pH vrednost

V raznih objavah v tem spletnem dnevniku se pogosto pojavlja tale drobna oznaka: pH. Domnevam, da se pri veliki večini znanje o pH omeji le na tisto osnovno informacijo – da je ta pH nekako povezan s kislostjo in bazičnostjo. Da bi bolje razumeli, kaj sploh je pH, kako ga izmerimo ter zakaj je pri izdelavi kozmetike tako zelo pomemben, sem skušala v tej objavi povzeti najbolj pomembna dejstva.

Kaj je pH vrednost?

pH je, kot že vsi veste, oznaka za kislost in bazičnost snovi. Oznako pH je v začetku 20. stoletja uvedel danski znanstvenik Sorensen. Teorij o pomenu in izbiri takšne oznake je več, katera je dejansko resnična pa ni ravno pomembno.

S pH vrednostjo načeloma označujemo kislost ali bazičnost določene snovi. Za ta namen se uporablja lestvico od 0 do 14, pri čemer pH vrednosti od 0 do 6 predstavljajo kisle snovi, pH 7 predstavlja nevtralno snov (se pravi niti kislo in niti bazično), pH vrednosti od 8 do 14 pa predstavljajo bazične snovi.

Določanje in matematično računanje pH vrednosti temelji na kompleksnih logaritemskih operacijah, ki jih tukaj ne bom navajala. Za nas je dovolj, da si zapomnimo, da se z oznako pH pravzaprav označuje aktivnost in koncentracijo oksonijevih ionov (H₃O+) v vodi.
 
Seveda se človek hitro vpraša, od kod pa sploh pridejo ti oksonijevi ioni v vodo…. No, dejstvo je, da ima voda resda kemijsko molekulo H₂O, vendar pa takšna povezava kisikovih in vodikovih atomov velja le do določene mere. Takoj, ko imamo na razpolago več vodnih molekul, se med njimi začne izmenjava vodikovih atomov. Iz ene molekule H₂O se odcepi en vodikov atom, ki se prilepi k drugi molekuli H₂O, že takoj zatem pa se vzpostavi prejšnje stanje. V vodi se zato neprestano pojavlja ravnotežnostna reakcija: 
 
H₂O + H₂O <–> H₃O+ + OH-
 
V vodi torej poteka med posameznimi molekulami izmenjava vodikovih atomov. Ta izmenjava je toliko hitrejša in intenzivnejša, kolikor večja je električna prevodnost vode. Destilirana voda ima zelo nizko prevodnost, zato je ravnotežnostna reakcija pravzaprav zelo počasna. Količina H₃O+ ionov je enaka količini OH- ionov, pH je 7 (nevtralen). 

Če naši destilirani vodi karkoli dodamo, se njena prevodnost spremeni, spremeni se tudi hitrost izmenjave ionov v ravnotežnostni reakciji. V primeru, da dodamo nekaj kapljic kisline, se bo povečalo število H₃O+ ionov (pH vrednost bo kisla), če pa dodamo bazo, se poveča količina OH- ionov (pH vrednost bo bazična).

Kako izmerimo pH?

Da se izognemo kompleksnim logaritemskim izračunom so znanstveniki v zadnjem stoletju razvili druge praktične načine za določanje pH. Seveda vsi ti načini temeljijo na izračunih in primerjavah, vendar pa jih nam kot preprostim uporabnikom ni potrebno poznati. Za navadne smrtnike prideta v poštev dva načina meritve pH, s pHmetrom in s pH indikatorskimi lističi.

pHmeter je naprava, ki meri razliko v električnem potencialu na dveh straneh sonde. Za pravilno delovanje jo je potrebno umeriti z različnimi raztopinami, umerjanje pa je potrebno pogosto ponavljati. Naprava je kar precej draga, za izdelavo domače kozmetike jo izvrstno nadomeščajo pH indikatorski lističi.

Indikatorski lističi so koščki papirja, na katerem so v tanki plasti nanešene indikatorske kemijske spojine. Te kemijske spojine imajo posebno lastnost, da v kislem ali bazičnem okolju spremenijo barvo, s čimer lahko ugotovimo, kakšen pH ima določena tekočina.

Morda to zveni kot znanstvena fantastika, vendar imamo tudi v vsakdanjem življenju opravka s takimi snovmi, le da se tega ne zavedamo. Rdeče zelje npr. vsebuje takšne spojine: če iztisnemo sok rdečega zelja in mu dodamo nekaj kapljic kisline ali baze, bo iz rdeče-roza odtenka spremenil barvo v modro. S spremembo barve lahko ugotovimo, ali imamo opravka s kislo ali bazično spojino.

Indikatorskih lističev je več vrst, nekateri merijo pH od 0 do 14, drugi samo od 5 do 9 ali od 1 do 6 itn.; z večjo ali manjšo natančnostjo. Najbolj zanesljivi indikatorski lističi so tisti, ki imajo na enem lističu več polj (vsaj štiri). Šele obarvanost in ujemanje vseh polj da pravilno meritev. Uporaba teh lističev je preprosta. Listič pomočimo v tekočino, nato pa odčitamo pH vrednost tako, da obarvanost vseh polj primerjamo z barvno lestvico, ki je na embalaži. 

pH v vsakdanjem življenju

Govor o pH vrednosti in načinu merjenja le-te kot tudi o kislih in bazičnih snoveh je potrebno konec koncev prenesti tudi v vsakdanje življenje. Dan za dnem se srečujemo s kislimi in bazičnimi snovmi, le da temu ne posvečamo nobene pozornosti. Voda izpod pipe je npr. rahlo kisla (pH med 5 in 6), pomarančni sok je še bolj kisel (pH med 3 in 4); na drugi strani pa imamo npr. milo z bazičnim pH (med 9 in 10) ali varekino, ki je še bolj bazična in ima pH med 12 in 13.
 

Morda ste iz zgornjih primerov opazili, da so vse naštete snovi pravzaprav topne v vodi. To je zelo pomemben podatek, ki si ga je potrebno zapomniti: pH vrednost je podatek o kislosti ali bazičnosti raztopine, najsi bo to preprosta raztopina kot npr. sol v vodi ali kompleksna kot npr. gel iz aloje. Maščobam – se pravi rastlinskim oljem, maslom in živalskim maščobam – pH vrednosti ne moremo izmeriti. Če bi pomočili indikatorski listič v olje, se bi ta le zmočil oziroma zamastil, indikatorske snovi na njem pa ne bi reagirale. Prav tako ne moremo izmeriti pH vrednosti emulzijam tipa V/O

pH vrednost in kozmetika

Najbrž se še spomnite, ko je nekaj let nazaj napis »pH 5,5« na kozmetičnih izdelkih ustvaril pravo revolucijo in reklamo. Takšno reklamo danes lahko ustvarijo le še imena eksotičnih in čudežnih rastlin ali molekul z neverjetnim antiage delovanjem. Morda se sliši čudno, vendar so znanstveniki in raziskovalci s področja dermatologije in kozmetike šele nedavno odkrili pomen pH vrednosti kozmetičnih izdelkov. Dolga desetletja so kreme temeljile na zastarelih in neprimernih formulah, ki so za emulgirajočo osnovo uporabljale milo. Kreme so tako imele bazičen pH, ki pa ni skladen z našo kožo.

Človeška koža neprestano izloča določeno količino vodotopnih in lipidnih snovi, ki sestavljajo naš hidrolipidni plašč. Ta hidrolipidni plašč našo kožo ščiti, jo varuje pred zunanjimi dejavniki kot sta mraz ali veter ter uravnoveša razvoj in aktivnost bakterij, ki so naravno prisotne na naši koži.

pH vrednost hidrolipidnega plašča je kisla, povprečna vrednost naj bi bila med 5,4 in 5,9. Seveda so med posameznimi deli telesa razlike: intimni predeli imajo pH vrednost še bolj kislo, nagiba se proti pH 4; oči oziroma solze pa imajo pH okoli 7. Kisel hidrolipiden plašč je zagotovilo za zdravo kožo – če se pH dvigne, se ravnotežje poruši. Dolga izpostavljenost previsoki pH vrednosti pripelje do razmnoževanja bakterij in posledično vnetij kože.

Prav zaradi zgoraj naštetih razlogov, bi morali biti kozmetični izdelki kolikor mogoče skladni s pH vrednostjo naše kože – torej kisel pH. Pri bazičnih izdelkih, ki jih speremo (npr. milo), je njegov alkalen pH manj problematičen, saj ostane milo v stiku s kožo le malo časa, navadno pa nato na kožo nanesemo kremo ali drug izdelek, ki ponovno vzpostavi kisel pH. Bolj problematični so izdelki, ki jih ne speremo in tako ostanejo oziroma se vpijejo v kožo.

Pri izdelavi domače kozmetike je zato nujnega pomena, da vsakokrat preverimo in po potrebi popravimo pH vrednost našega izdelka. Če je izdelek preveč bazičen, bomo dodali nekaj kapljic kisline (mlečna kislina, citronska kislina), nato pa ponovno preverili pH. Če je izdelek preveč kisel, bomo dodali nekaj kapljic 20% raztopine NaOH, nato pa ponovno preverili pH.

Pri tem moramo seveda upoštevati tudi zahteve po pH vrednosti, ki jih imajo sestavine, ki jih uporabimo. Če na primer uporabljamo kot konzervans natrijev benzoat in kalijev sorbat, pH vrednost našega izdelka ne bo smela biti 6,5, saj konzervans ne bi imel učinka.

Nenazadnje pa moramo pri popravljanju pH upoštevati tudi, kakšen izdelek hočemo narediti in kakšen bo njegov namen. pH vrednost doma izdelanega mila (s postopkom saponifikacije) je bazična (med 9 in 10). Milu ne moremo spremeniti pH, torej ga obdržimo takega, kot je. Drugače je z detergenti in šamponi na osnovi površinskih aktivnih snovi. Tem lahko pH vrednost prilagajamo: šampon naj bo bolj kisel (4,5-5,5), detergent za tuširanje pa med 5 in 6,5. Kreme za obraz in telo naj imajo pH med 5 in 6,5, toniki pa naj bodo morda za spoznanje bolj kisli.