Hydroxyde de potassium

Ce qu’il est, et pourquoi il donne un savon mou

L’hydroxyde de potassium (KOH), ou potasse caustique, est un solide blanc que le NIOSH décrit en morceaux, en tiges, en paillettes, en bâtonnets ou en pastilles ; les savonniers l’achètent en paillettes. Il saponifie les graisses exactement comme l’hydroxyde de sodium. Les indices de saponification sont définis par rapport à lui, en milligrammes d’hydroxyde de potassium par gramme de corps gras (AOCS Cd 3-25) ; une recette à l’hydroxyde de potassium n’a donc besoin d’aucune conversion avant la prise en compte de sa pureté.

C’est le savon qui change. Dans les mesures classiques de McBain et Sierichs, le laurate, le myristate et l’oléate de potassium, ainsi que le savon de potassium des acides gras mélangés de l’huile de coco, se dissolvaient tous à température ambiante, alors que les savons de sodium des acides saturés demandaient de la chaleur. Ainsi, l’huile de coco et l’huile d’olive saponifiées à l’hydroxyde de potassium restent une pâte translucide qui se dilue en un savon qu’on peut verser, et le manuel de Thomssen de 1922 définit le savon liquide comme rien de plus qu’un savon de potasse dissous dans l’eau. Les savons de potassium des acides palmitique et stéarique font exception : ils cristallisent quand le savon refroidit, ce qui trouble un savon liquide, et le stéarate de potassium est la charpente des savons à raser et des savons crèmes.

Les livres anciens appellent aussi « potasse » le carbonate de potassium : Simmons et Appleton décrivent la perlasse comme un carbonate de potasse impur. Le carbonate ne peut pas saponifier une graisse neutre ; pour le savon, il faut donc l’hydroxyde.

Formes et pureté

L’hydroxyde de potassium n’est jamais vendu pur. L’évaluation de l’OCDE donne pour le solide industriel environ 91 % de KOH et environ 8 % d’eau. L’additif alimentaire de l’UE, E 525, n’a besoin de titrer que 85,0 % d’hydroxyde de potassium, avec jusqu’à 3,5 % de carbonate de potassium, et les pastilles de qualité réactif sont garanties à au moins 85 %, avec 2 % de carbonate au plus. Le reste du poids est surtout de l’eau, avec un peu de carbonate.

Le calculateur suppose 90 %, parce que c’est là que se situent les paillettes ordinaires. Sa note donne 85 à 95 % et vous demande de vérifier l’étiquette, et il avertit si vous réglez la pureté à 99,5 % ou plus. Il divise le besoin en produit pur par la pureté : une recette qui demande 100,0 g d’hydroxyde de potassium pur fait peser 111,1 g de paillettes à 90 %.

Une pureté erronée compte surtout dans le savon liquide, qui se fait avec un surgraissage proche de zéro. Prenez nos savons liquides, à 3,5 % de surgraissage. Des paillettes qui titrent en réalité 95 % mais sont saisies à 90 % apportent 5,6 % d’hydroxyde de plus que prévu et font descendre le surgraissage à environ −1,9 % : une pâte qui contient de l’alcali libre. Des paillettes qui titrent en réalité 85 % mais sont saisies à 90 % en apportent 5,6 % de moins, soit un surgraissage d’environ 8,9 %, bien plus d’huile libre qu’un savon limpide ne peut en porter : il se trouble. Saisissez des paillettes à 90 % comme si elles étaient à 100 %, et il manque à la pâte un dixième de son alcali. Dans un pain aux deux alcalis, l’erreur est diluée par la part de sodium, mais elle déplace quand même le surgraissage.

Pour la régler, choisissez « KOH » ou « Les deux » dans la partie Soude et tapez le chiffre de l’étiquette ou du certificat dans « Pureté du KOH ». Sans chiffre, ou avec un pot ouvert depuis un moment, mesurez-la par le titrage à l’acide citrique du guide NaOH et KOH. Le calculateur établit l’eau d’après les paillettes telles que pesées : l’eau qu’elles contiennent n’est donc pas déduite, et la solution que vous mélangez est un peu moins concentrée en KOH que le chiffre à l’écran.

Le dissoudre

Toutes les règles de l’hydroxyde de sodium s’appliquent. Versez les paillettes lentement dans l’eau froide, jamais l’eau sur les paillettes, ce que la fiche de sécurité chimique de l’hydroxyde de potassium écrit en capitales. Portez lunettes, gants et manches longues, travaillez là où l’air circule, et employez un pichet en polypropylène ou en acier inoxydable : l’hydroxyde de potassium corrode l’aluminium, l’étain, le plomb et le zinc, en dégageant de l’hydrogène.

C’est le plus vif des deux. La dissolution de l’hydroxyde de potassium pur dégage 57,61 kJ par mole, contre 44,51 kJ pour l’hydroxyde de sodium (CRC Handbook) : à pouvoir saponifiant égal, elle dégage donc environ 30 % de chaleur en plus ; les paillettes du commerce, qui contiennent déjà un peu d’eau, en dégagent un peu moins. Fisher décrit la solution qui pétille bruyamment, comme si elle bouillait. La méthode du savon liquide la laisse refroidir sous 82 °C (180 °F) avant qu’elle ne rencontre les huiles.

Il se dissout à raison d’environ 110 g dans 100 mL d’eau à 25 °C ; comme l’hydroxyde de sodium, il ne peut donc guère donner une solution plus concentrée que moitié alcali, moitié eau. Les pâtes de savon liquide se font en général bien moins concentrées : celle de Fisher emploie trois fois le poids de l’hydroxyde de potassium en eau, une solution à 25 %.

Le savon liquide : la pâte, puis la dilution

Le savon liquide se fait en deux temps. D’abord, les huiles et l’hydroxyde de potassium sont amenés à une pâte ferme, comme du caramel mou, et cuits jusqu’à ce qu’une cuillerée se dissolve limpide dans l’eau bouillante ; ensuite, la pâte est pesée et diluée au poids. La trace ne se comporte pas comme celle d’un pain : la pâte épaissit, se sépare et se reforme, parfois plusieurs fois, avant de prendre. Un savon de potasse riche en coco gonfle en saponifiant ; la marmite doit donc contenir quatre à cinq fois la fournée.

Le savon liquide se fait en général avec un surgraissage de 0 à 3 %, parce que l’huile libre ne s’y dissout pas et se voit comme un voile trouble. Nos recettes emploient 3,5 %, pour que la dispersion des indices de saponification réels ne puisse pas les faire basculer dans l’alcali libre, et cette marge rend aussi inutile la « neutralisation » au borax ou à l’acide citrique. Le borax est de toute façon interdit dans les produits cosmétiques dans l’UE et en Grande-Bretagne.

Le calculateur de dilution compte les huiles plus l’hydroxyde de potassium pur comme du savon, puisque la saponification conserve la masse, et tout le reste de la pâte comme de l’eau. Un flacon pompe convient à une teneur en savon de 15 à 25 %. Diluez à l’eau distillée chaude, laissez reposer une nuit avant d’en rajouter, et ne diluez que ce que vous emploierez bientôt : la pâte se conserve, alors que le savon dilué est surtout de l’eau et demande des flacons propres et, si vous le vendez, un conservateur qui fonctionne à pH 9 à 10. Le guide du savon liquide donne la méthode complète.

Savons aux deux alcalis

Une recette aux deux alcalis fait une partie de sa saponification avec l’hydroxyde de potassium et le reste avec l’hydroxyde de sodium. La part de KOH du calculateur est une part de la saponification, pas du poids, et comme l’hydroxyde de potassium est la molécule la plus lourde et se vend moins pur, sa part du poids est toujours plus grande. Notre savon à raser, avec une part de 40 %, demande 43,7 g d’hydroxyde de sodium et 45,4 g d’hydroxyde de potassium à 90 % pour 500 g d’huiles : deux cinquièmes du travail, 51 % de l’alcali que vous pesez.

La part fixe le caractère. Les savons à raser de Thomssen, en 1922, faisaient environ 25 à 45 % de leur saponification à la potasse, et notre savon à raser stéarique va jusqu’à 50 % pour qu’un blaireau humide se charge vite. Le savon crème de base de Fisher revient à environ trois quarts de potassium, et celui de Grosso à environ 89 % avec des paillettes à 90 % ; plus la part est élevée, plus la crème reste souple. Avec une lessive préparée à l’avance, la solution mère contient l’hydroxyde de sodium et l’hydroxyde de potassium se pèse sec. Les guides du savon à raser et du savon crème détaillent les proportions.

Stockage et carbonatation

L’hydroxyde de potassium est déliquescent : il peut tirer de l’air assez d’eau pour s’y dissoudre (OCDE), et il absorbe aussi facilement le dioxyde de carbone. Le NIOSH note qu’il s’échauffe en absorbant l’un comme l’autre. Des paillettes laissées à l’air deviennent collantes, puis s’agglomèrent, et chaque étape laisse moins d’hydroxyde dans chaque gramme. Le dioxyde de carbone en transforme une partie en carbonate de potassium, qui ne saponifie pas ; même un produit neuf de qualité alimentaire peut en contenir 3,5 %.

Gardez-le dans son récipient d’origine, bien fermé, au sec et à l’écart des aliments, des acides forts et des métaux, comme le demande la fiche de sécurité chimique, étiqueté, hors de portée des enfants, et rangé à part de l’hydroxyde de sodium pour que les deux ne soient jamais confondus. Refermez le pot dès que vous avez pesé. Des paillettes qui collent entre elles ou semblent mouillées ont déjà changé ; mesurez leur pureté avant de leur confier une recette, ou remplacez-les.

L’acheter, et la loi

Achetez des paillettes étiquetées hydroxyde de potassium, avec une pureté indiquée, chez un fournisseur pour savonniers ou de produits chimiques. Il voyage comme marchandise dangereuse : UN 1813, classe 8, groupe d’emballage II.

Dans l’UE, l’étiquette CLP porte les pictogrammes de corrosion et du point d’exclamation, le mot Danger, H302 et H314, et les emballages vendus au grand public doivent avoir une fermeture de sécurité pour les enfants et une indication de danger détectable au toucher. Aux États-Unis, les produits ménagers contenant 10 % ou plus d’hydroxyde de potassium libre doivent porter la mention d’avertissement « POISON », et les produits secs à cette concentration exigent un emballage à l’épreuve des enfants (16 CFR 1500.129 et 1700.14). En Grande-Bretagne, l’Offensive Weapons Act 2019 range l’hydroxyde de sodium parmi ses produits corrosifs, mais pas l’hydroxyde de potassium : sa limite d’âge et son interdiction de livrer à domicile ne le concernent donc pas.

Déversements et élimination

Balayez les paillettes sèches dans un récipient en plastique fermé, gants aux mains, comme le conseille la fiche de sécurité chimique, et essuyez aussitôt l’endroit avec beaucoup d’eau : des paillettes laissées sur un plan de travail humide tirent l’eau de l’air et deviennent une petite flaque d’alcali concentré. Épongez la solution avec de l’essuie-tout et essuyez à l’eau ; un dernier coup d’éponge au vinaigre dilué sur une surface dure convient une fois l’alcali parti, comme pour la soude caustique. Les restes de solution et les paillettes dont vous ne voulez plus suivent le même chemin que l’hydroxyde de sodium : gardés, étiquetés, pour la fournée suivante, ou apportés à une collecte de déchets ménagers dangereux, jamais versés dans l’évier. La pâte crue est caustique tant qu’elle n’a pas cuit : raclez les ustensiles au-dessus de la poubelle avant de les laver.

Erreurs courantes

L’erreur la plus courante est de laisser la pureté à 100 % pour des paillettes à 90 %, ce qui donne une pâte trouble et grasse. Juste derrière viennent le choix du mauvais alcali dans le calculateur ou la pesée dans le mauvais pot, et la neutralisation d’une pâte par habitude alors que la recette n’avait pas d’alcali en trop, ce qui retransforme du savon en acide gras et le trouble. Diluer au volume, ou à « une part de pâte », sans peser la pâte après la cuisson donne un savon de concentration inconnue, et diluer à l’eau du robinet ajoute un dépôt dans le flacon.

La dernière est de voir dans l’hydroxyde de potassium l’alcali le plus doux parce qu’il donne un savon doux. Il est tout aussi corrosif, et il chauffe davantage en se dissolvant.