cup Химия для фотографа Профессиональному фотографу » Химия для фотографа » Краткие сведения по химии » Вода, ее свойства и растворы

Вода, ее свойства и растворы

Свойства воды зависят от ее происхождения. Для при­готовления фотографических растворов годится питьевая вода, т. е. прозрачная, бесцветная, без привкуса и запаха. Но всеми перечисленными признаками обладает и жесткая вода. Общая жесткость воды обусловливается присутст­вием в ней солей кальция, магния, железа и др.
Кипячением воды устраняется временная жесткость, или карбонатная, так как при нагревании растворимые кислые углекислые соли кальция и магния превращаются в нерастворимые карбонатные соли, которые выпадают в осадок и образуют накипь на стенках сосудов. Этот про­цесс можно записать уравнением:
 
Кипячением воды
 
Стрелка вниз показывает, что соединение выпадает в осадок. Стрелка вверх обозначает, что соединение улету­чивается, т. е. оно газообразно (в нашем примере углекис­лый газ).
Процесс выпадения в осадок при кипячении кислой уг­лекислой соли магния идет по более сложной реакции:
 
Кипячением воды
 
Превращение углекислого магния в гидрат окиси маг­ния происходит потому, что последний менее растворим, чем первый.
В природе нет абсолютно нерастворимых веществ, а есть вещества хорошо растворимые и труднорастворимые. Так, например, с каждого квадратного сантиметра стек­лянного сосуда каждый день растворяется до 0,2 мг ве­ществ, из которых состоит стекло. В воде также раство­ряются составные части воздуха (кислород, азот, угле­кислый газ и др.). Наличие в воде тех или иных примесей определяет пригодность воды для фотографических ра­створов. Например, присутствие в воде следов меди осо­бенно вредно для цветного проявителя, а растворенный кис­лород окисляет проявляющие вещества.
Самая чистая вода — это дистиллированная. Ее можно получить при помощи обычной перегонки. Лед, снятый с холодильника, можно использовать как дистиллированную воду. Дождевая вода или вода, полученная от растаяв­шего снега, тоже может заменить дистиллированную во­ду. Но в такой воде содержится большое количество пыли, так как каждая капля дождя образуется вокруг пылинки, являющейся центром конденсации. Поэтому дождевую воду следует отфильтровать или после осаждения пыли осторожно слить. Прежде всего это относится к дождевой воде индустриальных районов, где запыленность воздуха очень велика.
Водопроводная вода в большинстве случаев имеет сте­рилизующие добавки, например хлор, гипохлорид. Следы этих добавок вредны для фотоматериалов, и особенно для цветных. При нагревании воды они улетучиваются.
Вода рек и озер богата органическими веществами. В противоположность ей грунтовая вода (колодезная, артезианская) содержит мало органических веществ, но богата солями.
Морская вода содержит очень много растворимых солей.
Прозрачность и бесцветность воды не может являться критерием чистоты воды. Например, прозрачная колодез­ная вода содержит достаточно много минеральных ве­ществ, в основном двууглекислых солей кальция, магния и др., которые, собственно, и определяют жесткость воды.
В России жесткость воды выражается в миллиграмм-эк­вивалентах на литр (мг-экв/л).
Мягкая вода характеризуется общей жесткостью до 3 мг-экв/л. Жесткая вода — от 6,5 до 11 мг-экв/л. Свыше 11 мг-экв/л вода очень жесткая. Хорошая питьевая вода характеризуется общей жесткостью до 7 мг*экв/л.
Жесткость воды непостоянна в течение года и даже бывает непостоянна в пределах одного большого города.
В табл. 4 даны сведения о величине общей жесткости воды природных источников на территории СССР.
 
Таблица 4

Жесткость воды природных источников
Природный водоисточник
(река, озеро)
Общая жесткость,
мг • экв/л 
Амур
Байкал    
Балхаш  
Волга
Днепр
Кама  
Кура
Москва   
Нева   
Обь 
Ока    
Урал 
    1,5      
    1,1 
    11,4   
    6,5      
    4,2      
    2,4
    5,4   
    4,5   
    0,8   
    3,2     
    5,4  
    8,2   
 

Очистка воды может быть осуществлена несколькими способами.
Кипячение воды способствует устранению вредной вре­менной жесткости, а также микроорганизмов. С повыше­нием температуры в воде снижается содержание растворен­ных газов, в том числе кислорода и хлора. Поэтому необ­ходимо кипятить воду перед составлением растворов.
Когда применяются большие количества воды, то сразу возникают чисто технические трудности по очистке. В этом случае можно сделать химическую очистку воды, не при­бегая к кипячению, добавляя на каждые 100 л воды либо 25 г алюмокалиевых квасцов, либо 100 г тринатрийфосфата.
Оба вещества осаждают кальциевые соли и коагули­руют слизистые примеси, присутствующие в воде. Через 12 ч отстоявшаяся вода становится чистой и прозрачной. Чистую воду сливают и используют для составления рас­творов. Так как фосфат кальция менее растворим, чем карбонат кальция, то реакция идет практически до конца с выпадением первого в осадок:
 
химическую очистку воды
 
Фосфат кальция выпадает в осадок большими хлопьями, обволакивая при этом коллоидальную кремневую кисло­ту и силикат натрия, выводя их при этом также в осадок.
В настоящее время вместо удаления кальциевых солей широко применяют добавки специальных солей — водоумягчителей, которые связывают ионы каль­ция, магния и других двухвалентных металлов посредст­вом образования растворимых комплексных соединений. К ним относятся полифосфаты и органические кислоты или их соли.
Наибольшее распространение получили гексаметафосфат натрия (NaPO3)6, пирофосфат натрия Na4P2O7-10H2O, тетрафосфат натрия Na6P4O12, этилендиаминтетрауксусная кислота и ее динатриевая соль.
Отличительная особенность смеси калгон — нейтра­льная реакция ее раствора.
Гексаметафосфат натрия имеет слабокислую реакцию. Гидролиз соли при нормальной температуре проходит очень медленно, особенно в нейтральных растворах.
Гексаметафосфат натрия связывает двухвалентные ионы металлов. Образующаяся комплексная соль рас­творима:
 
Гексаметафосфат
 
Для умягчения 1 л воды жесткостью 1 мг*экв/л добавляют 0,31 г гексаметафосфата натрия при пересчете на 100%-ное содержание. Но так как продукт обычно содержит около 75% основного вещества, то соответственно на каждый мг*экв/л жесткости надо добавлять 0,45 г гексаметафосфата натрия на 1 л воды.
В цветных проявляющих растворах применяют гекса­метафосфат натрия или калгон, но не трилон-Б.
Этилендиаминтетрауксусная кислота и ее динатриевая соль (трилон-Б) также связывают двухвалентные ионы металлов. Водно-растворимые комплексы динатриевая соль образует в щелочной среде. В нейтральной среде она смягчающего действия не оказывает.
Одна молекула трилона-Б связывает в комплекс один ион кальция, магния или меди. Для умягчения 1 л воды жесткостью 1 мг-экв/л можно также добавлять 0,45 г динатриевой соли этилендиамннтетрауксусной кислоты.
cup Читайте также:
cup Опрашиваем фотографов cup Популярные материалы

Rambler's Top100 123567 г. Москва. ул. Печорская д. 654, т/ф. +7 (495) 235654
Химия для фотографа. Copyright © 2009. All rights reserved.