Công ty TNHH Sao Đỏ Việt Nam

Chất lỏng có thể đóng vai trò là dung môi để hòa tan các chất hòa tan (ví dụ: các thể rắn, lỏng hoặc khí) để tạo thành dung dịch. Dung môi phổ biến nhất là nước. Các dung môi khác ngoài nước được gọi là dung môi không chứa nước. Một số ví dụ về dung môi không chứa nước: hexan, rượu, dầu, v.v ... 

Chúng thường được trộn với nước hoặc một số dung môi không chứa nước khác để tạo thành hỗn hợp dung môi phù hợp cho các ứng dụng nhất định trong nghiên cứu hóa học hoặc quy trình công nghiệp. Các dung môi không chứa nước khi trộn với nước sẽ tạo thành một hỗn hợp đồng nhất được gọi là sản phẩm tan trong nước (ví dụ, metanol, acetone) trong khi các chất bị tách hoặc tạo thành một lớp khi trộn với nước gọi là chất không hòa tan được với nước (ví dụ: dầu, hexan, toluene ).

Đo pH trong các dung dịch và hỗn hợp không phải nước gặp một số vấn đề như phân ly dung môi, thang đo pH khác nhau và thế  khuếch tán chất lỏng. Các vấn đề điển hình gặp phải trong quá trình đo với điện cực pH là thời gian phản hồi chậm, kết quả đọc không ổn định và sai. Theo Frant2, điện cực nên có dòng chảy ra bên ngoài từ đường khuếch tán và thiết kế đường nối dễ dàng làm sạch để có hiệu suất tối ưu. Hai tính năng chính này ngăn hiệu ứng nhớ tại điểm nối và giảm thiểu thế khuếch tán chất lỏng.

HÌnh 1: Độ trộn lẫn và hòa tan của dung môi

Điện cực ToupH 9481-10C (PN 3200611631) là sản phẩm được chúng tôi khuyên dùng để đo pH trong các dung dịch và hỗn hợp không chứa nước. Đây là loại điện cực pH kết hợp có thể điền lại dung dịch nội điện cực, hai điểm nối, thân thủy tinh. Chiều dài cáp là 1m và đầu nối là BNC, tương thích với bất kỳ máy đo pH nào có đầu vào BNC. Thiết kế điện cực cho phép dễ dàng làm sạch các mối nối khuếch tán chất lỏng và ngăn ngừa tắc nghẽn.

Các ứng dụng bao gồm thí nghiệm với dung môi không chứa nước, dung dịch nhớt và các mẫu chứa dung môi không chứa nước (ví dụ: mỹ phẩm, sơn, v.v.). Nếu muốn sử dụng điện cực pH kết hợp với cảm biến nhiệt độ tích hợp, điện cực ToupH 9681S-10D (PN 3200585463) sẽ đáp ứng yêu cầu này. Điện cực này chỉ tương thích với máy đo pH HORIBA.

Phương pháp

Hiệu chỉnh máy đo và hệ thống điện cực theo hướng dẫn của nhà sản xuất với ít nhất hai điểm chuẩn pH phù hợp với giá trị pH mẫu định đo.

Chuẩn bị và đo mẫu

Phương pháp được mô tả dưới đây dựa trên Phương pháp US EPA 9045D.

1. Cho 20ml nước vào 20g mẫu vào cốc thủy tinh hoặc cốc đựng. Đậy nắp và khuấy trong 5 phút.
2. Chờ trong 15 phút hoặc ly tâm để cho mẫu và nước tách ra.
3. Đo pH của pha nước. Ghi lại giá trị pH và nhiệt độ. 

Để có được kết quả chính xác, các dung dịch đệm và mẫu chuẩn phải được đo ở cùng nhiệt độ. Nếu điện cực bị bao bởi chất dầu từ mẫu, cần làm sạch điện cực bằng chất tẩy và nước ấm.

Kết quả và lợi ích

Vì dung môi không chứa nước có độ dẫn rất thấp và có thể làm mất nước ở màng thủy tinh, rất khó sử dụng điện cực thủy tinh để đo pH trực tiếp. Phải sử dụng một số tính dẫn điện qua dung dịch và màng thủy tinh phải được hydrat hóa để hoạt động tốt.

Đối với dung môi không nước - không tan trong nước và dung dịch không nước với dung môi không tan trong nước, phép đo này có thể được thực hiện bằng cách thêm nước như mô tả trong phương pháp trên. Nước tinh khiết có khả năng đệm rất thấp và không có muối hòa tan nên có thể được trộn kỹ với dung môi. Một khi hai pha ở trạng thái cân bằng với, hoạt động của bất kỳ loại hòa tan nào cũng phải giống nhau trong cả hai pha. Sau khi tách pha dung môi, đo pH của pha nước.

Đối với các dung môi không chứa nước có thể trộn lẫn với nước và hỗn hợp các dung dịch không chứa nước có thể trộn lẫn với nước (ví dụ: nước và metanol), có thể sử dụng cùng một quy trình đo nếu biết nền dung môi và không đổi. Để làm được điều này, điều quan trọng là phải lựa chọn điện cực pH phù hợp, loại hiệu chuẩn, chuẩn bị mẫu và chuẩn bị điện cực tốt.

 1. Điện cực pH
Điện cực thủy tinh có thể kháng sự ăn mòn từ hóa chất. Một dòng tham chiếu chảy cần được sử dụng để loại bỏ hoặc giảm thiểu vấn đề mối nối khuếch tán chất lỏng. Có thể dùng dung dịch nội điện cực, nhưng vẫn tiềm tàng sự không ổn định ở mối nối. Điều này có thể được giảm thiểu bằng cách thay đổi dung dịch làm đầy sao cho phù hợp với mẫu (ví dụ: metanol bão hòa với KCl, axit axetic 90% cộng với 10% dung dịch LiCl bão hòa).

 2. Chất hiệu chuẩn
Các dung dịch hiệu chuẩn lý tưởng nên phải có cùng nền với mẫu. Một nền dung môi không đổi có thể được dùng để kiểm tra máy đo. Thực hiện kiểm tra bằng chất đệm khô và cùng một nền dung môi sau khi hiệu chỉnh hệ thống điện cực / máy trong dung dịch đệm pH nước. Trong phép đo pH của các dung dịch và hỗn hợp không chứa nước, kết quả đọc chỉ là tương đối.

3. Chuẩn bị mẫu
Có thể tăng cường độ ion trong dung môi không chứa nước bằng cách thêm một chất điện phân trung tính như muối amoni quarternary.