Misurazione del pH del prodotto

La misurazione del pH del prodotto è molto importante in alcuni procedimenti di creazione della cosmesi naturale. Scopra con noi come farlo.

Si sarà certamente già imbattuto in vari termini legati al pH quando si tratta di prodotti cosmetici. O il prodotto in questione aveva un pH vicino a quello della pelle, oppure veniva presentato come pH neutro. Ma che cosa significa in realtà il pH e quali sono le procedure per misurare il pH dei prodotti? Perché è importante? Lo scoprirà nel seguente articolo.

Che cos'è il pH e che cosa ci dice

In parole povere, il valore di pH ci indica quanto è acido o quanto è basico un prodotto. Si sarà certamente già imbattuto nel concetto di acidità: l'acido acetico o l'acido citrico sono comunemente utilizzati in cucina e il loro sapore acido è facile da riconoscere.

Il concetto di basicità (alcalinità) è l'opposto dell'acidità. Tra le sostanze basiche che si possono comunemente incontrare rientrano, per esempio, il bicarbonato di sodio o il comune sapone solido. Nel mezzo tra le sostanze basiche e quelle acide ci sono quelle neutre, cioè quelle che hanno un pH neutro. Un esempio di tale sostanza è l'acqua demineralizzata (la normale acqua del rubinetto contiene minerali disciolti o cloro che ne influenzano il pH).

È meglio immaginare il pH come una scala da 0 a 14. Da un valore di 0 a 7 l'acidità diminuisce (cioè le sostanze con pH 0 sono estremamente acide e corrosive, mentre quelle con un pH vicino a 7 sono solo debolmente acide). Un pH di 7,0 rappresenta il pH neutro e da pH 7 a 14 l'alcalinità aumenta (le sostanze con pH 14 sono estremamente basiche e corrosive).

Per una comprensione semplificata del pH è sufficiente sapere che questo valore ci parla dell'acidità o della basicità di un prodotto. Tuttavia, per chi volesse saperne di più: il pH esprime in realtà la grandezza del logaritmo decimale negativo dell'attività (o concentrazione) degli ioni H+, cioè di quelli che gli acidi rilasciano in soluzione.

A pH 1 la loro concentrazione è 10^-1 mol/l, a pH 7 è 10^-7 mol/l, il che mostra che l'acidità diminuisce. Nella semplice produzione casalinga di cosmetici non è necessario occuparsene. Se però desidera produrre su scala maggiore o è più avanzato nella formulazione di prodotti cosmetici, una conoscenza più dettagliata del pH le tornerà certamente utile.

Perché è importante misurare il pH di un prodotto?

Ora che sappiamo che cos'è il pH, le interesserà certamente sapere a che cosa serve questo valore. Il pH ha un'ampia gamma di applicazioni in cosmetica, non solo per via dei claim di marketing sui prodotti, ma soprattutto per motivi di sicurezza.

pH e rischi per la sicurezza

Se applicasse sulla pelle un prodotto con un pH troppo alto o troppo basso, ciò porterebbe a una ustione chimica che, a seconda dell'estensione della superficie cutanea danneggiata, costituisce una lesione grave. Se non si è ancora imbattuto in un'ustione chimica, in una certa misura la si può paragonare a un'ustione termica: la pelle è intensamente arrossata e brucia, in caso di ustioni chimiche più gravi compaiono vesciche e possono formarsi cicatrici (naturalmente ciò dipende molto dal tipo di sostanza chimica, un'ustione chimica non deve sempre manifestarsi esattamente in questo modo).

Il pH fisiologico della pelle è compreso nell'intervallo 4,5 – 5,5. Pertanto, se ha la pelle sensibile, è bene mirare i suoi preparati a questo intervallo. Nella produzione casalinga dovrebbe evitare prodotti con un pH più basso, per non danneggiare inutilmente la pelle.

Esistono anche prodotti leggermente più acidi, con pH intorno a 4, ma sono adatti solo per un'applicazione occasionale (come i peeling chimici) e sono spesso disponibili solo nei centri estetici, dove vengono applicati da professionisti. Ne consegue che la misurazione del pH svolge un ruolo importante nella preparazione casalinga dei cosmetici.

Anche i prodotti eccessivamente basici non giovano alla pelle. Idealmente, in fase di produzione, è bene mantenere il pH del prodotto fino a un valore di 7,5, oppure fino a 9 se si tratta di saponi solidi o liquidi ottenuti da idrossido.

Efficacia dei conservanti a diversi valori di pH

Un altro motivo per cui è utile misurare il pH dei prodotti è la scelta di un conservante adatto. Per ogni conservante troverà l'informazione del produttore su in quale intervallo di pH quel conservante è efficace. Se il suo prodotto non rientra in questo intervallo, il conservante non funzionerà oppure la sua efficacia sarà ridotta, il che ha un impatto significativo anche sulla stabilità dei suoi prodotti e sulla loro durata di conservazione.

Poiché quasi tutti i conservanti naturali hanno un'efficacia limitata, collegata al pH finale del suo prodotto, se vuole formulare prodotti stabili si assicuri di conoscere questo valore per il suo conservante e che il pH finale del prodotto vi corrisponda.

Un esempio è il conservante Cosgard, che agisce nell'intervallo di pH 2 – 7, con la massima efficacia al di sotto di pH 5,5. Pertanto questo conservante è adatto a prodotti più acidi, come i vari sieri vitaminici o i prodotti con acidi AHA. D'altra parte, Euxyl PE 9010 è efficace fino a pH 12, il che lo rende una buona scelta per i principianti nella produzione cosmetica, sebbene si tratti di un conservante sintetico.

Stabilità del pH nel prodotto

Il valore di pH influisce anche su alcune proprietà del prodotto, come il colore, la viscosità (in parole semplici, la densità) e altre proprietà fisiche e chimiche che non dovrebbero cambiare durante la conservazione del prodotto.

Allo stesso tempo, brusche variazioni del pH nel prodotto possono essere anche un segnale del verificarsi di una significativa contaminazione microbica. Pertanto, un valore di pH non fluttuante del prodotto durante la sua conservazione è il presupposto di una buona stabilità e sicurezza del prodotto finito.

Efficacia degli attivi in relazione al pH

Alcuni ingredienti attivi aggiunti ai cosmetici sono efficaci solo a determinati valori di pH. Per esempio, l'acido ascorbico (vitamina C) sarà inefficace nei prodotti troppo basici, perché verrà neutralizzato. Allo stesso tempo, una soluzione acquosa pura e più concentrata di vitamina C ha un pH relativamente basso, non adatto alla pelle, quindi è opportuno elevarne leggermente il pH aggiungendo una base fino al valore di pH fisiologico della pelle.

Il retinolo (una forma di vitamina A) è invece più efficace a un pH di 5,5 – 6. Gli alfa-idrossiacidi (acidi AHA) come l'acido lattico o l'acido glicolico, spesso usati per i peeling chimici, sono relativamente forti anche tra gli acidi organici. Le loro soluzioni al 10 % sarebbero troppo acide e danneggerebbero eccessivamente la pelle, perciò nella produzione di cosmetici che li contengono è necessario misurare il pH ed eventualmente regolarlo a un valore fisiologico.

È vero che in questo modo neutralizza una parte dell'acido, il che può sembrare antieconomico. D'altra parte, se volesse aggiungere solo una piccola quantità di acido, sufficiente a raggiungere un pH di 4,5, non sarebbe in grado di pesare una quantità così piccola con una bilancia comune: è semplicemente troppo esigua, poiché si tratta di acidi forti.

Misurare il pH di un prodotto — come fare?

Esistono diversi metodi per misurare il pH di un prodotto, da quelli meno accurati a quelli più precisi. Gliene presenteremo alcuni. È però importante rendersi conto che la misurazione del pH avviene sempre in una soluzione omogenea (cioè ben miscelata e quindi con la stessa composizione ovunque, senza pezzi di sostanze in sospensione).

Pertanto, se vuole misurare il pH di un siero più denso o di una crema viso, deve prepararne una soluzione al 10 % in acqua demineralizzata (per es. 5 g di prodotto e 45 g di acqua oppure 10 g di prodotto e 90 g di acqua). Faccia attenzione a miscelare accuratamente la soluzione, altrimenti la misurazione del pH non sarà precisa. La diluizione in acqua demineralizzata avrà solo un effetto trascurabile sul pH finale.

Se vuole velocizzare la misurazione del pH, esistono anche speciali pHmetri calibrati per l'uso in soluzioni molto dense (cioè creme, sieri) senza necessità di diluirle.

Cartine al tornasole per la misurazione del pH

Si tratta della forma più semplice con cui si può effettuare la misurazione del pH. Le cartine al tornasole sono impregnate con l'indicatore acido-base tornasole, che cambia colore a seconda del pH della soluzione. Queste cartine sono vendute anche con una scala cromatica allegata, solitamente da pH 1 a 12, eventualmente 14.

La procedura di misurazione con la cartina è semplice:

1. Applichi la soluzione sulla cartina

   Faccia cadere una goccia della soluzione del suo prodotto sulla cartina. In alternativa può immergerne l'estremità nella soluzione, può però accadere che il colorante della cartina colori leggermente anche la sua soluzione.

2. Legga subito il valore

   Legga immediatamente il valore dalla scala in base al colore — il colore può infatti cambiare rapidamente.

A volte può capitare di non riuscire a decidere tra due colori sulla scala. In tal caso può ricorrere anche a cartine indicatrici più precise, che presentano quattro diversi pad (porzioni di carta) con indicatore. Ognuno assume un colore diverso a un dato pH e così legge più facilmente il valore sulla scala allegata, perché ha fino a 4 punti di riferimento.

Le cartine al tornasole rappresentano quindi un modo semplice e rapido per controllare approssimativamente il pH di un prodotto. Non si tratta però di una misurazione del pH molto accurata. È inoltre importante conservare le cartine al riparo da umidità, luce e calore.

pHmetri

I pHmetri sono dispositivi elettronici che, a seconda della loro precisione, permettono la misurazione del pH anche con due cifre decimali. Al loro interno contengono un elettrodo di vetro iono-selettivo, sensibile proprio agli ioni H+ che influenzano il pH.

I risultati ottenuti con i pHmetri sono più accurati, d'altra parte sono più impegnativi da gestire e più costosi. I pHmetri devono essere calibrati almeno una volta al mese immergendoli in soluzioni di calibrazione dal valore di pH definito (acquistabili in commercio).

Gli elettrodi del pHmetro devono essere immersi in una soluzione tampone durante lo stoccaggio e dopo ogni utilizzo devono essere risciacquati immergendo il pHmetro in un contenitore con acqua demineralizzata. Gli elettrodi sono inoltre sensibili ai graffi e al deterioramento, perciò non li tocchi né li strofini mai.

A seconda del tipo di pHmetro per cui si deciderà, può effettuare la misurazione del pH anche in campioni senza previa diluizione (segua però sempre le indicazioni del produttore). Se vuole regolare il pH dei suoi prodotti, i pHmetri sono indispensabili per un lavoro preciso.

Misurazione del pH del sapone

Il sapone è un prodotto specifico che richiede la misurazione del pH, perché un sapone troppo basico può facilmente irritare o danneggiare la pelle. Per i saponi liquidi la procedura di misurazione del pH è la stessa che per le creme o altri prodotti più densi.

Se misura il pH di un sapone solido, ne prepari una soluzione al 10 % nel modo descritto sopra, oppure, per una misurazione rapida con minore accuratezza, utilizzi le cartine al tornasole o eventualmente alla fenolftaleina. Basta appoggiare la cartina sulla superficie bagnata del sapone e leggere il valore dalla scala cromatica.

Regolazione del pH di un prodotto

Nel caso in cui abbia misurato con successo il pH del suo prodotto, ma questo risulti troppo alto o troppo basso per quel determinato prodotto, esistono modi per modificarlo. Si tratta della regolazione del pH dei prodotti. Questa regolazione del pH viene effettuata prima di aggiungere al prodotto un componente che richiede un determinato pH dell'ambiente, come per esempio un conservante.

Naturalmente, nella regolazione del pH occorre tenere conto anche della composizione complessiva del prodotto. Prima di modificare il pH si assicuri che nel prodotto non siano presenti altri ingredienti che al nuovo pH potrebbero non essere efficaci.

Per esempio, se desidera utilizzare un conservante per ambiente acido, ma sta producendo una mousse detergente viso contenente sapone liquido, che è però naturalmente basico e quindi aumenta anche il pH complessivo del prodotto. In tal caso deve cambiare conservante, perché il sapone sarà sempre basico (se avesse un pH diverso da quello basico, non sarebbe più sapone). In caso di tale incompatibilità delle materie prime deve modificare la formula e spesso sostituire la materia prima in questione con un'altra.

Calcolo del pH per utenti esperti

In questo caso si tratta piuttosto di un metodo per intenditori, perché più è elevato il numero di componenti del prodotto che ne influenzano l'acidità o la basicità, più complesso è anche il calcolo. Per prodotti più semplici, come i tonici con acidi AHA o prodotti simili, questo metodo può però essere adatto a una determinazione approssimativa del pH. Grazie al calcolo può sapere in anticipo, all'incirca, quanta base o quanto acido le serviranno per regolare il valore di pH.

In questo modo non deve aggiungere la soluzione che regola il pH goccia a goccia fin dall'inizio, ma ne aggiunge una quantità maggiore, leggermente inferiore rispetto a quella calcolata, e in seguito prosegue goccia a goccia mescolando e misurando continuamente il pH. Per questo tipo di calcoli si parte più comunemente dall'equazione di Henderson-Hasselbalch e dalle costanti di dissociazione degli acidi.

Abbassare il pH di un prodotto

Se vuole ottenere un prodotto più acido, ne abbasserà il pH. Può ottenere un calo del valore di pH usando soluzioni acide. Per questo scopo si usa più spesso l'acido citrico, che è poco costoso, facilmente reperibile e sicuro.

In alternativa l'acido lattico, che è sicuro anche allo stato diluito, ma in forma concentrata può causare ustioni chimiche. Il suo vantaggio è che si lavora già direttamente con una soluzione che deve solo essere diluita — non deve scioglierlo in acqua demineralizzata, a differenza dell'acido citrico cristallino.

1. Prepari la soluzione acida

   Per utilizzare uno qualsiasi degli acidi menzionati, deve prima prepararne una soluzione al 10 % in acqua demineralizzata.

2. Aggiunga goccia a goccia

   Potrà quindi aggiungere la soluzione goccia a goccia al suo prodotto, mescolando accuratamente. Aggiunga quantità davvero piccole e mescoli bene il prodotto, perché talvolta anche poche gocce di acido possono causare un calo significativo del pH.

3. Misuri il pH man mano

   Ogni volta prelevi una piccola quantità di prodotto e ne prepari una soluzione al 10 % per la misurazione del pH con il pHmetro, come indicato sopra.

   Le cartine al tornasole non sono molto adatte a questo scopo a causa della loro minore precisione. È però possibile trovare cartine indicatrici che, per esempio, funzionano solo nell'intervallo di pH 4 – 7 e hanno quindi una scala con divisioni più piccole, ma spesso neppure questo sarà sufficientemente accurato.

Alzare il pH di un prodotto

L'opposto dell'abbassamento dell'acidità è l'aumento della basicità, ovvero, in altre parole, l'innalzamento del pH del prodotto per mezzo di basi. Per questo scopo si usa più spesso una soluzione al 10 % di idrossido di sodio.

1. Prepari la soluzione in un contenitore resistente

   L'idrossido di sodio è una sostanza solida venduta sotto forma di granuli. Dopo il loro scioglimento in acqua si libera una grande quantità di calore, perciò per preparare la soluzione utilizzi sempre contenitori in plastica o in acciaio inox.

   Il calore generato potrebbe far incrinare il vetro e sugli altri materiali metallici comuni da cucina (a parte l'acciaio inox) l'idrossido di sodio agisce in modo corrosivo. Un'eccezione per il vetro è rappresentata dal vetro da laboratorio (più spesso quello borosilicato), con cui si realizzano becher e altri strumenti da laboratorio, che dovrebbe resistere anche allo stress termico (controlli però sempre che sia certificato).

2. Aggiunga e misuri man mano

   Effettui l'aggiunta dell'idrossido e la successiva misurazione del pH allo stesso modo che nel caso dell'acidificazione, finché non raggiunge il pH desiderato.

Un'alternativa all'idrossido di sodio può essere il bicarbonato di sodio.

Misurazione del pH — conclusioni

Con l'aiuto di questo articolo, la misurazione del pH non deve affatto essere una scienza. Scelga il metodo che le si addice di più e si metta all'opera. Ci vuole solo un attimo e ha subito il risultato.

• Sicuro per la pelle

  Un prodotto con un pH troppo alto o troppo basso può causare ustioni chimiche — il controllo del pH le previene.

• Conservazione funzionante

  Ogni conservante funziona solo in un determinato intervallo di pH — al di fuori di esso la sua efficacia cala e ne risente la durata di conservazione del prodotto.

• Prodotto stabile

  Le oscillazioni del pH durante lo stoccaggio segnalano una stabilità compromessa o una contaminazione microbica.

• Attivi efficaci

  La vitamina C, il retinolo o gli acidi AHA lavorano solo ai giusti valori di pH.

Crediamo che questo articolo le abbia aiutato a comprendere meglio l'intero tema del pH e della sua misurazione. Ne saremo felici.

Le auguriamo una giornata piacevole e creativa. Fino alla saponificazione, amici.

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

Domande frequenti sulla misurazione del pH