Kaliumhydroxid

Was es ist und warum es Schmierseife ergibt

Kaliumhydroxid (KOH), Ätzkali, ist ein weißer Feststoff, den die NIOSH als Brocken, Stäbe, Schuppen, Stangen oder Pellets beschreibt; Seifensieder kaufen es als Schuppen. Es verseift Fette genau wie Natriumhydroxid. Verseifungszahlen sind in ihm definiert, als Milligramm Kaliumhydroxid pro Gramm Fett (AOCS Cd 3-25), ein Rezept mit Kaliumhydroxid braucht also keine Umrechnung, bevor seine Reinheit berücksichtigt wird.

Was sich ändert, ist die Seife. In den klassischen Messungen von McBain und Sierichs lösten sich Kaliumlaurat, -myristat und -oleat sowie die Kaliumseife der gemischten Fettsäuren des Kokosöls alle bei Raumtemperatur, während die Natriumseifen der gesättigten Säuren Wärme brauchten. Mit Kaliumhydroxid verseiftes Kokos- und Olivenöl bleibt deshalb eine durchscheinende Paste, die sich zu einer gießbaren Seife verdünnen lässt, und Thomssens Handbuch von 1922 definiert Flüssigseife als nichts anderes als eine in Wasser gelöste Kaliseife. Kaliumseifen der Palmitin- und Stearinsäure sind die Ausnahme: Sie kristallisieren beim Abkühlen der Seife, was eine Flüssigseife trübt, und Kaliumstearat ist das Rückgrat von Rasier- und Cremeseifen.

Ältere Bücher verwenden „potash“ auch für Kaliumcarbonat: Simmons und Appleton nennen Perlasche ein unreines Kaliumcarbonat. Das Carbonat kann ein Neutralfett nicht verseifen; für Seife braucht man also das Hydroxid.

Formen und Reinheit

Kaliumhydroxid wird nie rein verkauft. Die Bewertung der OECD gibt den industriellen Feststoff mit etwa 91 % KOH und etwa 8 % Wasser an. Der EU-Lebensmittelzusatzstoff E 525 muss nur 85,0 % Kaliumhydroxid enthalten, mit bis zu 3,5 % Kaliumcarbonat, und Pellets in Reagenzqualität sind mit mindestens 85 % garantiert, mit höchstens 2 % Carbonat. Der Rest des Gewichts ist überwiegend Wasser, mit etwas Carbonat.

Der Rechner geht von 90 % aus, weil gewöhnliche Schuppen dort liegen. Seine Anmerkung nennt 85 bis 95 % und bittet darum, das Etikett zu prüfen, und er warnt, wenn die Reinheit auf 99,5 % oder mehr gesetzt wird. Er teilt den Bedarf an reinem Kaliumhydroxid durch die Reinheit; ein Rezept, das 100,0 g reines Kaliumhydroxid braucht, wiegt also 111,1 g 90 %ige Schuppen ab.

Am stärksten wirkt sich eine falsche Reinheit in Flüssigseife aus, die mit einer Überfettung nahe null gemacht wird. Nehmen Sie unsere Flüssigseifen mit 3,5 % Überfettung. Schuppen, die in Wirklichkeit 95 % haben, aber als 90 % eingetragen sind, liefern 5,6 % mehr Hydroxid als beabsichtigt und bringen die Überfettung auf etwa −1,9 %: eine Paste mit freiem Alkali. Schuppen, die in Wirklichkeit 85 % haben, aber als 90 % eingetragen sind, liefern 5,6 % weniger, eine Überfettung von etwa 8,9 %, weit mehr freies Öl, als eine klare Seife tragen kann, sie wird also trüb. Trägt man 90 %ige Schuppen als 100 % ein, fehlt der Paste ein Zehntel der Lauge. In einem Stück mit Mischlauge wird der Fehler durch den Natriumanteil verdünnt, aber er verschiebt die Überfettung trotzdem.

Zum Einstellen wählen Sie im Abschnitt Lauge Kaliumhydroxid oder Mischlauge und tragen den Wert vom Etikett oder Zertifikat bei KOH-Reinheit ein. Ohne Wert, oder bei einer Dose, die schon eine Weile offen ist, messen Sie die Reinheit mit der Zitronensäure-Titration in der Anleitung zu NaOH und KOH. Der Rechner berechnet das Wasser aus den Schuppen, wie sie abgewogen werden, das Wasser darin wird also nicht abgezogen, und die angesetzte Lösung ist etwas schwächer an KOH als die Zahl auf dem Bildschirm.

Das Auflösen

Es gelten alle Regeln für Natriumhydroxid. Geben Sie die Schuppen langsam in kaltes Wasser, nie Wasser auf die Schuppen, was die Chemikaliensicherheitskarte für Kaliumhydroxid in Großbuchstaben ausschreibt. Tragen Sie Schutzbrille, Handschuhe und lange Ärmel, arbeiten Sie bei bewegter Luft, und verwenden Sie einen Messbecher aus Polypropylen oder Edelstahl: Kaliumhydroxid greift Aluminium, Zinn, Blei und Zink an und setzt dabei Wasserstoff frei.

Es ist das lebhaftere der beiden. Beim Lösen von reinem Kaliumhydroxid werden 57,61 kJ pro Mol frei, gegenüber 44,51 kJ bei Natriumhydroxid (CRC Handbook), dieselbe Verseifungskraft gibt also etwa 30 % mehr Wärme ab; handelsübliche Schuppen, die schon etwas Wasser enthalten, geben etwas weniger ab. Fisher beschreibt, wie die Lösung laut zischt, als würde sie kochen. Die Methode für Flüssigseife lässt sie unter 82 °C (180 °F) abkühlen, bevor sie auf die Öle trifft.

Es löst sich zu etwa 110 g in 100 mL Wasser bei 25 °C und lässt sich also, wie Natriumhydroxid, kaum stärker ansetzen als halb Lauge, halb Wasser. Pasten für Flüssigseife werden meist weit schwächer angesetzt: Fishers Paste nimmt Wasser im Dreifachen des Kaliumhydroxidgewichts, eine 25 %ige Lösung.

Flüssigseife: erst die Paste, dann die Verdünnung

Flüssigseife wird zweimal gemacht. Zuerst werden Öle und Kaliumhydroxid zu einer steifen, toffeeartigen Paste gebracht und gekocht, bis sich ein Löffel davon in kochendem Wasser klar löst; dann wird die Paste gewogen und nach Gewicht verdünnt. Das Andicken verläuft nicht wie bei einem Stück: Der Seifenleim dickt an, trennt sich und kommt wieder zusammen, manchmal mehrmals, bevor er fest wird. Kokosreiche Kaliseife quillt beim Verseifen auf, der Topf sollte also das Vier- bis Fünffache der Charge fassen.

Flüssigseife wird meist mit einer Überfettung von 0 bis 3 % gemacht, weil sich freies Öl darin nicht löst und als Trübung zeigt. Unsere Rezepte verwenden 3,5 %, damit die Streuung der tatsächlichen Verseifungszahlen sie nicht in freie Lauge kippen lässt, und dieser Spielraum macht auch das „Neutralisieren“ mit Borax oder Zitronensäure überflüssig. Borax ist in der EU und in Großbritannien ohnehin in kosmetischen Mitteln verboten.

Der Rechner zum Verdünnen zählt die Öle plus das reine Kaliumhydroxid als Seife, da die Verseifung die Masse erhält, und alles andere in der Paste als Wasser. Für eine Pumpflasche passen 15 bis 25 % Seife. Verdünnen Sie mit heißem destilliertem Wasser, lassen Sie es über Nacht stehen, bevor Sie mehr zugeben, und verdünnen Sie nur, was Sie bald verbrauchen: Die Paste hält sich, verdünnte Seife dagegen ist überwiegend Wasser und braucht saubere Flaschen und, wenn Sie sie verkaufen, ein Konservierungsmittel, das bei pH 9 bis 10 wirkt. Die Anleitung zur Flüssigseife beschreibt die ganze Methode.

Seifen mit Mischlauge

Ein Rezept mit Mischlauge erledigt einen Teil der Verseifung mit Kaliumhydroxid und den Rest mit Natriumhydroxid. Der KOH-Anteil im Rechner ist ein Anteil an der Verseifung, nicht am Gewicht, und weil Kaliumhydroxid das schwerere Molekül ist und weniger rein verkauft wird, ist sein Gewichtsanteil immer größer. Unsere Rasierseife verlangt bei einem Anteil von 40 % für 500 g Öle 43,7 g Natriumhydroxid und 45,4 g 90 %iges Kaliumhydroxid: zwei Fünftel der Arbeit, 51 % der abgewogenen Lauge.

Der Anteil bestimmt den Charakter. Thomssens Rasierseifen von 1922 erledigten etwa 25 bis 45 % ihrer Verseifung mit Ätzkali, und unsere stearinreiche Rasierseife geht auf 50 %, damit sich ein feuchter Pinsel schnell mit Seife belädt. Fishers einfache Cremeseife kommt auf etwa drei Viertel Kalium und die von Grosso auf etwa 89 % mit 90 %igen Schuppen; je höher der Anteil, desto weicher bleibt die Creme. Mit einem Masterbatch enthält die Vorratslösung das Natriumhydroxid, und das Kaliumhydroxid wird trocken abgewogen. Die Anleitungen zu Rasierseife und Cremeseife gehen auf die Verhältnisse ein.

Aufbewahrung und Carbonatbildung

Kaliumhydroxid ist zerfließlich: Es kann so viel Wasser aus der Luft ziehen, dass es sich darin löst (OECD), und es nimmt auch bereitwillig Kohlendioxid auf. Die NIOSH merkt an, dass es sich erwärmt, während es beides aufnimmt. Offen stehende Schuppen werden klebrig, dann klumpig, und jeder Schritt lässt weniger Hydroxid in jedem Gramm. Kohlendioxid wandelt einen Teil davon in Kaliumcarbonat um, das nicht verseift; selbst neue Ware in Lebensmittelqualität kann 3,5 % davon enthalten.

Bewahren Sie es in seinem gut verschlossenen Originalbehälter auf, trocken und getrennt von Lebensmitteln, starken Säuren und Metallen, wie es die Chemikaliensicherheitskarte verlangt, beschriftet, außerhalb der Reichweite von Kindern und getrennt von Natriumhydroxid gelagert, damit die beiden nie verwechselt werden. Schließen Sie die Dose, sobald Sie abgewogen haben. Schuppen, die aneinanderkleben oder feucht aussehen, haben sich bereits verändert; messen Sie ihre Reinheit, bevor Sie ihnen ein Rezept anvertrauen, oder ersetzen Sie sie.

Einkauf und Rechtslage

Kaufen Sie Schuppen, die als Kaliumhydroxid mit angegebener Reinheit gekennzeichnet sind, bei einem Lieferanten für Seifensiederbedarf oder Chemikalien. Es wird als Gefahrgut transportiert: UN 1813, Klasse 8, Verpackungsgruppe II.

In der EU trägt das CLP-Etikett die Piktogramme für Ätzwirkung und Ausrufezeichen, das Wort Gefahr, H302 und H314, und an Verbraucher verkaufte Packungen brauchen einen kindergesicherten Verschluss und einen tastbaren Gefahrenhinweis. In den Vereinigten Staaten müssen Haushaltsprodukte mit 10 % oder mehr freiem Kaliumhydroxid das Signalwort „POISON“ tragen, und trockene Produkte dieser Stärke brauchen eine kindergesicherte Verpackung (16 CFR 1500.129 und 1700.14). In Großbritannien führt der Offensive Weapons Act 2019 Natriumhydroxid unter seinen ätzenden Produkten, Kaliumhydroxid aber nicht; seine Altersgrenze und sein Verbot der Lieferung an Wohnadressen gelten dafür also nicht.

Verschüttetes und Entsorgung

Fegen Sie trockene Schuppen mit Handschuhen in einen abgedeckten Kunststoffbehälter, wie es die Chemikaliensicherheitskarte rät, und wischen Sie die Stelle sofort mit reichlich Wasser nach: Schuppen, die auf einer feuchten Arbeitsfläche liegen bleiben, ziehen Wasser aus der Luft und werden zu einer kleinen Pfütze starker Lauge. Wischen Sie Lösung mit Küchenpapier auf und wischen Sie mit Wasser nach; ein abschließendes Wischen mit verdünntem Essig auf einer harten Oberfläche ist in Ordnung, sobald die Lauge entfernt ist, wie bei Ätznatron. Restliche Lösung und nicht mehr benötigte Schuppen gehen denselben Weg wie Natriumhydroxid: beschriftet für den nächsten Ansatz aufbewahrt oder zur Schadstoffsammlung gebracht, nicht in den Abfluss gegossen. Rohe Paste ist ätzend, bis sie gekocht ist; kratzen Sie Werkzeuge also in den Müll aus, bevor Sie sie abwaschen.

Häufige Fehler

Der häufigste Fehler ist, die Reinheit bei 90 %igen Schuppen auf 100 % zu lassen, was eine trübe, schmierige Paste ergibt. Dicht dahinter kommen die Wahl des falschen Alkalis im Rechner oder das Abwiegen aus der falschen Dose, und das Neutralisieren einer Paste aus Gewohnheit, wenn das Rezept keine überschüssige Lauge hatte, was Seife wieder in Fettsäure verwandelt und sie trübt. Nach Volumen oder nach „einem Teil Paste“ zu verdünnen, ohne die Paste nach dem Kochen zu wiegen, ergibt eine Seife unbekannter Stärke, und Verdünnen mit Leitungswasser bringt Kalkseife in die Flasche.

Der letzte ist, Kaliumhydroxid für das mildere Alkali zu halten, weil es eine sanfte Seife ergibt. Es ist genauso ätzend, und es wird beim Lösen heißer.