокую скорость и полноту фиксирования. Однако он настолько гигроскопичен, что приготовление на его основе фиксирующих растворов сопряжено с большими практическими трудностями, и не используется в фотографии.
Тиосульфат аммония получают непосредственно в фиксаже, добавляя в раствор тиосульфата натрия соли аммония. В наибольшей степени скорость фиксирования возрастает при введении хлорида аммония, в меньшей степени - нитрата и еще меньше сульфата и карбоната аммония.
Тиоцианаты тоже энергично растворяют галогенид серебра, но обладают сильным раздубливающим действием, что может привести к разрушению желатины. Поэтому быстрые фиксажи на основе тиоцианатов можно использовать только для сильно задубленных фотоматериалов.
В цветной фотографии используются рецепты кислых тиосульфатпых фиксажей с добавлением тиоцианатов аммония или калия {30-100 г/л). Такие растворы обеспечивают существенное (в 2-4 раза) увеличение скорости фиксирования без заметного ухудшения физикомеханических свойств фотоматериала.
Иногда для повышения температуры плавления и уменьшения набухаемости фотослоев в фиксирующие растворы добавляют дубящие вещества - алюмокалиевые [KA1 (S04) 2] НгО или хромокалиевые квасцы KCr (S04) 224H20 в количестве 15-30 г/л. Такие растворы называют дубящефиксирующими.
Все растворы, применяемые в фотографии, несмотря на большое количество существующей рецептуры, можно разделить на следующие группы: проявляющие, останавливающие, фиксирующие, ослабляющие, усиливающие, тонирующие.
Раствором называется однородная смесь химических веществ в том или ином растворителе (воде, спирте, ацетоне и т.д.).
Исходя из этого определения, можно сказать, что составление растворов заключается в приготовлении однородной смеси из различных веществ и растворителей. По степени концентрации, по количеству растворяемых веществ растворы подразделяют на несколько групп:
растворы нормированного состава - в них входят вещества согласно заданной рецептуре и готовые к употреблению;
рабочие - это раствoры нормированного состава, в которых производится работа;
концентрированные - растворы, имеющие большую концентрацию, чем растворы нормированного состава. Такие растворы перед употреблением разбавляют растворителем и доводят до концентрации нормированных;
запасные - растворы, которые перед употреблением тщательно смешивают между собой для получения нормированного раствора.
Основным растворителем, применяемым для составления фотографических растворов, является вода.
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 133; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!