Potencjał wodoru, a może łatwiej i dokładniej stężenie jonów wodorowych H+, czyli skrót potencjał Wodoru. A teraz przypomnij sobie kiedy mówimy o jonach. Weź butelkę z wodą i przeczytaj etykietę, sprawdź jakie jony zawiera. Może używasz do kąpieli gotowych solanek, przestudiuj ich etykiety.
I w końcu spróbuj znaleźć takie informacje na etykiecie oleju. Nie znajdziesz, ponieważ w uproszczeniu dotyczącym naszej działki tworzenia kosmetyków, substancje dysocjują tylko w rozpuszczalniku wodnym. Wodnym nie oznacza jedynie w czystej wodzie. Dysocjują to znaczy, znów w uproszczeniu, że np. ciało-substancja stałe rozpadają się na atomy w naszym rozpuszczalniku wodnym. Atomy nazywamy w tym przypadku jonami ze względu na ładunek dodatni (kationy) lub ujemny (aniony). Trochę trąci lekcją o bateriach i ładunku elektrycznym, ale właśnie o to chodzi!
Na dodatek dysocjacja jest mega ważna dla życia. Organizmy nie są w stanie przyjmować pierwiastków w stanie innym niż zdysocjowany. Zawsze musi zajść prawidłowa i całkowita dysocjacja. Nie zrobisz mydła wsypując wodorotlenek do oleju, musisz najpierw stworzyć roztwór wodny, czyli ług. Zauważ, że to między innymi dlatego dzielimy kosmetyki na fazę wodną i fazę olejową. Te roztwory – te rozpuszczone, czyli zdysocjowane ciała-substancje plus jony wody tworzą pH, które waha się w jedną albo w drugą stronę od neutralnego, czyli pH7.
Jeżeli rozpuszczamy substancje o potencjale anionowym lub/ i tworzące razem z rozpuszczalnikiem więcej anionów, pH będzie wzrastać powyżej pH7. Nazywamy to potencjałem alkalicznym, a roztwór zasadowym np. ług. Drugi wariant to rozpuszczanie substancji o potencjale kationowym lub/ i tworzące razem z rozpuszczalnikiem więcej kationów. pH będzie spadać poniżej pH7. Nazywamy to potencjałem i roztworem kwaśnym np. toniki. Oczywiście możemy też uzyskać roztwór obojętny gdzie pH = 7. Wtedy mówimy o równowadze anionów i kationów. To i/ lub w pierwszym zdaniu jest ważne, jeśli chcesz kopać dalej w dysocjacji, to nie są sytuacje zero-jedynkowe, że pH zasadowe powstaje przy rozpuszczeniu substancji zasadowych. Mało tego, nie zawsze rozpuszczanie = dysocjacja. Wszystko zależy od wiązań jakie tworzą w roztworze rozpuszczalnik i substancja. Tu i teraz impreza atomów w konkretnych roztworach jest kwestią najmniej ważną.
Przykładem substancji niedysocjującej jest mocznik, on tworzy wiązania kowalencyjne. Choć znamy go z właściwości podnoszących pH, cała sprawa rozbija się o medium, czyli rozpuszczalnik. Mocznik w stężeniu do 5% tworzy pH obojętne, dopiero powyżej 5% podnosi je nawet do pH10 . Trochę zaskok, ale tak jest i kolejny raz powtórzę w tym miejscu o kosmetykach z mocznikiem: obniżanie pH fazy wodnej poprzez dodawanie kwasu nie zawsze jest konieczne. Jak to Mila, a stabilność?! A tak to, że my bardzo rzadko robimy kosmetyk na wodzie. Napary, odwary, hydrolaty najczęściej mają już pH niższe niż obojętne. Jeśli mocznik 5% wchodzi na imprezę z kwasami ok. pH4, to nie ma mocy by podnieść roztwór do pH10. Na dodatek mocznik jest stabilny w zależności od całej formulacji w pH 4-7, powyżej siedem będzie ulegał rozkładowi, brzydko pachniał i w czasie rozkładu jeszcze obniżał pH, szczególnie w towarzystwie materii roślinnej. Niestety pH nie da się obliczyć matematycznie 4+7=11/ na dwa = 5,5. Tak to nie działa, trzeba mierzyć!
pH mierzymy produktom, które zawierają fazę wodną lub są nią w całości. Kosmetyki tłuszczowe w 100% mają niemierzalne pH. Dlatego wszędzie tam gdzie masz choć minimalną ilość wody możesz zmierzyć pH, nieważne czy to szampon, czy masło z pantenolem i dodatkiem hydrolatu dla odtłuszczenia formuły.
Najłatwiejszą, choć nie laboratoryjną metodą mierzenia pH są papierki tzw. lakmusowe:
- mogą mieć skalę kwaśną 1-7 (kolory od żółtego do zielonego) lub zasadową 7-14 (kolory od zielonego do fioletowego)
- najbardziej uniwersalne są te w skali 1-12 lub 1-14,
- najdokładniejsze są paski czteropolowe w pełnej skali i takie polecam w domu i manufakturze kosmetyków,
- mierz pH fazy wodnej, potrzebujesz dużo papierków,
- najpierw zmierz pH samego medium bez dodatków,
- następnie rozpuść wszystko co dodajesz w fazie wodnej i znów zmierz pH,
- poczekaj chociaż 30 minut i trzeci raz zmierz pH,
- często jony potrzebują czasu, by pH się ustabilizowało, z czasem już będziesz umieć przewidzieć obrót sytuacji bez potrzeby trzeciego pomiaru,
- ostatni pomiar wykonaj na gotowym kosmetyku, najlepiej na drugi dzień po zrobieniu,
- łatwo jeśli masz tonik czy mgiełkę, po prostu zanurzasz papierek jak wcześniej i porównujesz ze skalą na opakowaniu,
- jeśli masz zagęszczony szampon lub emulsję, musisz zrobić roztwór/ zawiesinę,
- weź 9g wody destylowanej i 1g kosmetyku, rozmieszaj i dopiero mierz pH.
pH można też mierzyć urządzeniem zwanym pH-metrem. Trzeba je kalibrować w odpowiednim roztworze przed każdym użyciem. Wysoki koszt urządzenia i zbyt dużo zachodu. Istnieją też cyfrowe mierniki pH, ale te potrafią odczytać neutralne pH 80% roztworu kwasu mlekowego. Kiedy jesteśmy w polu i na łące możemy szacować pH, bo mierzeniem trudno nazwać te próby, za pomocą octu i sody oczyszczonej. Jeśli roztwór się zapieni po dodaniu sody mamy pH kwaśne, a jeśli powstaną większe bąbelki po dolaniu octu, mamy pH zasadowe. Obojętne pH jest wtedy, gdy nie nastąpi żadna widoczna reakcja. Mamy jeszcze do dyspozycji płytki do mierzenia pH gleby, są całkiem niezłe w porównaniu do prób z octem i sodą. Istnieje też miareczkowanie, w dzisiejszych czasach to raczej ciekawostka dla cierpliwych studentów niż metoda pomiarowa. Oczywiście laboratoria badawcze mają do dyspozycji profesjonalną aparaturę mierzącą próbki kosmetyków z dokładnością do drugiego miejsca po przecinku.
W jakim celu to wszystko? Kosmetyki powinny mieć pH odpowiednie do swojej funkcji, składu i grupy użytkowników:
- skóra nie ma pH, pH mają jej wydzieliny – płaszcz hydro-lipidowy, czyli mieszanina potu i sebum oraz wydaliny – pot z toksynami, solami i metalami ciężkimi,
- dla uproszczenia mówimy o pH skóry,
- dzieci do około 3 roku życia mają od pH6,5 nawet do pH8, im młodsze tym wyższe, stąd mycie dzieci mydłem sodowym lub potasowym ma sens,
- pH okolic intymnych staje się kwaśne ok. pH5,5 dopiero w okresie dojrzewania,
- pH skóry zwierząt rozkłada się na zasadzie podobnej do dzieci, ogólnie im mniejsze zwierzę tym wyższe pH, ale nigdy nie spada poniżej pH6,
- dorośli ludzie mają pH4,5 nawet do 6, jest to zależne od kondycji mikrobiomu metabolizującego wydzielinę, im mikrobiota w gorszej kondycji tym pH wyższe, prawidłowe to okolice 5-5,5 i do takiego zawsze dążymy,
- kremy i emulsje dla dorosłych mogą być kwasowe pH 4-4,5 i standardowe pH5-5,5, pamiętaj o tolerancji emulgatora,
- cała reszta kosmetyków jak wyżej, z tym, że nie mamy tu zależności od emulgatora, bo szampon zagęszczamy gumą ksantanową czy serum kwasem hialuronowym, a one są niezależne od pH,
- łuskę włosa zamyka kwaśne pH (płukanki octowe naszych babć), tutaj odpowiednie będzie pH3-4,
- zawsze dążysz do pH odpowiedniego do skóry i funkcji kosmetyku, mając na uwadze wrażliwość emulgatora,
- jeżeli używasz kosmetyku myjącego o pH wyższym niż standardowe skóry dorosłego człowieka, użyj płynu tonizującego przywracającego prawidłową wartość i dodatkowo otwierającego drogi przenikania substancji aktywnych z kremu czy serum.
Jak i czym regulować pH:
- musisz mieć w domu dwa roztwory minimum 5% – kwaśny do obniżania pH i zasadowy do podnoszenia pH,
- kwasowy jakikolwiek, gotowy kupisz 80% kwas mlekowy, a możesz zrobić samodzielnie z kwasu, który używasz najczęściej lub chcesz dostosować do rodzaju cery,
- zasadowy najłatwiej zrobić roztwór wodorotlenku potasu lub sodu, uspokój się w kremie nie będzie ługu, pamiętasz, że jony mają imprezę?
- 5% roztwór to 5g kwasu jabłkowego i 95g wody lub 5g KOH i 95g wody (naprawdę dajmy spokój obliczeniom stężeń, propocje są wystarczającą metodą obliczeniową),
- ja robię 10%, bo są skuteczniejsze tzn. można osiągnąć zamierzone pH przy ich mniejszym dodatku,
- powyższe roztwory są gotowymi płynami do obniżania lub podnoszenia pH, masz je w opisanej butelce,
- ale jest mleczan i soda oczyszczona, po co ten ług – po to żeby nie rozrzedzać kosmetyku i go nie destabilizować, bo mieszaniny (ten KOH plus woda albo mleczan sodu plus woda) mają różną moc,
- ilości używane do obniżania i podnoszenia pH to krople w kosmetykach domowych,
- nigdy nie wierz przepisowi i nie lej od razu 5g kwasu mlekowego na 100g kremu,
- masz 100g fazy wodnej lub gotowej emulsji, obniżanie i podnoszenie pH technicznie polega na dolaniu 2 kropli odpowiedniego roztworu (masz go w opisanej butelce, gotowy do użycia, niczego już nie liczysz prócz kropli), dokładnym wymieszaniu, zmierzeniu pH paskiem po około 5 minutach, powtarzaniu czynności aż do osiągnięcia zamierzonego pH,
- dodać zawsze możesz po czasie, odjąć nie, regulowanie pH raz w zasadowość raz w kwasowość destabilizuje układ kosmetyku, pilnuj kropli i miej cierpliwość,
- nawet stała i powtarzana receptura może mieć inne pH w zależności od pochodzenia składników,
- według potrzeb pH podnosisz roztworem zasadowym, a obniżasz kwaśnym
Nie do końca prawdziwe obliczeniowo, lecz obrazowe. Aby osiągnąć pH5 w kremie o wadze 50g, którego faza wodna ma zbyt niskie pH np. 2 (tak robi świeża ugotowana jarzębina), musimy dodać 2g mleczanu sodu, a tylko 0,5g ługu. I teraz 2g mleczanu na 50g kremu to jest aż 4% dodatkowej fazy wodnej! Zmienia założone proporcje fazy wodnej do olejowej, może zdestabilizować emulsję i doprowadzić do rozwarstwienia. Wprowadzasz więcej elektrolitów (tych jonów, nazewnictwo zależne od potrzeb), emulgator może tego nie dźwignąć jeśli ma niską tolerancję na elektrolity. Więcej fazy wodnej może zmienić aplikację na skórze. Jeśli robisz krem na neocare P3R, recepturowa faza wodna wynosi 65%, dolejesz 4% mleczanu, zmienisz proporcje na FW 69% a FO 31%, możesz odczuć, że krem stał się tępy w użyciu. Neocare mimo, że niewrażliwy na pH, daje tępe emulsje przy zbyt wysokiej fazie wodnej. Używaj do obniżania i podnoszenia pH roztworów i substancji, które same z siebie dają pH bliskie końca skali, a nie ledwo obok neutralnego.
Oto wielka tajemnica pH.