Chỉ cần một quy trình trích ly đơn giản sử dụng nước để xác định pH của các dung dịch có chứa các dung môi không tan lẫn trong nước. Đầu tiên thêm nước và khuấy trộn đều. Sau khi đạt trạng thái cân bằng, pha nước và pha dung môi sẽ được tách ra và khi đó người ta có thể đo pH của pha nước.
Các chất lỏng có thể đóng vai trò như là các dung môi để hòa tan các chất khác (rắn, lỏng hoặc khí) để tạo thành dung dịch. Dung môi phổ biến nhất chính là nước. Ngoài ra một số chất lỏng không phải nước cũng thường được sử dụng làm dung môi như hexane, alcohol, dầu… Chúng thường được trộn lẫn với nước hay một số chất lỏng khác để tạo thành dung môi hỗn hợp thích hợp cho một ứng dụng nào đó trong nghiên cứu hoặc công nghiệp. Một số dung môi có xu hướng hòa tan vào nước tạo hỗn hợp đồng thể được gọi là tan lẫn trong nước (ví dụ như methanol, acetone) trong khi một số khác sẽ tách lớp khi trộn với nước, chúng là những chất không tan lẫn trong nước.
Đo pH trong các dung dịch không phải nước và các dung dịch hỗn hợp gặp phải rất nhiều khó khăn, có thể kể đến như là sự phân ly của dung môi, thang đo pH khác nhau, thế tiếp xúc lỏng… Những vấn đề chủ yếu gặp phải khi đo với điện cực pH là thời gian phản hồi chậm, hiển thị không ổn định, và độ chính xác của kết quả. Theo Frant (2), điện cực cần có lưu lượng dòng ra từ màng tiếp xúc lỏng-lỏng hợp lý và thiết kế màng tiếp xúc cần phải dễ dàng cho việc làm sạch để hoạt động tối ưu nhất. Đó là những đặc tính quan trọng để hạn chế hiệu ứng bộ nhớ và giảm thiểu thế tiếp xúc lỏng-lỏng.
Horiba khuyến nghị điện cực Sleeve ToupH 9481-10C để đo pH của các dung dịch không phải nước và các dung dịch hỗn hợp. Nó là một điện cực pH loại kết hợp, thân bằng thủy tinh, cầu nối kép và có thể bổ sung dung dịch điện cực. Cáp nối dài đến 1 m và với giắc nối BNC, nó có thể tương thích với bất kỳ một máy đo pH có kết nối đầu vào BNC nào. Măng sông bọc ngoài bằng thủy tinh cho phép làm sạch cầu nối dễ dàng và tránh hiện tượng tắc nghẽn.
Các ứng dụng bao gồm kiểm tra các dung môi không phải nước (mỹ phẩm, sơn…). Ngoài ra, có thể lựa chọn điện cực 9681S-10D được tích hợp thêm cảm biến nhiệt độ. Điện cực này chỉ thích hợp với các máy đo pH của Horiba.
Hình 1: Tính tan lẫn của các dung môi (Nguồn: Restek http://www.restek.com/techtips/Solvent-Miscibility-and-Solubility )
Hiệu chuẩn máy đo và điện cực theo chỉ dẫn của nhà sản xuất với ít nhất hai dung dịch đệm cao hơn và thấp hơn giá trị pH ước lượng của mẫu cần đo.
Để thu được kết quả chính xác, cần thực hiện đo và hiệu chuẩn ở cùng một nhiệt độ. Nếu điện cực bị bám một lớp chất lỏng có tính dầu, có thể rửa với chất tẩy rửa và nước ấm.
Các dung môi không phải nước có độ dẫn điện rất thấp và có thể làm khô điện cực thủy tinh, do đó rất khó để có thể đo pH một cách trực tiếp sử dụng điện cực thủy tinh. Dung dịch cần đo phải có độ dẫn điện nhất định và màng thủy tinh cần được hydrat hóa để hoạt động chính xác.
Đối với các dung môi không phải nước, không tan lẫn trong nước và các dung dịch có chứa các dung môi không tan lẫn trong nước, có thể thực hiện phép đo bằng cách thêm nước như phương pháp được mô tả ở trên. Nước tinh khiết với dung lượng đệm rất thấp và không có các muối hòa tan có thể được hòa trộn hoàn toàn với dung môi. Khi hai pha đạt trạng thái cân bằng, hoạt độ của chất tan là như nhau ở trong cả hai pha. Do đó, có thể đo pH của pha nước để xác định pH của pha dung môi.
Đối với các dung môi không phải nước, tan lẫn trong nước và dung dịch hỗn hợp giữa nước và dung môi không phải nước, tan lẫn trong nước (ví dụ như dung dịch nước-
methanol), có thể lặp lại kết quả đo nếu thành phần dung môi được biết trước và tương đối ổn định. Để làm được như vậy, điện cực pH, tiêu chuẩn hiệu chuẩn, quy trình chuẩn bị mẫu và tình trạng điện cực cần đạt các điều kiện dưới đây.
