Die Temperatur des Entwicklers

Wir müssen die Parameter der Filmentwicklung sehr genau einhalten und steuern, um auf reproduzierbare Ergebnisse zu kommen. Während die Entwicklerkonzentration, die Entwicklungszeit und der Bewegungsrhythmus recht leicht konstant zu halten sind, ist es mit der Temperatur recht problematisch.

Thermometer: Die kritischen Punkte

Das fängt schon mit der Genauigkeit des Thermometers an. Im Photofachhandel gibt es Thermometer für Farbprozesse, die eine Skala von 10° bis 50° mit einer 2/10°-Unterteilung haben. Das ist schon empfehlenswert. Findet man einen (Chemie-) Laborzubehörhändler, dann kann man ein solches Thermometer natürlich auch dort kaufen und gleich prüfen (lassen), s.u.

Wegen der Bedenken gegen Quecksilber findet man heute fast nur noch Thermometer mit Alkoholfüllung (am Besten Blau, nicht Rot: Wollen wir mal in der Dunkelkammer bei Dunkelkammerlicht etwas messen, kann man eine rote Säule nur sehr schlecht ablesen), Quecksilberthermometer sind aber wegen der besseren Wärmeleitfähigkeit (Quecksilber ist Metall!) schneller und genauer.

Zurück zur Genauigkeit: Hier muss man zwei Genauigkeiten des verwendeten Thermometers kennen: Die absolute Genauigkeit und die relative Genauigkeit. Wie sind diese definiert?

Die absolute Genauigkeit ist einfach: Wie genau wird eine Temperatur angezeigt, sind 20° C wirklich „echte“ 20° oder nur 18° oder gar 22°? Haben wir unseren ganzen Prozess justiert, tritt das Problem in den Hintergrund, weil wir dann eine Abweichung von „echten“ 20° durch eine verkürzte oder verlängerte Entwicklungszeit kompensieren. Aber, als schlechtes Beispiel: ich habe in meiner Dunkelkammer-Frühzeit jahrelang Filme unterentwickelt, also immer mit zu flauen Negativen gekämpft, weil mein Dosenthermometer 2° zu hoch anzeigte, die angezeigten 20°C also in Wirklichkeit nur 18°C waren. Dann stimmten natürlich die in den Tabellen für 20°C angegebenen Entwicklungszeiten nicht mehr. Und vom Justieren hatte ich damals noch keine Ahnung, meine Maßgabe waren die Tabellen der Eintwicklerhersteller, und die sind nun mal auf 20° bezogen.

ThermometerDie genaue Skala hilft uns da nicht weiter, selbst wenn wir ein Thermometer mit 2/10 Grad Unterteilung haben, kann das ganze Thermometer um mehrere Grad verkehrt anzeigen, s. Bild. Die feine Einteilung spiegelt eine Genauigkeit nur vor. Ein gutes Thermometer dreht man um: Auf der Rückseite der Skala findet man Stempel, die etwas über die Genauigkeit aussagen. Und mit den Stempeln steigt der Preis. Links ein Beispiel für die Pseudogenauigkeit: Zwei "Präzisionsthermometer (für Farbprozesse)" eines deutschen Herstellers. Beide Thermometer tragen die selbe Artikelnummer, nur das linke Quecksilberthermometer ist ca. 10 Jahre älter als das rechte Alkoholthermometer. Angesichts der Skala und des hohen Preises sollte man eine gleiche Anzeige erwarten dürfen, aber: 1,1 K Unterschied!

Wie kann man das eigene Thermometer prüfen? Eigentlich nur dort, wo man u.U. mit genaueren Thermometern arbeitet: In Labors, Apotheken, Arztpraxen, beim Optiker oder sonst wo. Dort kann man mal versuchen zu fragen, ob man mal sein Thermometer zusammen mit einem genauen Thermometer in ein Töpfchen Wasser mit ca. 20° halten kann, um Abweichungen zu sehen. Dabei ist wichtig, dass für Thermometer, besonders für Thermometer mit Alkohol-Füllung, gilt: Die Anzeige ist nur dann korrekt, wenn die Flüssigkeit das ganze Thermometer umschließt. Grund: Selbst der schmale Flüssigkeitsfaden in der Thermometerkapillaren unterliegt der thermischen Ausdehnung. Da man aber fast nie das ganze Thermometer in die Flüssigkeit tauchen und dann noch ablesen kann, begnüge ich mich damit, es zumindest so tief einzutauchen, dass es bis zur Höhe der Thermometersäule in der Flüssigkeit steckt und dann durch Schräghalten noch abgelesen werden kann.

Stellen wir Abweichungen zwischen dem Referenzthermometer und unserem Thermometer fest, dann notiert man z.B.: Anzeige 21,2°C entspricht realen 20°C, die Differenz ist also +1,2 K

Die relative Genauigkeit ist die konstante Differenz zwischen zwei Temperaturpunkten. Schüttet man noch etwas warmes Wasser in die Testanordnung, dann steigt die Temperatur auf vielleicht 30°. Was zeigen beide Thermometer jetzt an? Bleibt es bei der Differenz von 1,2° oder hat diese jetzt einen anderen Wert? Wenn ja, dann notiert man sich auch diesen zweiten Wert.

Genauer sind diese Überlegungen (auf Englisch) hier vorgestellt: Temperatures: Easy to measure?

Diese „Vergleichseichung“ wird übrigens auch in Forschungslabors benutzt, wo man teilweise sehr genaue Temperaturmessungen vornehmen muss. Während meines Studiums stand ich einmal ehrfürchtig vor einer Schatulle mit 6 Präzisionsthermometern, jedes ca. 75cm lang für einen Bereich von je 25 K, feinste Handarbeit und mit Eichprotokoll der PTB. Ablesegenauigkeit: 1/100 °C. Die Schatulle mit Inhalt hatte den Wert eines Kleinwagens. Ganz klar, dass man diese wertvollen Instrumente nicht im Standardlaborbetrieb benutzte, sondern Standardthermometer einsetzte, die aber zuvor einmal mit den Präzisionsthermometern verglichen wurden. Jede abgelesene Temperatur musste dann gemäß den festgestellten Differenzen korrigiert und auf "echt" umgerechnet werden. Diese extreme Genauigkeit ist natürlich nur bei Forschungsarbeiten erforderlich, beim Filmentwickeln bestimmt nicht. Aber auf 0,5 K sollten wir schon die Temperatur genau wissen, 0,2 K ist noch besser. Und wir sollten auch wissen, welche Absolutgenauigkeit unser Meßinstrument hat.

Sind elektronische Thermometer genauer? Mitnichten, wenn sie nicht sauber justiert sind! Auch sie gaukeln uns durch die zehntel Grad Anzeige eine Präzision vor, die nicht vorliegt. Auch diese muss man einmal prüfen und die Abweichungen feststellen. Hier kann man in den technischen Daten oft lesen: Anzeige ±1,5° (oder vielleicht etwas besser.). Diese absolute Genauigkeit vieler käuflicher Thermometer ist zu gering. 

Trotzdem: Wie man elektronische Thermometer prüfen, oder aber mit geringen Kosten und etwas elektronischen Bastelkenntnissen recht genaue Thermometer selbst bauen kann, dazu mehr hinter den markierten Links.

Nun werden wir im Laufe der Zeit eine große Anzahl an verschiedenen Entwicklungszeiten bekommen, die natürlich alle von der Genauigkeit des eingesetzten Thermometers abhängen. Was nun, wenn unser Thermometer mal hinfällt, den Geist aufgibt, und ein neues gekauft werden muss? Für meinen Teil habe ich das dadurch gelöst, dass ich ein Thermometer als Referenzthermometer erklärt habe, es normalerweise nicht benutze und es in einem Holzetui sicher aufbewahre. Sollte mein Arbeitsthermometer einmal ausfallen, so kann ich mein neues an dem Referenzthermometer wieder eichen und komme so wieder an verlässliche Temperaturmesswerte.
Tipp: 

Thermometer flutschen leicht aus der Hand.
Das kann man leicht verhindern: Man klebt am oberen Ende einen Ring auf aus Lenkerband (aus dem Fahrradzubehörhandel), wasserfestem Pflasterband (z. B. „Leukoplast“), oder selbstklebendem Gewebeband wie „Tesaband“.

Jetzt ist also klar, wie man an eine verlässliche Feststellung der Standardentwicklungstemperatur von 20°C kommt.

Warum ist die genaue Temperatur des Entwicklers so entscheidend?

Chemische Prozesse, und die Filmentwicklung ist ein chemischer Prozess, laufen bei höherer Temperatur schneller ab. Hr. Arrhenius hat dies als Gesetzmäßigkeit entdeckt und/oder mathematisch formuliert, und gemeinerweise steht dort die Temperatur in einem exponentiellen Term. Das soll hier nur heißen: Die 10% pro Grad Temperaturdifferrenz zu 20° gelten als Annäherung vielleicht akzeptabel von 19° bis 22°, aber darüber hinaus so nicht mehr.

Die von Ilford in den Datenblättern gezeichnet geraden Linien, in einem logarithmischen Diagramm aufgezeichnet, sind bestimmt nur Ausdruck einer Berechnung und nicht gemessene Werte. Andere Firmen, z.B. Agfa, geben/gaben da schon pro Film und Entwickler(-konzentration) detailliertere Angaben.

Aber, fasst man das alles zusammen, bleibt mit dem Ziel, konstante und reproduzierbare Entwicklungsergebnisse zu erreichen, nur übrig, sich auf eine Temperatur festzulegen. Diese kann 20° sein, es spricht aber nichts dagegen, sich auf 21° oder 22° einzurichten. Es mag jetzt zwar der Einwand kommen, diese höhere Temperatur führe zu größerem Korn. Ich stimme dem nicht zu. Und über Körnigkeit kann man lange streiten. Aber bei den leicht erhöhten Temperaturen kommt man mit 1+2 oder 1+3 Verdünnungen bei einigen Film-Entwicklerpaarungen noch in den Zeitbereich unter 15 min., und das ist einfach bequemer.

Wie man diese Idealtemperatur sehr genau ansteuern und einhalten kann ist Bestandteil dieser Seiten.                       



Version: 1.4  Copyright: Rolf Süßbrich, Dortmund, 24.02.2019