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Sie sind bei Kosmetikprodukten sicher schon auf verschiedene Begriffe im Zusammenhang mit dem pH-Wert gestoßen. Entweder hatte das betreffende Produkt einen hautnahen pH-Wert oder es wurde als pH-neutral präsentiert. Was bedeutet pH jedoch eigentlich und welche Verfahren gibt es zur Messung des pH-Werts von Produkten? Warum ist das überhaupt wichtig? Das erfahren Sie im folgenden Artikel.
Vereinfacht gesagt, sagt uns der pH-Wert, wie stark sauer oder basisch ein Produkt ist. Mit dem Begriff Säure sind Sie sicher schon in Berührung gekommen, mit Essig- oder Zitronensäure arbeitet man in der Küche ganz gewöhnlich und ihr saurer Geschmack ist schnell erkennbar. Der Begriff Basizität bzw. Alkalität ist das Gegenteil von Säure. Basische Stoffe,denen man üblicherweise begegnet, sind zum Beispiel Natron (Natriumhydrogencarbonat) oder herkömmliche feste Seife.
In der Mitte zwischen basischen und sauren Stoffen befinden sich die neutralen, also diejenigen, die einen neutralen pH-Wert haben. Ein solcher Stoff ist zum Beispiel destilliertes Wasser (gewöhnliches Leitungswasser enthält gelöste Mineralstoffe oder Chlor, die seinen pH-Wert beeinflussen).
Den pH-Wert stellt man sich am besten als eine Skala von 0 bis 14 vor. Dabei nimmt von 0 bis 7 die Säurestärke ab (das heißt, Stoffe mit pH 0 sind extrem sauer und ätzend und solche mit einem pH-Wert nahe 7 sind nur minimal sauer). pH 7,0 stellt einen neutralen pH-Wert dar und von pH 7 bis 14 nimmt die Basizität zu (Stoffe mit pH 14 sind extrem basisch und ätzend).
Um sich den pH-Wert vereinfacht vorzustellen, genügt es also zu wissen, dass dieser Wert uns über die Säure- oder Basizität eines Produkts informiert. Für diejenigen jedoch, die mehr wissen möchten: Der pH-Wert drückt in Wirklichkeit aus, wie groß der negative dekadische Logarithmus der Aktivität (bzw. Konzentration) der H+-Ionen ist (also derjenigen, die Säuren in Lösung abspalten). Bei pH 1 beträgt ihre Konzentration 10-1 mol/l, bei pH 7 sind es 10-7 mol/l, was zeigt, dass die Säurestärke abnimmt. Mit all dem müssen Sie sich bei der einfachen Herstellung von Kosmetik zu Hause nicht beschäftigen. Wenn Sie jedoch in größerem Umfang produzieren möchten oder in der Formulierung von Kosmetikprodukten fortgeschrittener sind, kommt Ihnen ein detaillierteres Wissen über den pH-Wert sicher zugute.
Da der pH-Wert mit der Menge an H+-Ionen in der Lösung zusammenhängt, ist es nicht möglich, den pH-Wert von Produkten zu messen, die kein Wasser enthalten. Dabei handelt es sich zum Beispiel um reine Gesichtsölseren, Balsame oder Körperbutter.
Wenn wir nun wissen, was der pH-Wert ist, interessiert es Sie sicher, wozu dieser Wert dient. Der pH-Wert hat in der Kosmetik ein breites Anwendungsspektrum, nicht nur wegen der Werbeslogans auf den Produkten, sondern vor allem aus Sicherheitsgründen. Wenn Sie ein Produkt mit einem zu hohen oder zu niedrigen pH-Wert auf die Haut auftragen würden, käme es zu einer Verätzung, was je nach Ausmaß der geschädigten Hautfläche eine schwere Verletzung darstellt. Falls Sie noch nie mit einer Verätzung konfrontiert wurden, kann man sie bis zu einem gewissen Grad mit einer Verbrennung vergleichen – die Haut ist stark gerötet und brennt, bei schwereren Verätzungen bilden sich Blasen und es können Narben entstehen (natürlich hängt dies sehr stark von der Art der Chemikalie ab, eine Verätzung muss sich nicht immer nur auf diese Weise äußern).
Der physiologische pH-Wert der Haut bewegt sich im Bereich von 4,5 – 5,5. Wenn Sie also empfindliche Haut haben, ist es sinnvoll, Ihre Präparate auf diesen Bereich auszurichten. Bei der häuslichen Herstellung sollten Sie Produkte mit einem niedrigeren pH-Wert vermeiden, um Ihre Haut nicht unnötig zu schädigen. Es gibt auch Produkte, die etwas saurer sind, mit einem pH-Wert um 4, diese sind jedoch nur für die gelegentliche Anwendung geeignet (wie chemische Peelings) und oft nur in Kosmetiksalons erhältlich, in denen sie von Fachleuten angewendet werden. Auch daraus ergibt sich, dass die Messung des pH-Werts bei der Herstellung von Hauskosmetik eine wichtige Rolle spielt.
Auch zu stark basische Produkte sind für die Haut ungeeignet. Ideal ist es bei der Herstellung, den pH-Wert des Produkts bis zu einem Wert von 7,5 zu halten, gegebenenfalls bis 9, wenn es sich um feste oder flüssige Seifen handelt, die aus Hydroxid hergestellt werden.
Ein weiterer Grund, warum die Messung des pH-Werts von Produkten nützlich ist, ist die Auswahl eines geeigneten Konservierungsmittels. Zu jedem Konservierungsmittel finden Sie vom Hersteller die Angabe, in welchem pH-Bereich dieses Konservierungsmittel wirksam ist. Wenn Ihr Produkt diesen Bereich nicht erfüllt, wird das Konservierungsmittel darin nicht funktionieren oder seine Wirksamkeit wird verringert, was einen deutlichen Einfluss auf die Stabilität Ihrer Produkte und ihre Haltbarkeit hat. Da fast alle natürlichen Konservierungsmittel eine begrenzte Wirksamkeit haben, die an den resultierenden pH-Wert Ihres Produkts gebunden ist, sollten Sie sich, wenn Sie stabile Produkte formulieren möchten, vergewissern, dass Sie diesen Wert für Ihr Konservierungsmittel kennen und dass der resultierende pH-Wert des Produkts dem entspricht. Ein Beispiel ist zum Beispiel das Konservierungsmittel Cosgard, das im pH-Bereich 2–7 wirkt, wobei es seine höchste Wirksamkeit unter pH 5,5 hat. Daher ist dieses Konservierungsmittel für saure Produkte geeignet, wie verschiedene Vitaminseren oder Produkte mit AHA-Säuren. Andererseits ist Euxyl PE 9010 bis zu einem pH-Wert von 12 wirksam, weshalb es eine gute Wahl für Einsteiger in die Kosmetikherstellung ist, es handelt sich jedoch um ein synthetisches Konservierungsmittel.
Der pH-Wert beeinflusst auch einige Produkteigenschaften, wie seine Färbung, Viskosität (vereinfacht gesagt die Konsistenz) oder weitere physikalische und chemische Eigenschaften, die sich während der Lagerung des Produkts nicht ändern sollten. Zugleich können plötzliche Änderungen des pH-Werts im Produkt auch ein Signal dafür sein, dass es zu einer deutlichen mikrobiellen Kontamination gekommen ist. Daher ist ein stabiler pH-Wert des Produkts während seiner Lagerung eine Voraussetzung für eine gute Stabilität und Sicherheit des Erzeugnisses.
Einige in die Kosmetik eingebrachte Wirkstoffe sind nur bei bestimmten pH-Werten wirksam. So wird zum Beispiel Ascorbinsäure (Vitamin C) in zu basischen Produkten unwirksam sein, da es zu ihrer Neutralisation kommt. Gleichzeitig hat eine reine, konzentriertere wässrige Lösung von Vitamin C einen relativ niedrigen pH-Wert, der für die Haut ungeeignet ist, daher ist es wiederum sinnvoll, diesen pH-Wert durch Zugabe einer Base leicht auf den physiologischen pH-Wert der Haut anzuheben.
Retinol (eine Form von Vitamin A) ist wiederum bei einem pH-Wert von 5,5 bis 6 am wirksamsten. Alpha-Hydroxysäuren (AHA-Säuren) wie Milchsäure oder Glykolsäure, die häufig für chemische Peelings verwendet werden, sind auch für organische Säuren relativ stark. Ihre 10%igen Lösungen wären zu sauer und würden die Haut zu stark schädigen, daher ist bei der Herstellung von Kosmetik mit ihnen die Messung des pH-Werts erforderlich und gegebenenfalls dessen Anpassung auf einen physiologischen Wert (es ist zwar richtig, dass Sie damit einen Teil der Säure neutralisieren, was als unwirtschaftlich erscheinen kann, andererseits könnten Sie, wenn Sie nur eine kleine Menge Säure hinzufügen möchten, gerade so viel, dass Sie einen pH-Wert von 4,5 erreichen, eine solche Menge auf üblichen Waagen nicht abwiegen – sie ist nämlich zu gering, da es sich um starke Säuren handelt).
Es gibt mehrere Methoden zur Messung des pH-Werts eines Produkts, von weniger genauen bis hin zu den genauesten. Wir stellen Ihnen einige davon vor. Wichtig ist jedoch zu bedenken, dass die Messung des pH-Werts immer in einer Lösung erfolgt, die homogen ist (d. h. sie ist gut durchmischt und hat daher überall die gleiche Zusammensetzung und es schwimmen keine Stückchen von Stoffen darin). Wenn Sie also den pH-Wert eines dickflüssigeren Serums oder einer Gesichtscreme messen möchten, müssen Sie daraus eine 10%ige Lösung in destilliertem Wasser herstellen (z. B. 5 g Produkt und 45 g Wasser oder 10 g Produkt und 90 g Wasser). Achten Sie darauf, die Lösung gründlich zu vermischen, sonst ist die pH-Messung nicht genau. Die Verdünnung mit destilliertem Wasser hat nur einen vernachlässigbaren Einfluss auf den resultierenden pH-Wert.
Wenn Sie die pH-Messung beschleunigen möchten, gibt es auch spezielle pH-Meter, die für die Verwendung in sehr viskosen Lösungen (d. h. Cremes, Seren) kalibriert sind, ohne dass diese verdünnt werden müssen.
Dies ist die einfachste Art und Weise, eine pH-Messung durchzuführen. Lackmuspapier ist mit dem Säure-Base-Indikator Lackmus getränkt, der je nach pH-Wert der Lösung seine Farbe ändert. Diese Papierstreifenwerden auch mit einer beigefügten Farbskala verkauft, üblicherweise von pH 1 bis 12 bzw. 14.
Geben Sie einen Tropfen Ihrer Produktlösung auf den Papierstreifen (oder Sie können sein Ende in die Lösung eintauchen, es kann jedoch passieren, dass der Farbstoff aus dem Papier auch Ihre Lösung leicht einfärbt) und lesen Sie den Wert sofort anhand der Färbung von der Skala ab, da sich die Farbe schnell ändern kann. Manchmal kann es vorkommen, dass Sie sich zwischen zwei Farben auf der Skala nicht entscheiden können. In diesem Fall können Sie auch zu genaueren Indikatorpapierstreifen greifen, die vier verschiedene Kissen (Papierstücke) mit Indikator enthalten, wobei sich jedes bei einem bestimmten pH-Wert unterschiedlich verfärbt. So können Sie den Wert auf der beigefügten Skala leichter ablesen, da Sie bis zu 4 Kontrollpunkte haben.
Lackmuspapier stellt somit eine einfache und schnelle Möglichkeit dar, um den pH-Wert eines Produkts orientierend zu überprüfen. Es handelt sich jedoch nicht um eine sehr genaue pH-Messung. Außerdem ist es wichtig, die Papierstreifen außerhalb der Reichweite von Feuchtigkeit, Licht und Wärme aufzubewahren.
pH-Meter sind elektronische Geräte, die je nach ihrer Genauigkeit die Messung des pH-Werts bis auf zwei Dezimalstellen ermöglichen. Sie enthalten in ihrem Inneren eine ionenselektive Glaselektrode, die gerade auf die H+-Ionen empfindlich ist, die den pH-Wert beeinflussen.
Die mit pH-Metern erzielten Ergebnisse sind genauer, andererseits ist die Handhabung anspruchsvoller und sie sind teurer. pH-Meter müssen mindestens einmal im Monat durch Eintauchen in Kalibrierlösungen mit genauem pH-Wert (diese können erworben werden) kalibriert werden. Außerdem müssen die Elektroden im pH-Meter während der Lagerung in einer Pufferlösung eingetaucht sein und nach jedem Gebrauch müssen sie durch Eintauchen des pH-Meters in ein Gefäß mit destilliertem Wasser abgespült werden. Die Elektroden sind zudem empfindlich gegen Verkratzen und Beschädigung, berühren Sie sie daher niemals und wischen Sie sie nicht ab.
Je nachdem, für welche Art von pH-Meter Sie sich entscheiden, können Sie pH-Messungen auch in Proben ohne deren vorherige Verdünnung durchführen (befolgen Sie jedoch immer die Herstellerangaben). Wenn Sie den pH-Wert Ihrer Produkte anpassen möchten, sind pH-Meter für eine präzise Arbeit unerlässlich.
Seife ist ein spezielles Produkt, das eine pH-Messung erfordert, da eine zu basische Seife die Haut leicht reizen oder schädigen kann. Bei Flüssigseifen ist das Verfahren zur pH-Messung dasselbe wie bei Cremesoder anderen dickflüssigeren Produkten. Wenn Sie den pH-Wert einer festen Seife messen, stellen Sie entweder eine 10%ige Lösung daraus her (wie oben beschrieben) oder verwenden Sie für eine schnelle pH-Messung mit geringerer Genauigkeit Lackmus- bzw. Phenolphthaleinpapier. Halten Sie den Papierstreifen einfach auf die nasse Oberfläche der Seife und lesen Sie den Wert von der Farbskala ab.
In diesem Fall handelt es sich bereits eher um eine Methode für Feinschmecker, denn je größer die Anzahl der Bestandteile im Produkt, die seine Säure- oder Basizität beeinflussen, desto komplizierter ist auch die Berechnung. Für einfachere Produkte wie Toner mit AHA-Säuren oder ähnliche Produkte kann diese Methode jedoch zur orientierenden Bestimmung des pH-Werts geeignet sein. Mithilfe der Berechnung können Sie im Voraus ungefähr wissen, wie viel Base oder Säure Sie zur Anpassung des pH-Werts benötigen werden.
So müssen Sie die pH-einstellende Lösung nicht von Anfang an tropfenweise hinzufügen, sondern geben eine größere Menge hinzu, die jedoch etwas niedriger ist als die berechnete, und fügen dann unter Rühren und laufender pH-Messung tropfenweise hinzu. Bei diesen Arten von Berechnungen geht man am häufigsten von der Henderson-Hasselbalch-Gleichung und den Dissoziationskonstanten der Säuren aus.
Falls Sie die Messung des pH-Werts Ihres Produkts erfolgreich gemeistert haben, dieser jedoch für das betreffende Produkt zu hoch oder zu niedrig ist, gibt es Möglichkeiten, dies zu ändern. Dabei handelt es sich um die pH-Anpassung von Produkten. Diese pH-Anpassung erfolgt noch bevor Sie dem Produkt einen Bestandteil hinzufügen, der ein bestimmtes pH-Milieu erfordert, z. B. ein Konservierungsmittel.
Natürlich muss man bei der pH-Anpassung auch die Gesamtzusammensetzung des Produkts berücksichtigen. Vergewissern Sie sich vor der Änderung des pH-Werts, ob Sie im Produkt keine anderen Bestandteile haben, die bei dem neuen pH-Wert möglicherweise nicht wirksam wären. Wenn Sie zum Beispiel ein Konservierungsmittel für ein saures Milieu verwenden möchten, aber einen Reinigungsschaum fürs Gesicht mit einem Gehalt an Flüssigseife herstellen, die jedoch von Natur aus basisch ist und damit auch den Gesamt-pH-Wert des Produkts erhöht. In diesem Fall müssen Sie das Konservierungsmittel ändern, da Seife immer basisch sein wird (wenn sie einen anderen als einen basischen pH-Wert hätte, wäre sie keine Seife mehr).
Im Falle einer solchen Inkompatibilität der Rohstoffe müssen Sie die Rezeptur anpassen und häufig den betreffenden Rohstoff durch einen anderen ersetzen.
Wenn Sie erreichen möchten, dass Ihr Produkt saurer ist, werden Sie seinen pH-Wert senken. Eine Absenkung des pH-Werts erreichen Sie mithilfe von Säurelösungen. Am häufigsten wird zu diesem Zweck Zitronensäure verwendet, die preiswert,gut verfügbar und sicher ist. Eventuell Milchsäure, die in verdünntem Zustand ebenfalls sicher ist, in konzentrierter Form jedoch Verätzungen verursachen kann. Ihr Vorteil ist, dass Sie direkt mit einer Lösung arbeiten, die nur noch verdünnt werden muss, Sie müssen sie im Gegensatz zur kristallinen Zitronensäure nicht in destilliertem Wasser lösen.
Für die Verwendung einer der genannten Säuren müssen Sie zunächst eine 10%ige Lösung in destilliertem Wasser herstellen. Diese können Sie anschließend tropfenweise unter gründlichem Rühren zu Ihrem Produkt geben. Fügen Sie wirklich nur kleine Mengen hinzu und mischen Sie das Produkt gründlich, da manchmal schon ein paar Tropfen Säure eine deutliche Senkung des pH-Werts bewirken können.
Nehmen Sie jedes Mal eine kleine Menge des Produkts ab und bereiten Sie daraus eine 10%ige Lösung zur pH-Messung mit einem pH-Meter vor, wie oben erwähnt. Lackmuspapier ist für diesen Zweck aufgrund seiner geringeren Genauigkeit nicht sonderlich geeignet. Es ist jedoch möglich, auch Indikatorpapier zu finden, das zum Beispiel nur im Bereich pH 4–7 wirkt und daher eine Skala mit kleineren Teilstrichen hat, doch oft wird auch das nicht genau genug sein.
Das Gegenteil der Senkung der Säurestärke ist die Erhöhung der Basizität, oder mit anderen Worten, es geht um die Anhebung des pH-Werts eines Produkts mithilfe von Basen. Am häufigsten wird zu diesem Zweck eine 10%ige Lösung von Natriumhydroxid verwendet. Sie ist ein ätzender Stoff, tragen Sie daher bei der Herstellung der Lösung immer eine Schutzbrille, Handschuhe und idealerweise auch einen Atemschutz oder arbeiten Sie in einem gut belüfteten Raum (die Dämpfe sind ebenfalls toxisch). Denken Sie daran, dass Sie IMMER das HYDROXID in das WASSER schütten müssen und NICHT UMGEKEHRT!! Mehr über die sichere Arbeit mit Natriumhydroxid erfahren Sie in der Produktbeschreibung.
Natriumhydroxid ist ein Feststoff, der in Form von Granulat verkauft wird. Bei seiner Auflösung in Wasser wird eine große Menge Wärme frei, verwenden Sie daher für die Herstellung der Lösung immer Kunststoff- oder Edelstahlschalen. Die entstehende Wärme könnte ein Glas zum Springen bringen und auf andere übliche metallische Küchenmaterialien (außer Edelstahl) wirkt Natriumhydroxid korrosiv. Eine Ausnahme für Glas stellt Laborglas (meist Borosilikat) dar, aus dem Bechergläser und andere Laborgeräte hergestellt sind, die auch thermische Belastungen aushalten sollten (prüfen Sie jedoch immer, ob sie zertifiziert sind).
Das Hinzufügen von Natriumhydroxid und die anschließende pH-Messung führen Sie genauso durch wie im Falle der Ansäuerung, bis Sie den gewünschten pH-Wert erreichen. Eine Alternative zu Natriumhydroxid kann Natriumhydrogencarbonat (Natron) darstellen.
Informationsquelle: https://skinchakra.eu/blog/archives/497-How-to-adjust-the-pH-of-your-cosmetic-products.html
Mit Hilfe dieses Artikels muss die pH-Messung überhaupt keine Wissenschaft mehr sein. Wählen Sie die Methode, die Ihnen am meisten zusagt, und legen Sie los. Es dauert nur einen Moment und Sie haben sofort das Ergebnis.
Wir glauben, dass Ihnen dieser Artikel geholfen hat, das gesamte Thema pH-Wert und seine Messung besser zu verstehen. Wir freuen uns darauf.
Wir wünschen Ihnen einen schönen, kreativen Tag.
Bis zur Verseifung, Freunde.
