Ogni formula, e da dove viene
Il calcolatore è uno strato sottile sopra una piccola libreria di formule aperta. Questa pagina è quella libreria, scritta per esteso. Le convenzioni sono indicate come convenzioni; le costanti riportano la propria fonte.
Saponificazione e soda
La formula, e da dove viene
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’acqua, in tre modi, e le soluzioni madre
La formula, e da dove viene
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.
Acidi e liquidi grassi
La formula, e da dove viene
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 %.
Ricavare un indice di saponificazione dalla composizione
La formula, e da dove viene
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.
Con quanta precisione i dati pubblicati fissano la soda
La formula, e da dove viene
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.
Profilo degli acidi grassi, qualità del sapone, numero di iodio e INS
La formula, e da dove viene
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.
Dosaggio della fragranza, IFRA e allergeni
La formula, e da dove viene
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.
Dimensionamento dello stampo
La formula, e da dove viene
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.
Diluizione del sapone liquido
La formula, e da dove viene
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.
Da dove viene un indice di saponificazione derivato
43 oli nel database non hanno un indice di saponificazione in nessun documento primario che potessimo usare. Invece di escluderli dal calcolatore o di inventare un numero, il valore viene calcolato dalla composizione in acidi grassi misurata dell’olio stesso. Non è una supposizione: tre moli di idrossido saponificano una mole di trigliceride, e la massa molare del trigliceride deriva dalla lunghezza delle catene degli acidi che contiene. La composizione determina il valore.
La domanda è quanto sia accurato, e questo si può misurare. Il test equo è il sottoinsieme Codex del database, trentacinque oli identificati per nome in cui l’intervallo di saponificazione e gli intervalli degli acidi grassi sono stati pubblicati dallo stesso ente a partire dallo stesso materiale. Rispetto a questi, l’errore assoluto mediano del metodo è dello 0,90 %, il novantesimo percentile del 2,74 %, il caso peggiore del 5,18 % e l’errore sistematico praticamente nullo, a −0,01 %. L’intervallo pubblicato mediano nello stesso database è di ±2,9 % rispetto al proprio centro, quindi un valore derivato è determinato più o meno con la stessa precisione di uno letto da una norma.
Misurato sul resto del database, l’errore apparente è molto peggiore — una mediana del 2,5 % e un caso peggiore del 21 %. Non è il metodo a sbagliare. Le discrepanze maggiori sono le stesse schede che il controllo di coerenza segnala già come contraddittorie al proprio interno, dove un indice di saponificazione pubblicato sta accanto a una composizione che non può produrlo. Confrontarsi con queste mescola l’errore del metodo con l’errore dei dati, ed è per questo che la validazione usa solo il sottoinsieme Codex.
Ogni valore derivato è indicato come derivato ovunque compaia, porta una fascia di ±3 % nel pannello dell’incertezza e viene messo da parte del tutto non appena inserisci un valore misurato sul tuo lotto.
Perché la soda ha un intervallo
Un indice di saponificazione non è una costante. Il Codex indica per l’olio di cocco 248–265 mg KOH/g perché il grasso varia davvero con l’origine, la stagione e la raffinazione. Tutti i calcolatori per il sapone lo nascondono stampando un solo numero con un decimale, e questa è falsa precisione: la cifra sembra una misura del tuo olio ed è in realtà il punto medio dell’indagine di qualcun altro.
Portata fino in fondo, la fascia ricade sul numero che conta. Il sovragrassaggio è il margine tra una saponetta delicata e una caustica, ed è esattamente ciò che l’incertezza si mangia. Una ricetta che chiede il 3 % di sovragrassaggio con comuni oli d’oliva e di cocco può in realtà trovarsi ovunque tra −0,2 % e 6 %, e l’estremo negativo è una saponetta con troppa soda. Non è un motivo per diffidare dell’aritmetica; è il motivo per cui il mestiere si è assestato su un sovragrassaggio di circa il 5 %, e per quanto ne sappiamo nessun calcolatore ha mai mostrato i calcoli dietro questa abitudine.
Prendere tutti gli oli allo stesso estremo del loro intervallo nello stesso momento dà un limite, non un intervallo di confidenza. I lotti reali non sono perfettamente correlati, quindi la dispersione raggiungibile è più stretta, e l’aritmetica non dice nulla su quanto sia probabile l’uno o l’altro estremo. L’unica cosa che la fa crollare è una misura: inserisci l’indice di saponificazione dal certificato di analisi del tuo lotto e quell’olio smette del tutto di contribuire all’incertezza.
Convenzioni che indichiamo come convenzioni
Le cinque «qualità del sapone» sono somme di gruppi di acidi grassi confrontate con fasce che i calcolatori amatoriali usano dalla metà degli anni 2000. Sono utili per confrontare ricette e inutili per prevedere una saponetta reale: ignorano sovragrassaggio, acqua, stagionatura, additivi e processo, e trattano come uguali tutti gli acidi di un gruppo. Il valore predefinito di «acqua piena» al 38 % e la regola dello stampo «× 0,4» sono abitudini, non chimica. Le implementiamo tutte fedelmente, perché chi fa sapone confronta in quel linguaggio, e diciamo cosa sono.
Fatti avvisare quando arriva il banco da lavoro
Ricette salvate, versioni e un registro dei lotti sono i prossimi passi. Lascia un indirizzo e saprai quando saranno pronti, più una breve nota ogni volta che esce qualcosa. Nessuna newsletter, niente viene venduto, un clic per smettere.