KÉMHATÁS MÉRÉSE SZAPPANOK ÉS KRÉMEK ESETÉN 2.
Ha most azt kérded, nagy probléma-e, ha otthon, házi körülmények között nem tudsz pH-t mérni, azt fogom válaszolni, hogy: attól függ…
Mindenki, aki otthoni szappan- és kozmetikum készítésre adja a fejét köteles megismerni néhány alapfogalmat a kémia világából ahhoz, hogy saját maga és a családja számára biztonságos termékeket tudjon előállítani. Nem elég, ha egy kozmetikumban jó minőségű, válogatott alapanyagok vannak, el is kell tudni azt a lehetőségekhez mérten szakszerűen készíteni, ehhez viszont nem egy esetben lehet szükség arra, hogy az ember ellenőrizze a készítmény kémhatását.
Kezdjük tehát az elejéről. Mit nevezünk kémhatásnak? A pH (pondus hidrogenii azaz a hidrogénion-kitevő) egy olyan kémiai mennyiség, mely egy adott oldat kémhatását (savasságát vagy lúgosságát) jellemzi. Tiszta vízben (semleges kémhatású oldatban) a jelen lévő oxónium ionok és hidroxid ionon aránya egyensúlyban van, míg savak és lúgok híg vizes oldatában ez az egyensúly eltolódik; savas közegben az oxónium ionok koncentrációja megnő, míg lúgos közegben éppen fordítva történik. A pH-t egy 14-es skálán mérjük, a tiszta (friss) desztillált víz pH-ja 7-es, az ennél kisebb pH savas, míg a nagyobb pedig lúgos kémhatást jelez. Fontos kiemelni, hogy ahol nincsenek ionok, ott nincsen kémhatás sem (egy olajnál vagy egy vízmentes készítménynél nincs értelme pH-ról beszélni), tehát kémhatást csak és kizárólag vizes OLDATOKNÁL mérünk, sosem egy szilárd szappan felületén, de még csak nem is egy sűrű emulziós krémbe dugva a pH mérőnk (ha van) hegyét…
Térjünk vissza a legelső kérdésünkre: kell-e kémhatást mérjünk házilag? A kérdésre a válasz az, hogy amennyiben csak magunknak, a családnak készítünk házi szappant és vízmentes egyéb kozmetikumokat, akkor nem. Ha mégis kíváncsiak vagyunk például az elkészült szappanunk pH-jára, akkor érdemes tudni, hogy az úgynevezett kolometriás mérési módszer az olcsón beszerezhető pH papírokkal sajnos tenzidek (mint a szappan is) esetében nem használható, téves eredményt mutat. A szappanjaink kémhatását csak pH mérő készülékkel mérhetjük meg, ehhez az elkészült szappanból 1 tömeg %-os szappanoldatot kell készíteni (az amerikai ASTM D1172 - 15 standard szerint). Egy szilárd szappan esetén viszont erre nem feltétlenül van szükségünk, nagy meglepetés nem érheti az embert, hiszen a natúr szappanok kémhatása mindig enyhén lúgos (9<pH<10), a pH mérése pedig nem nyújt információt arról, hogy van-e a szappanban szabad, el nem reagált nátronlúg. A szappanok enyhén lúgos (nem nátronlúgot tartalmazó!) kémhatása teljesen normális, hozzájárul funkciójukhoz, miszerint tisztítanak és fertőtlenítenek. Amennyiben a szappansókat arra akarnánk kényszeríteni, hogy egy rájuk nem jellemző alacsonyabb pH értéket vegyenek fel (pl. savas anyagok hozzáadásával), utóbbiak azonnal felbomlanának, tehát nem fogjuk a célunkat elérni, ebben különbözik többek között egy natúr szappan az ipari tenzidektől, ahol a kémhatás általunk beállítható. Hogy számít-e ez és mennyit? Ha csak tiszta vízzel fürdünk le, átmenetileg az is megemeli bőrünk savköpenyének pH-ját, mely a víznél savasabb tartományba esik. Egy érdekes kísérletben ezeket a változásokat meg is mérték; a sima vízzel történő fürdést követően a savköpeny pH-ja 1,1-del nőtt, de a natúr szappannal történő fürdést követően is csak 1,2 volt ez az érték! A pH körülbelül 15 perc alatt állt vissza az eredeti állapotba, ez igen rövid idő, tehát - lemosó termék esetében - nem okoz gondot a pH, ne higgyünk a média híreszteléseknek, valójában nem elsősorban a használt lemosó termék / tisztálkodószer kémhatása határozza meg, hogy az mennyire bőrbarát.)
Natúr szappanok esetében a kémhatás mérésének szükségszerűsége csak a folyékony szappanoknál kerül tehát elő, de ebbe elég kevés hobbi készítő vág bele. Egyre elterjedtebbek viszont az emulziós krémek a házi gyakorlatban, ezeknél már érdemes beszerezni egy olcsóbb digitális pH mérőt. Az elkészülő krém kémhatásának pontos beállítása garantálja többek között a készítmény stabilitását (egyes tartósítószerek csak adott pH mellett képesek funkciójukat betölteni, illetve léteznek adalékanyagok, amelyek akár veszélyessé is válhatnak nem megfelelő pH mellett), illetve – bőrön maradó kozmetikumról lévén szó – egy krém már nagyban befolyásolja a természeténél fogva enyhén savas bőrfelszín, azaz a bőrt védő hidrolipid film (savköpeny) állapotát (4,5<pH<6).
Mivel az emulziós krémekbe igen sokféle alapanyag kerül, így sok esetben a kialakuló kémhatást módosítani szükséges: a bolti kozmetikumok összetevő listáiban ezért szerepel például a citromsav, a TEA (trietanolamin) vagy akár a NaOH, attól függően, hogy az adott termék pH-ját a savas, vagy a lúgos irányba kellett-e eltolni végül.
A digitális pH mérőket az első használat előtt, illetve ezt követően időről időre kalibrálni szükséges, ehhez többféle puffer oldatot is meg kell majd vásárolnunk (4-es, 7-es és 10-es pH-jút), tulajdonképpen ezzel adjuk meg a helyes értékeket magának a mérőműszernek, ezzel állítjuk azt be – itt találhattok egy videót a kalibrálásról: https://www.youtube.com/watch?v=RQtQPefDmJQ
És hogyan mérjük meg egy emulziós krém kémhatását? A pH-mérés a pH mérő hegyében lévő üvegelektród belső oldata és a mérendő minta közti ioncsere alapján történik, ami azt jelenti, hogy szükség van az ionok áramlására a pontos pH-méréshez. Az elektróda koncentrált és nagy viszkozitású mintákba való beledugása (emulziók, samponok, gélek stb.) nem teszi lehetővé a megfelelő ion áramlást a minta és az elektródoldat között, ráadásul a helytelen eljárás az elektróda üvegmembránja porózusságát is, és ezáltal a készüléket is tönkreteszi. (Természetesen vannak csúcskategóriás elektródák, amik közvetlenül használhatóak, de otthonra nem éri meg ekkora összeget befektetni.)
Az, hogy mennyire hígítjuk fel a mérendő anyagot nagy kérdés volt számomra, mert azt tapasztaltam, hogy a túl nagy hígításnál nem hihető értékeket mutat a készülékem - nagyon sok helyen olvastam a neten az 1 tömeg %-os oldatnál történő mérésről (ugyanúgy, ahogy a szappanoknál). Végül - egy komolyabb kozmetikai vegyész ismertetője alapján – rá kellett jönnöm, hogy az 1 tömeg %-os emulziós krém oldat mítosza egyike a sok netes „kacsának”, azaz téves információ, mert nagyon nagy hígításnál elérkezünk egy ponthoz, aminél a további hígításra a kémhatás egyre inkább az oldószer, azaz a desztillált víz kémhatása felé tolódik majd el. E kritikus koncentráció felett azonban nem számít a töménység, tehát különböző koncentrációknál is konstans értéket mutat a mérőműszer, ami magának a kozmetikumnak a pH-ja. A kozmetikai vegyészek ajánlása általánosságban a minimum 10%-os oldat készítése, ez már valós eredményt hoz majd. Vegyünk ki tehát 10 grammnyi mennyiséget a mérendő anyagból (krémből) és keverjük el 90 gramm desztillált vízben. Fontos, hogy tökéletesen homogén legyen az oldat, jól keverjük át az egészet. Ha nehezebben oldódik, segíthetünk egy kis melegítéssel, de a pH mérése előtt ilyenkor hűtsük vissza szobahőmérsékletre az oldatot. A pH mérő hegyét merítsük bele az oldatba, majd várjunk, amíg a kijelző már nem villog; ekkor mutatja a végső eredményt. Fontos hangsúlyozni, hogy az eljárás csak O/W típusú emulziók esetén működik, egy hűtőkenőcs esetében például nem mérhető így pH! (Erről majd egy másik bejegyzésben.)
Egy sima desztillált vizes, azaz savas növényi párlatokat vagy aloe verát nem tartalmazó krém pH-ja alap felállásban általában 6-os vagy 7-es érték körül mozog, ami a bőrnek egy picit magas. A friss desztillált víz kémhatása semleges, azaz 7-es, de minél régebbi a vizünk és minél többször nyitogatjuk a palackját, annál jobban tolódik el a kémhatása savas irányba, ugyanis széndioxidot von el a környezet levegőjéből, az oldott CO2 pedig szénsavat képez. Ettől függetlenül az ilyen készítményeknél általában savas irányba kell a kémhatást módosítani; erre a natúr kozmetikában (is) használhatjuk a citromsavat vagy a tejsavat. De mi van akkor, ha a krémünket a mért pH alapján lúgos irányba kellene korrigálnunk? Ha például sok savas kémhatású összetevőnk van, a fordítottja is előfordulhat, tehát a pH-t felfelé kell módosítanunk. Dolgozhatunk nátronlúg oldattal is, de ez nagy körültekintést és gyakorlatot igényel. A másik (natúr kozmetikai) megoldás az L-Arginin, ami étrendkiegészítőként is kapható, könnyen beszerezhető és oldatának használata biztonságos.
Természetesen egy krém pH-ját nem csupán készítésekor kell mérnünk. Ha néhány hónap elteltével azt tapasztaljuk, hogy a kémhatás megváltozott, az jelzés értékű lehet arra vonatkozólag, hogy a továbbiakban azt a kozmetikumot már ne használjuk. (Az urea vizes közegben például instabillá válhat, ilyenkor az ureás krémek pH-ja emelkedni kezd, ezekre a készítményekre sok esetben jellemző egyfajta ammónia szag is... stb.) Egyszóval: teszteljünk, teszteljünk, teszteljünk!
További jó krémkészítést Mindenkinek!
Omar Anyu 2018. május
Kapcsolódó cikk: http://www.soaps-and-co.com/csuszos-terep/461-szappan-ph-meres