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Badekugeln

Zwei Teile Natron auf einen Teil Zitronensäure ist die Regel, die alle weitergeben. Die Reaktion will 1,31 Teile; die übliche Mischung enthält also rund die Hälfte mehr Natron, als die Säure verbrauchen kann. Das ist in Ordnung — der Überschuss ist Füllstoff und Puffer — heißt aber auch: mehr davon bringt beim Sprudeln gar nichts.

Die beiden Reaktionspartner
g
Natriumhydrogencarbonat, NaHCO3
g
Wasserfrei. Das Monohydrat enthält Wasser und wiegt pro Mol mehr — vorher umrechnen.
Der übrige trockene Anteil
g
Stärke, SLSA, Tonerde, Salze
g
Ein Glimmer, ein Oxid, ein Farblack oder ein Farbstoff, als Pulver: nur einer, der dort, wo Sie verkaufen, für Kosmetik zugelassen ist.
Flüssigkeiten

Wasser startet die Reaktion — dieser Anteil entscheidet, ob die Masse in der Form hält oder schon in der Schüssel sprudelt.

g
g
g
Ihre Form
cm
Die Größe, in der die Form verkauft wird. Beide Hälften ergeben zusammen eine Kugel.
g/cm³
Eine fertige Kugel aus der eigenen Form wiegen und durch ihr Volumen teilen.

Natron und Zitronensäure eintragen

Zutatenliste
Mit ihrer CI-Nummer, wie sie im Datenblatt des Lieferanten steht (CI 77491). Sie kommt nach den übrigen Bestandteilen; ein US-Etikett nennt sie so, wie ihre FDA-Listung sie nennt (Iron Oxides).

Mehrere Zutaten in einer Zeile: ihre Namen durch Kommas getrennt, die schwerste zuerst.

Berechnet auf soapformulator.com, jeder Wert mit Quelle. Prüfen Sie die Zahlen an Ihrer eigenen Waage.

Die Formel, und woher sie kommt 
3 NaHCO₃ + H₃C₆H₅O₇ → Na₃C₆H₅O₇ + 3 CO₂ + 3 H₂O

bicarbonate needed = citric acid × 3 × M(NaHCO₃) ÷ M(citric acid)
                   = citric acid × 1.3118
CO₂                = (citric acid consumed ÷ 192.124) × 3 × 44.009
liquids %          = Σ liquids ÷ total × 100
colour %           = colour ÷ total × 100          # held to its supplier's maximum
bombs              = ⌊total ÷ (V × ρ)⌋            # V = π/6 × d³
  • Neutralisation of citric acid by sodium bicarbonate: 3 NaHCO₃ + H₃C₆H₅O₇ → Na₃C₆H₅O₇ + 3 CO₂ + 3 H₂O. Molar masses NaHCO₃ 84.007 g/mol, anhydrous citric acid 192.124 g/mol, CO₂ 44.009 g/mol (IUPAC 2021 standard atomic weights).
  • The craft’s 2:1 bicarbonate-to-citric-acid ratio by weight. A convention, and deliberately bicarbonate-rich: the surplus is filler and buffer, not reagent. — Not the stoichiometric ratio, which is 1.312:1.
  • Working convention: total liquid ingredients around 1–4 % of the mix. Below it the bomb crumbles; above it the reaction starts in the bowl. — Strongly dependent on humidity, on whether the liquid is water-based or anhydrous, and on how fast it is mixed in. A habit of the craft, not a measured threshold.
  • Only a colour permitted for cosmetics: in the EU and Great Britain one listed in Annex IV of Regulation (EC) No 1223/2009 and used under its conditions (Art. 14(1)(c)); in the US one listed for cosmetics in 21 CFR 73 Subpart C, or in 74 Subpart C from certified batches. How much goes in is its supplier’s figure: 21 CFR 73.2496 lets mica colour cosmetics “in amounts consistent with good manufacturing practice”, with no number. — Micas, oxides, lakes and dyes are used at rates too far apart for one figure to stand for them, so the engine has none of its own.
  • Packing density of a pressed bath bomb, ≈ 1.1–1.4 g/mL depending on press force. The default assumes hand-packed spheres. — Calibrate by weighing one finished bomb from your own mold.

Die Reaktion

Drei Moleküle Natron auf eines Zitronensäure, dazu Natriumcitrat, Wasser und drei Kohlendioxid. Nach Gewicht sind das 1,312 g Natron je Gramm Säure.

Warum der Überschuss kein Verlust ist

Das Natron, das die Säure nicht erreicht, gibt der Kugel Körper und Auftrieb und puffert das Badewasser. Auf das Reaktionsverhältnis gekürzt ergibt sich eine kleine, dichte Kugel, die kurz und heftig sprudelt.

Aushärten in der Form

Ein bis vier Prozent Flüssigkeit ist der Bereich, in dem die meisten arbeiten. Darunter zerbröselt die Kugel, darüber beginnt die Reaktion schon beim Mischen. Luftfeuchte verschiebt das ganze Fenster — was im Januar ging, geht im Juli vielleicht nicht.

Häufige Fragen

Ist 2:1 also falsch?
Nein. Es ist nur nicht das Verhältnis der Reaktion, und wer den Unterschied kennt, weiß, welche Zutat das Sprudeln wirklich ändert. Bei 2:1 begrenzt die Säure — mehr Säure sprudelt mehr, mehr Natron gar nicht.
Ich habe Zitronensäure-Monohydrat.
Es hat 210,14 g/mol gegenüber 192,12 für die wasserfreie Form — 100 g Monohydrat sind also 91,4 g Säure. Diesen Wert eintragen. Das mitgebrachte Wasser zählt zudem zu den Flüssigkeiten.
Wie viel Gas ist das wirklich?
Eine 120-g-Kugel bei 2:1 liefert rund 27 g Kohlendioxid, etwa 15 Liter bei Badetemperatur. Es entweicht über ein bis zwei Minuten statt auf einmal — deshalb wandert die Kugel durch die Wanne.
Wie hoch darf der Duft dosiert werden?
Eine Badekugel ist IFRA-Kategorie 9, wie Stückseife. Der Wert selbst steht im Konformitätszertifikat des Lieferanten und ist je Duft verschieden; die Seite zu Duft und Allergenen rechnet ihn gegen das Fertiggewicht.

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