Вода для фотографии, pH, примеси и мифы.

Прочитав на форуме ряд высказываний о pH и прочем, решил сделать маленький ликбез. Я старался писать максимально просто и доступно, но если все-таки где-то упростил до вранья - пишите, подправлю.
1. pH умеренных значений практически ничего сам по себе не говорит о составе воды и ее пригодности для фотографии (приготовления разнообразных растворов, прежде всего проявителя, промывки и т.п.). В частности, pH воды практически никак не связан с pH раствора, приготовленного на ее основе. Почему так, будет ясно из дальнейшего.
2. pH - водородный показатель - это по определению взятый с обратным знаком десятичный логарифм активности ионов водорода (и ничего более). Поскольку мы говорим о воде в бытовом понимании, раствор у нас слабый и активность практически совпадает с концентрацией (моль/литр). Итак, pH = - lg H+.
3. pH чистой (вообще без примесей) воды равен 7. Вода - очень слабый электролит. Кислые растворы имеют pH меньше семи, щелочные больше.
4. pH шампуней и прочих гигиенических средств равен (по крайней мере, в рекламе) 5,5 не потому, что это нейтральный в вышеописанном смысле раствор, а потому, чта такая слегка кислая реакция наиболее благоприятна для кожи.
5. Взяв совершенно чистую воду, налив ее в стакан и немного подождав, вы получите pH меньше 7 - потому что углекислый газ из воздуха немедленно начнет растворяться и диссоциировать (CO2 + H2O = HCO3- + H+), увеличивая концентрацию ионов водорода, пока не наступит равновесие.
6. Обратите внимание, что концентрация примеси, заметно снизившая pH в предыдущем пример, очень невелика - как раз благодаря тому, что вода чистая. Напротив, в воде, где много примесей, pH обычно гораздо более устойчив, как за счет того, что в нем уже много много ионов, так и за счет буферности - наличия частично диссоцированных примесей, степень диссоциации которых меняется при изменении pH - по принципу ле-Шателье, в сторону, препятствующую изменению. Растворы для цветной химии обычно хорошо буферизованы, чтобы разбавление их даже довольно грязной водой не влияло на pH.
7. Мякгость и жесткость воды никак с pH не связаны. Жесткость - это нормальная ("эквивалентная" по-старому) концентрация (в моль/литр, в (милли, микро)грамм-эквивалентах на литр) ионов кальция и магния (ионов жесткости); также жесткость измеряют в градусах (условная единица).
8. Жесткость разделяют на карбонатную и некарбонатную. Карбонатная - это та часть жесткости, которой в растворе соответствуют (по принципу плюс на минус) гидрокарбонаты (HCО3).
9. Чем таким особенным выделаются гидрокарбонаты? В отличие от сульфатов, хлоридов и т.п., гидрокарбонаты находятся в равновесии с газообразным веществом - углекислым газом. Когда вы кипятите воду, парциальное давление всех газов над водой падает до нуля (вода именно потому и кипит, а не просто испарается, что парциальное давление пара становится равно единице), соответственно, по закону Генри, равновесная концентрация гидрокарбонатов падает, равновесие в растворе нарушается и малорастворимые карбонат кальция и гидроксид магния выпадают из раствора в виде хорошо всем знакомой накипи. Поэтому после кипячения в воде остается только некарбонатная жесткость (если она там была).
10. Для фотографических целей обычно наиболее важна на практике именно жесткость, а также концентрация железа, наличие других примесей намного менее существенно.
11. Бутилированная вода, продающаяся в магазинах в качестве питьевой (не минеральной/минерализованной), содержит обычно довольно много солей в целом (иначе ее вкус был бы неприятен - обессоленная вода мало кому понравится), но имеет небольшую жесткость (производитель старается, чтобы не было жалоб на забитые чайники).
12. Вода в бутылках бывает разной - кто льет из скважины, кто из водопровода, кто чистит.
13. Вода в артезианских скважинах тоже бывает очень разной (разброс по жесткости так вообще огромен), но для бутылок стараются выбирать подходящие скважины.
14. Простейший способ как проверки карбонатной жесткости, так и избавления от нее - кипячение. По количеству осадка можно судить о жесткости, а отфильтровав его - получить довольно мягкую и чистую воду, которой во многих случаях (смотря по тому, что за вода была взята изначально) достаточно для фотоцелей.
15. Железо в воде находится обычно в двух формах - растворимое двухвалентное и нерастворимое трехвалентное (есть еще другие, но для наших целей это менее важно). Нерастворимое легко отфильтровать, растворимое при контакте с воздухом постепенно окисляется и выпадает в осадок, но медленно). Вот это растворимое железо и может оказаться затем на пленке в виде ржавчины - когда в самый неподходящий момент окислится. Если вода взята из поверхностного источника, растворимого железа в ней будет мало, а вот в артезианской воде его может быть очень много.
16. Избавляться от железа лучше при помощи специальных фильтров, отстаивать и ждать, пока оно выпадет само, слишком долго. Аэрация без катализатора не поможет.
17. Дистиллированной водой называют как воду, прошедшую дистилляцияю (т.е., выпаривание с последующей конденсацией), так и, в просторечии, любую обессоленную воду. Бидистилляция, три- и так далее - вода, прошедшая дистилляцию в несколько ступеней. Альтернативные способы очистки ниже:
18. Умягчение на ионообменных фильтрах (натрий-катионирование) - позволяет избавится от жесткости, ионы кальция и магния заменяются на натрий. Есть бытовые фильтры (для кувшинов и проточно-накопительные).
19. Умягчать можно и добавляя специальные умягчители, в частности, умягчители содержатся в растворах, предназначенных для финальной промывки/ополаскивания пленки, но это допустимо не всегда (в проявитель не стоит что-то добавлять, в частности).
20. Ионообменное обессоливание - ионообменные смолы с H+ катионами и ОН- анионами, обычно либо одна ступень, когда нужно в основном понизить жесткость, либо две ступени Н -> (декарбонизатор) -> ОН -> Н -> ОН, на первой ступени слабые иониты, на второй сильные.
21. Обратный осмос (и его более слабый вариант - нанофильтрация, это слово придумали задолго до нанопомешательства, так что бояться его не надо) позволяет очистить воду примерно как две ступени ионного обмена, может и хуже, но во всяком случае ионы жесткости исправный фильтр задерживает практически полностью (двухвалентные ионы кальция и магния гораздо хуже проходят, чем одновалентные натрий и т.п.), задерживаются также нерастворимые примеси. Нанофильтрация задерживает в основном жесткость (не всю) и нерастворимые, растворимые соли проходят. Обратноосмотические фильтры доступны в быту.
22. Для воды высокой чистоты воду, предварительно очищенную описанными выше способами, окончительно очищают либо на ионообменных фильтрах смешанного действия (смесь катионитов и анионитов), либо на электродеионизаторах (этакая помесь электродиализа и ФСД). Это дорого и для фотографии никакого смысла не имеет.
23. Аспекты, связанные с медициной, вкусом, и все остальное я старался по возможности игнорировать, чтобы не затемнять тему.
24. Моя личная рекомендация. Если вы никаких проблем с проявкой не имеете, а на душе покой, можете с водой не заморачиваться. Если что-то беспокоит (особенно если белые следы на пленке) - попробуйте воду кипятить, и затем (охлажденную) отфильтровывать от накипи. Почти наверняка этого будет достаточно. Если на пленке при использовании воды из водопровода следы ржавчины - покупайте воду в бутылках или используйте обезжелезивающий фильтр. Все остальное - это для тех, кому очень сильно с водой не повезло. По этой же причине я не рассматриваю предочистку (ну, если кто берет для проявки воду прямо из пруда - ладно, пишите, добавлю)

-------------------------------------------

Добавления по результатам обсуждения и благодарности.

а) Еще примеры, иллюстрирующие отсутствие прямой связи pH и концентрации примесей. Насыпем в чистую воду поваренной соли, покуда она не перестанет растворяться. При этом pH останется нейтральным. С другой стороны, 0.01% (0.1 г/л) раствор соляной кислоты будет иметь pH около 2.5. Помимо примесей, диссоциирующих на ионы, есть и примеси (причем, хорошо растворимые - сахара в теплой водей можно растворить по массе больше, чем самой воды), которые не диссоциируют (по крайней мере, при обычных условиях) и вообще никак на pH не влияют. Добавлено по предложению AP

-----------------------------
P.S. В связи с неоднозначной реакцией общественности добавил, не дожидаясь пятницы, опрос.

P.P.S. Пятница в понедельник закончилась, обсуждение удалено во избежание.

Здравствуйте. Не скажете где найти таблицу с pH значениями проявителей?
Благодарю.

от: Baboon80
Здравствуйте. Не скажете где найти таблицу с pH значениями проявителей?
Благодарю.

Нет такой таблицы. Информацию по каждому конкретному проявителю приходится искать индивидуально. Иногда это просто, а иногда требует поиска по конкретным научным статьям.

а какие проявители интересуют?

А чем дистиллированная из ашана не устраивает? Она не так дорого стоит, по сравнению с ценой пленки.

от: Toliman

А чем дистиллированная из ашана не устраивает? Она не так дорого стоит, по сравнению с ценой пленки.

А где у Катковского написано, что она не устраивает?
Этот пост был создан не для того, что бы создать список что нельзя, а что можно, а для того, что бы развеять некоторые городские мифы про воду, распространенные среди фотографов и служащие постоянно периодическому флеймовому волногонству на форуме, только и всего.

Ребята!!! Перестаньте заниматься ерундой!!!! Прокипятить воду с крана, с колодца в течении 15-20 минут, дать остыть и профильтровать(оставляя в таре на дне весь осадок) и будет всем счастье!!! Ну нет у меня проблем с водой!!!!

от:volodk
Ребята!!! Перестаньте заниматься ерундой!!!! Прокипятить воду с крана, с колодца в течении 15-20 минут, дать остыть и профильтровать(оставляя в таре на дне весь осадок) и будет всем счастье!!! Ну нет у меня проблем с водой!!!!

Подробнее

Как то так. Из под крана, кипячу и сливаю а в 5 литровую канистру. Стоит пока не кончится. Не цветет и не портится.

Даю очень дельный совет!!!
Живу в СПб и вода из крана, как понимаете, соответствующая. Тем не менее...
Беру пропускаю воду через фильтр типа "Барьер", типа кувшин ))). Добавляю 2г "Трилон Б" на 1 литр воды и даю отстояться ночь-сутки.
И самое главное!!! При использовании проявителя или закрепителя дайте раствору отстаяться 1ч-1.5ч после приготовления перед использованием. Тогда вы увидете разницу!!!
Всем удачных снимков!

опасный совет.
трилон нельзя так просто добавлять в любой проявитель, изменится рН!

просто отстаивать воду всегда полезно, равно как и свежеприготовленный раствор (не менее нескольких часов). это не касается только рабочих растворов, разведенных из концентратов.

от: thio

равно как и свежеприготовленный раствор (не менее нескольких часов). это не касается только рабочих растворов, разведенных из концентратов.

Дополню, что общие (огульные) советы по отстаиванию растворов совершенно бессмысленны и попросту вредны. Одни проявители нуждаются в продолжительном отстаивании после разведения, а другие за это время попросту придут в полную негодность. Например, плёночный амидоловый проявитель живёт не более 2 часов после разведения, а после 4 часов его однозначно требуется вылить в раковину. Проявители Гигабитфильма вообще советовалось отстаивать не более 2 минут, а затем максимально быстро использовать по назначению. Не умничаем, а просто читаем документацию и следуем заветам изготовителя/изобретателя.

Аккумуляторная вода с заявленной PH-8 при разбавлении родинала дает зеленый осадок в виде хлопьев. И подогревал и охлаждал все не то. При достижении 20 град. образуется осадок.
Стал использовать воду из кондиционера и никакого осадка.
Поначалу думал может лимонная кислота добавлена в обычную воду из под крана и продается как аккумуляторная, но в таком случае PH должен был быть ниже. Измерил - около 8.

у хорошей дистиллированной или очищенной воды рН должен быть порядка 5,5 - 6. Если выше - это значит точно есть примеси, и использовать такую воду рискованно.

от: Baboon80

Аккумуляторная вода с заявленной PH-8

Все аккумуляторные заводы в нашей стране должны использовать и используют для разведения серной кислоты дистиллированную воду по ГОСТу 6709-72, а согласно нему рН воды обязана быть в пределах 5.4-6.6, так что эта Ваша "дистиллированная вода" вызывает боооольшие сомнения. Если на этикетке указан этот ГОСТ (а другую воду и покупать никогда не следует), то можно смело катить телегу на продавца и ещё более смело никогда её больше не покупать.
Ну и вообще, покупка левой воды (а в наших магазинах всё что хочешь с очень высокой вероятностью может быть левым) - не очень хорошая и, что особенно важно, надёжная покупка для разведения фотохимии. Есть очень простое решение этой "проблемы" навеки - купить маленький недорогой 4 литровый дистиллятор с воздушным охлаждением для стоматологов. Я ночью (когда электричество дешёвое) включаю эту хреновинку и часа через четыре имею более 3 литров дистиллята. Соединение с прилагаемым баком практически герметичное, вырубается после выкипания воды всё само. Заливаю туда водопроводную воду из кувшина Аквафор с фильтром номер 6 (эта же вода идёт на готовку, в напитки и пр.) - накипь практически не образуется и чистить дистиллятор не нужно.

И хоть бы кто купил

от: thio
у хорошей дистиллированной или очищенной воды рН должен быть порядка 5,5 - 6. Если выше - это значит точно есть примеси, и использовать такую воду рискованно.

для дистиллированной воды измерение рH не корректно
качество дистиллята определяют по проводимости (дистиллят диэлектрик)

Даже я, ни разу не химик, понял про буферность растворов. pH дистиллированной воды не имеет никакого значения.

от: Attar
для дистиллированной воды измерение рH не корректно
качество дистиллята определяют по проводимости (дистиллят диэлектрик)

все корректно (хотя есть сложности, о них не будем). одно другому не мешает. мерять электропроводность это уже тонкий метод, им имеет смысл отличать дистиллят от бидистиллята, например.
а измерение рН быстро покажет, насколько вода похожа на дистиллят, или она из крана налита.

от:thio
все корректно (хотя есть сложности, о них не будем). одно другому не мешает. мерять электропроводность это уже тонкий метод, им имеет смысл отличать дистиллят от бидистиллята, например.
а измерение рН быстро покажет, насколько вода похожа на дистиллят, или она из крана налита.

Подробнее

не покажет.
измеряя ph дистиллята в лучшем случае определим сколко в нем растворено CO2... или вариант сколько Na+ выщелочилось из стекла.

электрическое измерение pH дистиллята не имеет смысла.

Ну не покажет так не покажет.
Не имеет смысла так не имеет.
Зачем других то с толку сбивать такими утверждениями?

от: thio

Зачем других то с толку сбивать такими утверждениями?

чтобы pH метр куда не надо не совали )

собственно фокус делается так: измеряем pH дистиллята, получаем что-то невнятное напирмер 6, потом добавляем NaCl (химически чистой а не пищевой) и получаем искомые pH=7