Měření pH produktu

Měření pH produktu je při některých postupech tvorby přírodní kosmetiky velmi důležité. Pojďte s námi zjistit, jak na to.

Určitě jste se už setkali u kosmetických produktů s různými pojmy souvisejícími s pH. Ať už měl daný produkt pH blízké pokožce, nebo byl prezentován jako pH neutrální. Co však pH vlastně znamená a jaké jsou postupy pro měření pH produktů? Proč je to vlastně důležité? To se dozvíte v následujícím článku.

Co je pH a co nám říká

Zjednodušeně lze říct, že hodnota pH nám říká, jak velmi kyselý nebo zásaditý produkt je. S pojmem kyselost jste se už určitě setkali, s kyselinou octovou či citronovou se běžně pracuje při vaření a jejich kyselá chuť je rychle rozpoznatelná.

Pojem zásaditost či alkalita je opakem kyselosti. Zásaditými látkami, se kterými se dá běžně setkat, jsou například soda bikarbona či běžné tuhé mýdlo. Uprostřed mezi zásaditými a kyselými látkami se nacházejí ty neutrální, tedy ty, které mají neutrální pH. Takovou látkou je například demineralizovaná voda (běžná voda z vodovodu obsahuje rozpuštěné minerální látky či chlor ovlivňující její pH).

pH je nejlepší si představit jako stupnici od 0 do 14. Od hodnoty 0 do 7 nám klesá kyselost (tedy látky s pH 0 jsou extrémně kyselé a žíravé a ty s pH blízkým 7 jsou minimálně kyselé). Hodnota pH 7,0 představuje neutrální pH a od pH 7 do 14 nám roste zásaditost (látky s pH 14 jsou extrémně zásadité a žíravé).

Pro zjednodušenou představu o pH tak stačí vědět, že tato hodnota nám říká něco o kyselosti nebo zásaditosti produktu. Avšak pro ty, kteří by rádi věděli víc: pH ve skutečnosti vyjadřuje, jak velký je záporný dekadický logaritmus aktivity (respektive koncentrace) H+ iontů, tedy těch, které odštěpují kyseliny v roztoku.

Při pH 1 je jejich koncentrace 10^-1 mol/l, při pH 7 je to 10^-7 mol/l, což ukazuje, že kyselost klesá. Tímto se při jednoduché domácí výrobě kosmetiky nemusíte zabývat. Pokud však chcete vyrábět ve větším nebo jste pokročilejší ve formulaci kosmetických produktů, detailnější znalost pH se vám určitě bude hodit.

Proč je důležité měření pH produktu?

Když už víme, co je pH, jistě vás zajímá, k čemu tato hodnota slouží. pH má široké uplatnění v kosmetice, nejen kvůli reklamním sloganům na produktech, ale především kvůli bezpečnosti.

pH a bezpečnostní rizika

Pokud byste si na pleť nanesli produkt s příliš vysokým či nízkým pH, došlo by k poleptání, což je v závislosti na ploše poškozené pokožky vážné zranění. Pokud jste se s poleptáním ještě nesetkali, lze ho do jisté míry přirovnat k popálenině – pokožka je silně zarudlá a pálí, při vážnějším poleptání se objevují puchýře a mohou vznikat jizvy (samozřejmě, hodně záleží na druhu chemikálie, poleptání se vždy nemusí projevovat jen takto).

Fyziologické pH pokožky se pohybuje v rozmezí 4,5 – 5,5. Proto pokud máte citlivou pokožku, je dobré cílit vaše přípravky do tohoto rozmezí. Při domácí výrobě byste se měli vyhnout produktům s nižším pH, abyste zbytečně nepoškodili svou pokožku.

Existují i produkty, které jsou mírně kyselejší, s pH kolem 4, ovšem ty jsou vhodné pouze pro příležitostnou aplikaci (jako chemické peelingy) a často jsou dostupné pouze v kosmetických salonech, kde je aplikují profesionálové. I z toho vyplývá, že měření pH při výrobě domácí kosmetiky hraje důležitou roli.

Stejně tak pleti nesvědčí ani příliš zásadité produkty. Ideální je při výrobě udržet pH produktu do hodnoty 7,5, případně 9, pokud jde o tuhá či tekutá mýdla vyráběná z hydroxidu.

Účinnost konzervantů při různých hodnotách pH

Dalším důvodem, proč je užitečné měření pH produktů, je výběr vhodného konzervantu. U každého konzervantu najdete údaj od výrobce o tom, v jakém rozmezí pH je tento konzervant účinný. Pokud váš produkt toto rozmezí nesplňuje, konzervant v něm nebude fungovat nebo bude jeho účinnost snížená, což má výrazný vliv i na stabilitu vašich produktů a jejich trvanlivost.

Protože téměř všechny přírodní konzervanty mají omezenou účinnost vázanou na výsledné pH vašeho produktu, pokud chcete formulovat stabilní produkty, ujistěte se, že tuto hodnotu pro váš konzervant znáte a že výsledné pH produktu tomu odpovídá.

Příkladem je konzervant Cosgard, který působí v pH 2 – 7, přičemž nejvyšší účinnost má pod pH 5,5. Proto je tento konzervant vhodný do kyselejších produktů, jako jsou různá vitaminová séra či produkty s AHA kyselinami. Na druhou stranu Euxyl PE 9010 je efektivní až do pH 12, proto je dobrou volbou pro začátečníky ve výrobě kosmetiky, jedná se však o syntetický konzervant.

Stabilita pH v produktu

Hodnota pH ovlivňuje i některé vlastnosti produktu, jako je jeho zbarvení, viskozita (zjednodušeně hustota) či další fyzikální a chemické vlastnosti, které by se během skladování produktu neměly měnit.

Zároveň prudké změny pH v produktu mohou být i signálem, že došlo k výrazné mikrobiální kontaminaci. Proto nekolísající hodnota pH produktu během jeho skladování je předpokladem dobré stability a bezpečnosti výrobku.

Účinnost aktivních látek v souvislosti s pH

Některé aktivní látky přidávané do kosmetiky jsou účinné pouze při určitých hodnotách pH. Například kyselina askorbová (vitamin C) bude neúčinná v příliš zásaditých výrobcích, protože dojde k její neutralizaci. Zároveň čistý koncentrovanější vodný roztok vitaminu C má poměrně nízké pH, které je pro pleť nevhodné, proto je opět vhodné toto pH mírně zvýšit přidáním zásady na fyziologickou hodnotu pH pokožky.

Retinol (forma vitaminu A) je zase nejúčinnější při pH 5,5 až 6. Alfa hydroxy kyseliny (AHA kyseliny) jako kyselina mléčná či kyselina glykolová, které jsou často využívány na chemické peelingy, jsou i mezi organickými kyselinami poměrně silné. Jejich 10% roztoky by byly příliš kyselé a pokožku by poškodily příliš, proto je při výrobě kosmetiky s nimi potřeba měření pH a případně jeho úprava na fyziologické.

Je pravda, že tím část kyseliny zneutralizujete, což se může zdát jako neekonomické. Na druhou stranu, pokud byste chtěli přidat pouze malé množství kyseliny tak akorát na dosažení pH 4,5, nemohli byste na běžných vahách takové množství zvážit – je totiž příliš malé, protože jde o silné kyseliny.

Měření pH produktu — jak na to?

Existuje několik metod měření pH produktu, od těch méně přesných až po ty nejpřesnější. Představíme vám některé z nich. Důležité je však uvědomit si, že měření pH vždy probíhá v roztoku, který je homogenní (tj. je dobře promíchaný, a tak má všude stejné složení a neplavou v něm kousky látek).

Pokud tedy chcete změřit pH hustšího séra či pleťového krému, musíte z nich připravit 10% roztok v demineralizované vodě (např. 5 g produktu a 45 g vody nebo 10 g produktu a 90 g vody). Dbejte na to, abyste roztok důkladně promíchali, jinak měření pH nebude přesné. Zředění v demineralizované vodě bude mít na výsledné pH pouze zanedbatelný vliv.

Pokud chcete měření pH urychlit, existují i speciální pH metry kalibrované na použití ve velmi hustých roztocích (tj. krémech, sérech) bez potřeby jejich ředění.

Lakmusové papírky na měření pH

Jedná se o nejjednodušší formu, jakou lze měření pH realizovat. Lakmusové papírky jsou napuštěny acidobazickým indikátorem lakmusem, který v závislosti na pH roztoku mění barvu. Tyto papírky se prodávají také s přiloženou barevnou stupnicí, obvykle od pH 1 po 12, případně 14.

Postup měření s papírkem je jednoduchý:

1. Naneste roztok na papírek

   Na papírek kápněte kapku roztoku vašeho produktu. Případně můžete jeho konec namočit do roztoku, může se však stát, že barvivo z papírku mírně zabarví i váš roztok.

2. Okamžitě odečtěte hodnotu

   Okamžitě podle zbarvení odečtěte hodnotu ze stupnice — barva se totiž může rychle změnit.

Někdy se může stát, že se nebudete umět rozhodnout mezi dvěma barvami na stupnici. V tom případě můžete sáhnout i po přesnějších indikátorových papírcích, které na sobě obsahují čtyři různé polštářky (kousky papíru) s indikátorem. Každý se zbarví odlišně při daném pH a vy tak snáze odečtete hodnotu na přiložené stupnici, protože máte až 4 kontrolní body.

Lakmusové papírky tak představují jednoduchou a rychlou možnost, jak orientačně zkontrolovat pH produktu. Nejde však o velmi přesné měření pH. Zároveň je důležité uchovávat papírky mimo dosah vlhkosti, světla a tepla.

pH metry

pH metry jsou elektronická zařízení, která umožňují v závislosti na své přesnosti měření pH i na dvě desetinná místa. Obsahují ve svém nitru iontově selektivní skleněnou elektrodu, která je citlivá právě na H+ ionty ovlivňující pH.

Výsledky získané pH metry jsou přesnější, na druhou stranu je s nimi náročnější manipulace a jsou dražší. pH metry je nutné kalibrovat alespoň jednou za měsíc ponořením do kalibračních roztoků o přesné hodnotě pH (ty je možné zakoupit).

Elektrody musí být v pH metru ponořeny do pufračního roztoku během skladování a po každém použití je nutné je opláchnout ponořením pH metru do nádoby s demineralizovanou vodou. Elektrody jsou zároveň citlivé na poškrábání a znehodnocení, proto se jich nikdy nedotýkejte ani je neutírejte.

Podle toho, pro jaký druh pH metru se rozhodnete, můžete měření pH uskutečňovat i ve vzorcích bez jejich předchozího ředění (vždy však postupujte podle údajů výrobce). Pokud chcete upravovat pH svých výrobků, pH metry jsou nezbytností pro přesnou práci.

Měření pH mýdla

Mýdlo je specifický produkt, který vyžaduje měření pH, protože příliš zásadité mýdlo může snadno podráždit či poškodit pokožku. U tekutých mýdel je postup měření pH stejný jako u krémů či jiných hustších výrobků.

Pokud měříte pH tuhého mýdla, buď z něj připravte 10% roztok způsobem popsaným výše, nebo pro rychlé měření pH s menší přesností využijte lakmusové, případně fenolftaleinové papírky. Papírek stačí přiložit na mokrý povrch mýdla a odečíst hodnotu z barevné stupnice.

Úprava pH výrobku

V případě, že jste úspěšně zvládli měření pH vašeho výrobku, ale to je příliš vysoké či nízké pro daný produkt, existují možnosti, jak to změnit. Jedná se o úpravu pH produktů. Tato úprava pH se provádí ještě předtím, než do výrobku přidáte složku, která vyžaduje určité pH prostředí, například konzervant.

Samozřejmě je třeba při úpravě pH brát v úvahu i celkové složení produktu. Před změnou pH se ujistěte, zda ve výrobku nemáte jiné složky, které by při novém pH nemusely být účinné.

Například pokud chcete použít konzervant do kyselého prostředí, ale vyrábíte čisticí pěnu na tvář s obsahem tekutého mýdla, které je však přirozeně zásadité, a tím zvyšuje i celkové pH produktu. V tom případě musíte změnit konzervant, protože mýdlo bude vždy zásadité (pokud by mělo jiné než zásadité pH, už by to nebylo mýdlo). V případě takové nekompatibility surovin musíte upravit recepturu a často danou surovinu vyměnit za jinou.

Výpočet pH pro pokročilé

V tomto případě se už jedná spíše o metodu pro fajnšmekry, protože čím větší počet složek ve výrobku ovlivňujících jeho kyselost či zásaditost, tím složitější je i výpočet. Pro jednodušší výrobky, jako jsou tonery s AHA kyselinami či podobné přípravky, však tato metoda může být vhodná pro orientační stanovení pH. Pomocí výpočtu můžete dopředu přibližně vědět, kolik zásady či kyseliny budete potřebovat na úpravu hodnoty pH.

Díky tomu nemusíte přidávat roztok upravující pH od začátku po kapkách, ale přidáte větší množství, které je však o trochu nižší než vypočítané, a následně už přidáváte po kapkách za míchání a průběžného měření pH. U těchto druhů výpočtů se nejčastěji vychází z Henderson-Hasselbalchovy rovnice a disociačních konstant kyselin.

Snižování pH produktu

Pokud chcete docílit, aby byl váš produkt kyselejší, budete snižovat jeho pH. Pokles hodnoty pH docílíte pomocí roztoků kyselin. Nejčastěji se k tomuto účelu používá kyselina citronová, která je levná, dobře dostupná a bezpečná.

Případně kyselina mléčná, která je ve zředěném stavu taktéž bezpečná, koncentrovaná však může způsobit poleptání. Její výhodou je, že pracujete už rovnou s roztokem, který stačí zředit — nemusíte ji rozpouštět v demineralizované vodě, na rozdíl od krystalické kyseliny citronové.

1. Připravte si roztok kyseliny

   Pro použití kterékoliv ze zmíněných kyselin si nejprve potřebujete připravit jejich 10% roztok v demineralizované vodě.

2. Přidávejte po kapkách

   Roztok následně můžete po kapkách přidávat do vašeho produktu za důkladného promíchání. Přidávejte skutečně malá množství a důkladně promíchejte produkt, protože někdy i pár kapek kyseliny může způsobit výrazný pokles pH.

3. Průběžně měřte pH

   Pokaždé odeberte malé množství produktu a připravte si z něj 10% roztok pro měření pH pomocí pH metru, jak jsme zmiňovali výše.

   Lakmusové papírky pro tento účel nejsou příliš vhodné kvůli jejich nižší přesnosti. Je však možné najít i indikátorové papírky, které například působí pouze v rozmezí pH 4 – 7, proto mají stupnici s menšími dílky, ale mnohdy ani to nebude dostatečně přesné.

Zvyšování pH produktu

Opakem snižování kyselosti je zvyšování zásaditosti, nebo jinými slovy jde o navýšení pH produktu pomocí zásad. Nejčastěji se k tomuto účelu používá 10% roztok hydroxidu sodného.

1. Připravte roztok v odolné nádobě

   Hydroxid sodný je tuhá látka prodávaná ve formě granulí. Po jejich rozpuštění ve vodě se uvolňuje velké množství tepla, proto na přípravu roztoku používejte vždy plastové nebo nerezové nádoby.

   Vzniklé teplo by mohlo způsobit prasknutí skla a na jiné běžné kuchyňské kovové materiály (kromě nerezu) působí hydroxid sodný korozivně. Výjimku pro sklo představuje chemické sklo (nejčastěji borosilikátové), ze kterého jsou vyráběny kádinky a jiné pomůcky do laboratoří, které by měly snést i tepelný nápor (vždy si však ověřte, zda jsou certifikované).

2. Přidávejte a průběžně měřte

   Přidávání hydroxidu a následné měření pH provádějte stejně jako v případě okyselování, dokud nedosáhnete požadovaného pH.

Alternativu k hydroxidu sodnému může představovat hydrogenuhličitan sodný (soda bikarbona).

Měření pH — závěr

Měření pH s pomocí tohoto článku už vůbec nemusí být taková věda. Zvolte si způsob, který vám bude nejvíce vyhovovat, a dejte se do toho. Trvá to jen chvilku a hned máte výsledek.

• Bezpečný pro pokožku

  Produkt s příliš vysokým či nízkým pH může způsobit poleptání — kontrola pH tomu předchází.

• Funkční konzervace

  Každý konzervant funguje jen v určitém rozmezí pH — mimo něj jeho účinnost klesá a trpí trvanlivost produktu.

• Stabilní výrobek

  Kolísání pH během skladování signalizuje zhoršenou stabilitu nebo mikrobiální kontaminaci.

• Účinné aktivní látky

  Vitamin C, retinol či AHA kyseliny pracují pouze při správných hodnotách pH.

Věříme, že vám tento článek pomohl lépe porozumět celé tématice pH a jeho měření. Budeme se těšit.

Přejeme vám hezký, tvořivý den. Do zmýdelnění, přátelé.

Zdroj informací: https://skinchakra.eu/blog/archives/497-How-to-adjust-the-pH-of-your-cosmetic-products.html

Časté otázky o měření pH