Jede Formel, und woher sie kommt
Der Rechner ist eine dünne Schicht über einer kleinen, offenen Formelsammlung. Diese Seite ist diese Sammlung, ausgeschrieben. Konventionen sind als Konventionen gekennzeichnet; Konstanten tragen ihre Quelle.
Verseifung und Lauge
The formula, and where it comes from
SAP_NaOH (mg/g) = SAP_KOH × 39.997 ÷ 56.106 # molar masses, IUPAC 2013 KOH₁₀₀ (g) = Σ oilᵢ (g) × SAP_KOHᵢ ÷ 1000 # SAP defined as mg KOH per g fat KOH_sf = KOH₁₀₀ × (1 − superfat ÷ 100) NaOH to weigh = KOH_sf × (1 − f_KOH) × 39.997 ÷ 56.106 ÷ (purity_NaOH ÷ 100) KOH to weigh = KOH_sf × f_KOH ÷ (purity_KOH ÷ 100) superfat from a given lye = (1 − lye_supplied_KOHeq ÷ KOH₁₀₀) × 100
- AOCS Official Method Cd 3-25, "Saponification Value of Fats and Oils". American Oil Chemists' Society. Defines SAP as mg KOH required to saponify 1 g of sample.
- IUPAC Commission on Isotopic Abundances and Atomic Weights, "Atomic weights of the elements 2013" (Pure Appl. Chem. 88(3), 2016). Na 22.990, K 39.098, O 15.999, H 1.008 → NaOH 39.997 g/mol, KOH 56.106 g/mol.
- Dunn, Kevin M. Scientific Soapmaking: The Chemistry of the Cold Process. Clavicula Press, 2010. Chapters on saponification stoichiometry, lye discount and lye purity.
Wasser auf drei Arten, und Masterbatches
The formula, and where it comes from
water = oils × p ÷ 100 # p = water as % of oils (38 is the old default) water = lye × (100 − c) ÷ c # c = lye concentration % (33 is our default) water = lye × r # r = water : lye ratio c = lye ÷ (lye + water) × 100; r = water ÷ lye; p = water ÷ oils × 100 Master batch at strength s %: solution = lye ÷ (s ÷ 100); water_in = solution − lye; water_add = water − water_in Liquids replacing water: plain water = max(0, water − Σ liquidᵢ × water%ᵢ ÷ 100)
- Dunn, Kevin M. Scientific Soapmaking: The Chemistry of the Cold Process. Clavicula Press, 2010. Lye solution concentration and its effect on trace and gel.
- Community convention: "full water" = 38 % of oil weight, the default that most hobby calculators have used since the 2000s; roughly a 27–28 % lye solution for a typical bar recipe. — A convention, not a chemical constant. Lye concentration is the better control variable because it does not drift with the oil blend.
Säuren und fetthaltige Flüssigkeiten
The formula, and where it comes from
NaOH consumed (g) = mass × purity × n × 39.997 ÷ M_acid citric acid (anhydrous, triprotic, M 192.124): 0.6246 g NaOH per g (0.8760 g KOH) citric acid monohydrate (M 210.139): 0.5710 acetic acid (M 60.052): 0.6660 → 5 % vinegar: 0.0333 per g lactic acid (M 90.078): 0.4440 effective superfat = (oils × sf ÷ 100 + fat from milks) ÷ (oils + fat from milks) × 100
- IUPAC 2013 atomic weights. Molar masses: citric acid C₆H₈O₇ 192.124 g/mol (monohydrate 210.139), acetic acid C₂H₄O₂ 60.052, lactic acid C₃H₆O₃ 90.078, NaOH 39.997, KOH 56.106.
- Neutralisation stoichiometry: citric acid is triprotic (3 OH⁻ per molecule); acetic and lactic acids are monoprotic. g NaOH per g acid = n × 39.997 ÷ M_acid.
- USDA FoodData Central, SR Legacy: Milk, whole, 3.25 % milkfat (FDC 171265): water 88.1 %, fat 3.25 %. Milk, goat, fluid (FDC 171278): water 87.0 %, fat 4.14 %. Cream, heavy whipping (FDC 170859): water 57.7 %, fat 36.1 %.
Eine Verseifungszahl aus der Zusammensetzung ableiten
The formula, and where it comes from
M̄_fatty acid = Σ(fraction_i × M_i) # mass-weighted, renormalised to 100 % M_triglyceride = 3 × M̄_fatty acid + 38.03 # glycerol 92.094 less three waters SAP (mg KOH/g) = 3 × 56 106 ÷ M_triglyceride # three KOH per triglyceride free fatty acids (stearic acid, lauric acid and the like) take one KOH each: SAP = 56 106 ÷ M̄_fatty acid Validated on the 35 Codex oils where the saponification range and the fatty-acid ranges come from the same standard: median absolute error 0.90 % 90th percentile 2.74 % worst 5.18 % bias −0.01 % A derived value therefore carries a ±3 % band, and is offered only where the published profile sums to between 95 % and 115 %.
- Saponification stoichiometry: one mole of triglyceride consumes three moles of KOH. SAP (mg KOH/g) = 3 × 56 106 ÷ M_triglyceride, where M_triglyceride = 3 × M̄_fatty acid + 38.03 (glycerol 92.09 less three waters at 18.015).
- Fatty-acid molar masses from their molecular formulae with IUPAC 2013 atomic weights (C 12.011, H 1.008, O 15.999).
- AOCS Official Method Cd 3-25: the saponification value of a specific lot is measured by titration. A certificate of analysis replaces the published range with a figure for the fat in front of you.
Wie genau die veröffentlichten Daten die Lauge festlegen
The formula, and where it comes from
KOH_low = Σ(oilᵢ × SAP_minᵢ ÷ 1000) # every oil at the bottom of its published range KOH_high = Σ(oilᵢ × SAP_maxᵢ ÷ 1000) # ...and at the top KOH_mid = Σ(oilᵢ × SAP_repᵢ ÷ 1000) # what the lye is actually weighed from supplied (as KOH equivalent) = KOH_mid × (1 − sf ÷ 100) superfat actually achieved: worst case = (1 − supplied ÷ KOH_low) × 100 # fat needs LESS lye than was weighed best case = (1 − supplied ÷ KOH_high) × 100 # fat needs MORE, so more is left unsaponified smallest nominal superfat whose worst case clears a floor f: sf ≥ (1 − (1 − f) × KOH_low ÷ KOH_mid) × 100
- Codex Alimentarius CXS 210-1999, Standard for Named Vegetable Oils, and CXS 211-1999 for animal fats: saponification value is published as a range per named oil, not a single figure, because the property varies with origin, season and processing.
- Worst-case bound: every oil is taken at the same end of its published range simultaneously. Real lots are not perfectly correlated, so the achievable spread is narrower. — This is not a confidence interval and implies nothing about how likely either end is. It is the limit of what the published data permits.
- AOCS Official Method Cd 3-25: the saponification value of a specific lot is measured by titration. A certificate of analysis replaces the published range with a figure for the fat in front of you.
Fettsäureprofil, Seifeneigenschaften, Jodzahl und INS
The formula, and where it comes from
profile = Σ (oilᵢ ÷ total oils) × fatty acidsᵢ # mass-weighted percent hardness = lauric + myristic + palmitic + stearic (29–54) cleansing = lauric + myristic (12–22) conditioning = oleic + linoleic + linolenic + ricinoleic (44–69) bubbly = lauric + myristic + ricinoleic (14–46) creamy = palmitic + stearic + ricinoleic (16–48) iodine value = Σ wᵢ × IVᵢ (41–70) INS = Σ wᵢ × (SAP_KOHᵢ − IVᵢ) (136–165, ideal 160)
- Community convention for soap qualities, in continuous use in hobby lye calculators since c. 2005: hardness = lauric + myristic + palmitic + stearic; cleansing = lauric + myristic; conditioning = oleic + linoleic + linolenic + ricinoleic; bubbly lather = lauric + myristic + ricinoleic; creamy lather = palmitic + stearic + ricinoleic. Recommended bands: hardness 29–54, cleansing 12–22, conditioning 44–69, bubbly 14–46, creamy 16–48. — A convention, not a measurement. It ignores superfat, water, cure and additives, and treats every fatty acid in a group as equal.
- AOCS Official Method Cd 1-25, "Iodine Value of Fats and Oils, Wijs Method". g I₂ absorbed per 100 g of fat; a measure of unsaturation.
- McDaniel, Robert S. Essentially Soap. Krause Publications, 2000. INS = saponification value (mg KOH/g) − iodine value; recommended range 136–165, ideal 160.
Duft-Einsatzmenge, IFRA und Allergene
The formula, and where it comes from
f = oils × p ÷ 100 # p = % of oils (PPO) f = base × p ÷ (100 − p) # p = % of finished batch; base = everything but fragrance % of finished product = f ÷ (base + f) × 100 ≤ certificate maximum for the product's IFRA category blends (conservative): Σ loadᵢ ÷ maxᵢ ≤ 1 allergen % in product = Σ (fragrance % × allergen % in fragrance ÷ 100) ÷ (1 − cure mass loss) declare if > 0.001 % leave-on, > 0.01 % rinse-off
- IFRA, "Guidance for the use of IFRA Standards", 51st Amendment (June 2023), Table 11 product-category mapping and §6 on calculating the concentration of a fragrance mixture in a finished product. — IFRA Standards are voluntary; limits are maximum concentrations in the finished product; a Certificate of Conformity is issued by the fragrance supplier, not by IFRA.
- Regulation (EC) No 1223/2009, Annex III, as amended by Regulation (EU) 2023/1545: fragrance allergens must be named in the ingredient list when their concentration exceeds 0.001 % in leave-on products or 0.01 % in rinse-off products.
Formberechnung
The formula, and where it comes from
V (mL) = l × w × h | π (d ÷ 2)² h | cavities × volume each # 1 in³ = 16.387064 mL batch (g) = V × ρ × fill # ρ ≈ 1.0 g/mL, calibrate oils = batch ÷ (1 + lye/oil + water/oil + additives/oil + fragrance/oil) for comparison: the "in³ × 0.4 oz" rule assumes full water and 5 % superfat
- Volume of a rectangular prism V = l × w × h; of a cylinder V = π × (d ÷ 2)² × h. 1 in³ = 16.387064 mL.
- Empirical default. Fresh cold-process soap batter has a density close to water, ≈ 0.95–1.0 g/mL; the community rule "in³ × 0.4 = oz of oils" implies about 0.69 g/mL of oils, which is ≈ 1.05 g/mL of batter at 38 % water and 5 % superfat. Calibrate by weighing a filled mold once. — Density varies with whipping, fragrance, temperature and how full the mold is poured. Treat the default as a starting point and calibrate.
Verdünnung von Flüssigseife
The formula, and where it comes from
solids = oils + pure KOH # mass is conserved in saponification paste concentration = solids ÷ paste × 100 water to add = solids ÷ (target ÷ 100) − paste
- Conservation of mass in saponification: the soap and glycerol formed weigh exactly what the fat and hydroxide weighed. Solids in a paste are therefore taken as oils + pure lye; the remainder is water.
- Failor, Catherine. Making Natural Liquid Soaps. Storey Publishing, 2000. Paste method, dilution ratios and sequestering.
Woher eine abgeleitete Verseifungszahl kommt
12 Öle in der Datenbank haben in keinem verwendbaren Primärdokument eine Verseifungszahl. Statt sie aus dem Rechner zu lassen oder eine Zahl zu erfinden, wird der Wert aus der gemessenen Fettsäurezusammensetzung des Öls berechnet. Das ist keine Schätzung: Drei Mol Hydroxid verseifen ein Mol Triglycerid, und die molare Masse des Triglycerids ergibt sich aus den Kettenlängen der Säuren darin. Die Zusammensetzung bestimmt den Wert.
Die Frage ist, wie genau das ist, und das lässt sich messen. Der faire Test ist die Codex-Teilmenge der Datenbank, fünfunddreißig benannte Öle, bei denen die Verseifungsspanne und die Fettsäurespannen von derselben Stelle aus demselben Material veröffentlicht wurden. Dagegen gemessen liegt der mittlere absolute Fehler der Methode bei 0,90 %, ihr neunzigstes Perzentil bei 2,74 %, ihr schlechtester Fall bei 5,18 % und ihre Verzerrung mit −0,01 % praktisch bei null. Die mittlere veröffentlichte Spanne in derselben Datenbank beträgt ±2,9 % ihrer eigenen Mitte; ein abgeleiteter Wert ist also etwa so gut bestimmt wie einer aus einer Norm.
Am Rest der Datenbank gemessen sieht der Fehler viel schlechter aus — im Mittel 2,5 %, im schlechtesten Fall 21 %. Das ist nicht das Versagen der Methode. Die größten Abweichungen sind genau die Datensätze, die die Konsistenzprüfung ohnehin als in sich widersprüchlich markiert, wo eine veröffentlichte Verseifungszahl neben einer Zusammensetzung steht, die sie nicht hervorbringen kann. Ein Vergleich damit vermischt Methodenfehler mit Datenfehler; deshalb nutzt die Validierung allein die Codex-Teilmenge.
Jeder abgeleitete Wert ist überall als abgeleitet gekennzeichnet, bringt eine Spanne von ±3 % in die Unsicherheitsanzeige mit und wird vollständig verworfen, sobald ein gemessener Wert aus der eigenen Charge eingetragen wird.
Warum die Lauge eine Spanne trägt
Eine Verseifungszahl ist keine Konstante. Codex gibt für Kokosöl 248–265 mg KOH/g an, weil das Fett je nach Herkunft, Jahreszeit und Raffination wirklich schwankt. Jeder Seifenrechner verdeckt das, indem er eine einzige Zahl mit einer Nachkommastelle druckt, und das ist Scheingenauigkeit: Der Wert sieht aus wie eine Messung am eigenen Öl und ist in Wahrheit die Mitte einer fremden Erhebung.
Rechnet man die Spanne durch, landet sie genau auf der Zahl, die zählt. Die Überfettung ist der Abstand zwischen einer milden und einer ätzenden Seife, und genau sie frisst die Unsicherheit auf. Ein Rezept, das 3 % Überfettung auf gewöhnlichem Oliven- und Kokosöl verlangt, kann tatsächlich irgendwo zwischen −0,2 % und 6 % liegen, und das negative Ende ist eine laugenlastige Seife. Das ist kein Grund, der Rechnung zu misstrauen; es ist der Grund, warum sich das Handwerk auf etwa 5 % Überfettung eingependelt hat, und soweit wir sehen, hat noch kein Rechner den Rechenweg hinter dieser Gewohnheit gezeigt.
Alle Öle gleichzeitig an dasselbe Ende ihrer Spanne zu setzen, ergibt eine Schranke, kein Konfidenzintervall. Echte Chargen sind nicht perfekt korreliert, die erreichbare Streuung ist also schmaler, und die Rechnung sagt nichts darüber, wie wahrscheinlich eines der Enden ist. Zusammenbrechen lässt sie nur eine Messung: Tragen Sie die Verseifungszahl aus dem Analysenzertifikat Ihrer Charge ein, und dieses Öl trägt überhaupt keine Unsicherheit mehr bei.
Konventionen, die wir als Konventionen kennzeichnen
Die fünf „Seifeneigenschaften“ sind Summen von Fettsäuregruppen, verglichen mit Bereichen, die Hobbyrechner seit Mitte der 2000er verwenden. Zum Vergleich von Rezepten taugen sie, zur Vorhersage einer echten Seife nicht: Sie lassen Überfettung, Wasser, Reifezeit, Zusätze und Verfahren außer Acht und behandeln jede Säure einer Gruppe als gleichwertig. Die Voreinstellung „volles Wasser“ mit 38 % und die Formregel „× 0,4“ sind Gewohnheiten, keine Chemie. Wir bilden sie alle genau ab, weil Seifensieder in dieser Sprache vergleichen, und wir sagen dazu, was sie sind.
Bescheid bekommen, wenn die Werkbank kommt
Als Nächstes kommen gespeicherte Rezepte, Versionen und ein Protokoll der Ansätze. Hinterlassen Sie eine Adresse, dann erfahren Sie davon, sobald sie fertig sind, dazu eine kurze Nachricht, wenn etwas Neues erscheint. Kein Newsletter, nichts wird verkauft, ein Klick zum Abbestellen.