Chaque formule, et d’où elle vient
Le calculateur est une fine couche posée sur une petite bibliothèque de formules ouverte. Cette page est cette bibliothèque, écrite en toutes lettres. Les conventions sont annoncées comme des conventions ; les constantes portent leur source.
Saponification et soude
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.
L’eau, de trois façons, et les lessives préparées à l’avance
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.
Acides et liquides gras
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 %.
Un indice de saponification dérivé de la composition
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.
À quel point les données publiées fixent la soude
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.
Profil d’acides gras, qualités du savon, indice d’iode et 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.
Taux de parfum, IFRA et allergènes
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.
Dimensionnement du moule
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.
Dilution du savon liquide
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.
D’où vient un indice de saponification dérivé
12 huiles de la base n’ont d’indice de saponification dans aucun document primaire utilisable. Plutôt que de les écarter du calculateur ou d’inventer un nombre, la valeur est calculée à partir de la composition en acides gras mesurée de l’huile elle-même. Ce n’est pas une supposition : trois moles d’hydroxyde saponifient une mole de triglycéride, et la masse molaire du triglycéride découle de la longueur des chaînes des acides qui le composent. La composition détermine la valeur.
Reste à savoir ce que cela vaut, et cela se mesure. Le test honnête est le sous-ensemble Codex de la base : trente-cinq huiles nommées dont la plage de saponification et les plages d’acides gras ont été publiées par le même organisme, à partir de la même matière. Face à elles, l’erreur absolue médiane de la méthode est de 0,90 %, son quatre-vingt-dixième centile de 2,74 %, son pire cas de 5,18 %, et son biais pratiquement nul, à −0,01 %. La plage publiée médiane de la même base vaut ±2,9 % de son propre centre : une valeur dérivée est donc à peu près aussi bien cernée qu’une valeur lue dans une norme.
Mesurée contre le reste de la base, l’erreur apparente est bien pire : une médiane de 2,5 % et un pire cas de 21 %. Ce n’est pas la méthode qui échoue. Les plus grands écarts portent sur les fiches que le contrôle de cohérence signale déjà comme contradictoires, où un indice de saponification publié voisine avec une composition qui ne peut pas le produire. Se comparer à celles-là mélange erreur de méthode et erreur de données, d’où une validation sur le seul sous-ensemble Codex.
Toute valeur dérivée est signalée comme dérivée partout où elle apparaît, porte une bande de ±3 % jusqu’au panneau d’incertitude, et est mise de côté dès que vous entrez une valeur mesurée sur votre propre lot.
Pourquoi la soude porte une plage
Un indice de saponification n’est pas une constante. Le Codex donne 248–265 mg KOH/g à l’huile de coco parce que le corps gras varie réellement selon l’origine, la saison et le raffinage. Tous les calculateurs de savon masquent cela en affichant un seul nombre à une décimale, ce qui est une fausse précision : le chiffre a l’air d’une mesure de votre huile alors qu’il est le milieu de l’enquête de quelqu’un d’autre.
Propagée, la bande retombe sur le nombre qui compte. Le surgraissage est la marge entre un savon doux et un savon caustique, et c’est exactement ce que l’incertitude grignote. Une recette qui demande 3 % de surgraissage sur de l’huile d’olive et de coco ordinaires peut en réalité se situer n’importe où entre −0,2 % et 6 %, et le bas de la fourchette donne un savon trop riche en soude. Ce n’est pas une raison de se méfier du calcul ; c’est la raison pour laquelle le métier s’est arrêté sur environ 5 % de surgraissage, et à notre connaissance aucun calculateur n’a jamais montré le raisonnement derrière cette habitude.
Prendre toutes les huiles au même bout de leur plage en même temps donne une borne, pas un intervalle de confiance. Les lots réels ne sont pas parfaitement corrélés, l’écart atteignable est donc plus étroit, et le calcul ne dit rien de la probabilité de l’un ou l’autre bout. Seule une mesure la fait tomber : entrez l’indice de saponification du certificat d’analyse de votre lot et cette huile cesse d’apporter la moindre incertitude.
Les conventions que nous annonçons comme telles
Les cinq « qualités du savon » sont des sommes de groupes d’acides gras comparées à des fourchettes que les calculateurs amateurs emploient depuis le milieu des années 2000. Elles servent à comparer des recettes et ne servent à rien pour prédire un vrai savon : elles ignorent le surgraissage, l’eau, la cure, les additifs et le procédé, et traitent tous les acides d’un groupe comme équivalents. Le « plein d’eau » par défaut à 38 % et la règle du moule « × 0,4 » sont des habitudes, pas de la chimie. Nous les appliquons à l’identique parce que les savonniers comparent dans cette langue, et nous disons ce qu’elles sont.
Soyez prévenu quand l’atelier sortira
Les recettes enregistrées, les versions et le journal des lots, c’est la suite. Laissez une adresse et vous saurez quand ce sera prêt, plus un mot court à chaque mise en ligne. Pas de newsletter, rien n’est vendu, un clic pour arrêter.