Formazyna
Formazyna ( formazyna ) jest heterocyklicznym polimerem otrzymywanym w reakcji heksametylenotetraaminy z siarczanem hydrazyny .
Tetraedryczna struktura przypominająca klatkę heksametylenotetraaminy, podobna do adamantanu , służy jako molekularny element budulcowy do tworzenia trójwymiarowej sieci polimerowej.
Formazyna jest bardzo słabo rozpuszczalna w wodzie, a po bezpośredniej syntezie w roztworze wodnym, po prostu przez zmieszanie jej dwóch dobrze rozpuszczalnych prekursorów, tworzy cząstki koloidalne o małych rozmiarach . Te organiczne koloidy są odpowiedzialne za rozpraszanie światła zawiesin formazyny we wszystkich kierunkach. Właściwości optyczne zawiesin koloidalnych zależą od wielkości zawieszonych cząstek i rozkładu wielkości cząstek. Ponieważ formazyna jest stabilnym materiałem syntetycznym o jednolitej wielkości cząstek, jest powszechnie stosowana jako wzorzec do kalibracji mętnościomierzy i kontroli powtarzalności ich pomiarów. Użycie formazyny zostało po raz pierwszy zaproponowane przez Kingsbury i in. (1926) za szybką standaryzację pomiarów zmętnienia albuminy w moczu . Jednostka nazywa się Formazin Turbidity Unit (FTU). Zawiesina 1,25 mg/l siarczanu hydrazyny i 12,5 mg/l heksametylenotetraaminy w wodzie ma zmętnienie równe jednej FTU.
W monitorowaniu środowiska w Stanach Zjednoczonych standardowa jednostka mętności nazywa się nefelometrycznymi jednostkami mętności (NTU), podczas gdy międzynarodowa jednostka standardowa nosi nazwę Formazin Nephelometric Unit (FNU). Najpowszechniej stosowaną jednostką jest formazynowa jednostka mętności (FTU), chociaż różne metody pomiarowe mogą dawać całkiem inne wartości podawane w FTU.
Pomiar zmętnienia
Do pomiaru zmętnienia przygotowuje się zawiesinę formazyny przez zmieszanie roztworów 10 g/L siarczanu hydrazyny i 100 g/L heksametylenotetraaminy z ultraczystą wodą . Otrzymany roztwór pozostawia się na 24 godziny w temperaturze 25°C ± 3°C do rozwinięcia się zawiesiny. Daje to zawiesinę o zmętnienia 4000 NTU /FAU/ FTU /FNU. Jest on następnie rozcieńczany do wartości odpowiadającej zakresowi przyrządu. Nie ma bezpośredniego związku między FTU/FAU i NTU/FNU, ponieważ zależy to od właściwości optycznych konkretnej materii w próbce. Ogólną trudnością napotykaną podczas przygotowywania wzorców formazynowych jest uzyskanie wystarczająco powtarzalnych i dokładnych wyników. Temperatura przygotowania jest istotna, ponieważ wpływa na wielkość cząstek formazyny. Niepewności związane z wahaniami temperatury są rzędu 1,2% na °C.
Ważna jest również czystość wody użytej do przygotowania dyspersji formazyny, ponieważ nie może ona początkowo zawierać cząstek koloidalnych. Doświadczenie pokazuje, że woda przefiltrowana zgodnie z wymaganiami ma rozproszenie resztkowe około 0,02 FTU = 20 mFTU (nieodłączny efekt rozjaśnienia). Należy to wziąć pod uwagę podczas kalibracji i wykrywania bardzo niskich poziomów zmętnienia. Dostępne w handlu wodne dyspersje standardu formazyny są często identyfikowalne zgodnie z EN ISO 7027 . Trwałość dyspersji formazynowych nie przekracza kilku miesięcy (kilku tygodni, jeśli butelka była otwarta), ponieważ ich właściwości zmieniają się w czasie w wyniku starzenia się cząstek koloidalnych ( dojrzewanie Ostwalda : zmiana ich rozkładu wielkości i liczby ze względu na ich koalescencję /agregację) i możliwy rozwój mikroorganizmów, takich jak bakterie , mikroskopijne grzyby i drożdże .