Wodorotlenek potasu

Czym jest i dlaczego daje mydło miękkie

Wodorotlenek potasu (KOH), potaż żrący, to białe ciało stałe, które NIOSH opisuje jako grudki, pręciki, płatki, laseczki lub pastylki; mydlarze kupują go w płatkach. Zmydla tłuszcze dokładnie tak samo jak wodorotlenek sodu. Liczby zmydlania są zdefiniowane właśnie dla niego, w miligramach wodorotlenku potasu na gram tłuszczu (AOCS Cd 3-25), więc przepis z wodorotlenkiem potasu nie wymaga żadnego przeliczania, zanim uwzględni się czystość.

Zmienia się mydło. W klasycznych pomiarach, które przeprowadzili McBain i Sierichs, laurynian, mirystynian i oleinian potasu, a także mydło potasowe z mieszanych kwasów tłuszczowych oleju kokosowego, rozpuszczały się w temperaturze pokojowej, podczas gdy sodowe mydła kwasów nasyconych wymagały ogrzania. Dlatego olej kokosowy i oliwa zmydlone wodorotlenkiem potasu pozostają półprzezroczystą pastą, którą rozcieńcza się do mydła dającego się nalewać, a podręcznik Thomssena z 1922 r. definiuje mydło w płynie po prostu jako mydło potasowe rozpuszczone w wodzie. Wyjątkiem są potasowe mydła kwasu palmitynowego i stearynowego: krystalizują, gdy mydło stygnie, przez co mydło w płynie mętnieje, a stearynian potasu jest podstawą mydeł do golenia i mydeł kremowych.

Starsze książki angielskie używają słowa „potash” także na węglan potasu (po polsku potaż): Simmons i Appleton nazywają perlasę (pearl ash) zanieczyszczonym węglanem potasu. Węglan nie zmydla obojętnego tłuszczu, więc do mydła potrzebny jest wodorotlenek.

Postacie i czystość

Wodorotlenku potasu nigdy nie sprzedaje się w czystej postaci. Ocena OECD podaje, że przemysłowe ciało stałe zawiera około 91 % KOH i około 8 % wody. Unijny dodatek do żywności E 525 musi zawierać zaledwie 85,0 % wodorotlenku potasu i może zawierać do 3,5 % węglanu potasu, a pastylki odczynnikowe mają gwarantowane co najmniej 85 % i nie więcej niż 2 % węglanu. Resztę masy stanowi głównie woda, z domieszką węglanu.

Kalkulator zakłada 90 %, bo tyle ma zwykły wodorotlenek potasu w płatkach. Notatka podaje od 85 do 95 % i prosi o sprawdzenie etykiety, a kalkulator ostrzega, jeśli ustawisz czystość na 99,5 % lub więcej. Dzieli zapotrzebowanie na czysty związek przez czystość, więc przepis wymagający 100,0 g czystego wodorotlenku potasu każe odważyć 111,1 g płatków o czystości 90 %.

Zła czystość ma największe znaczenie w mydle w płynie, które robi się przy przetłuszczeniu bliskim zera. Weźmy nasze mydła w płynie z przetłuszczeniem 3,5 %. Płatki o rzeczywistej czystości 95 %, wpisane jako 90 %, dostarczają o 5,6 % więcej wodorotlenku, niż zamierzano, i obniżają przetłuszczenie do około −1,9 %: powstaje pasta z wolną zasadą. Płatki o rzeczywistej czystości 85 %, wpisane jako 90 %, dostarczają o 5,6 % mniej, co daje przetłuszczenie około 8,9 %, znacznie więcej wolnego oleju, niż przezroczyste mydło może utrzymać, więc mętnieje. Wpisz płatki 90 % jako 100 %, a paście zabraknie dziesiątej części ługu. W kostce z dwoma ługami udział sodu łagodzi ten błąd, ale przetłuszczenie i tak się przesuwa.

Aby ją ustawić, wybierz w sekcji „Ług” wodorotlenek potasu albo „Oba ługi” i wpisz liczbę z etykiety lub certyfikatu w polu „Czystość KOH”. Jeśli nie masz liczby albo opakowanie było przez jakiś czas otwarte, zmierz czystość miareczkowaniem kwasem cytrynowym opisanym w poradniku o NaOH i KOH. Kalkulator wylicza wodę na podstawie odważonych płatków, więc woda zawarta w płatkach nie jest odejmowana, a roztwór, który mieszasz, ma nieco mniej KOH, niż pokazuje liczba na ekranie.

Rozpuszczanie

Obowiązują wszystkie reguły podane dla wodorotlenku sodu. Wsypuj płatki powoli do zimnej wody, nigdy nie wlewaj wody do płatków, co karta bezpieczeństwa chemicznego wodorotlenku potasu podkreśla wielkimi literami. Noś gogle, rękawice i długie rękawy, pracuj tam, gdzie powietrze się porusza, i używaj dzbanka z polipropylenu lub stali nierdzewnej: wodorotlenek potasu powoduje korozję aluminium, cyny, ołowiu i cynku, wydzielając przy tym wodór.

Z tych dwóch to on reaguje żywiej. Rozpuszczanie czystego wodorotlenku potasu wydziela 57,61 kJ na mol wobec 44,51 kJ dla wodorotlenku sodu (CRC Handbook), więc przy tej samej zdolności zmydlania wydziela się o około 30 % więcej ciepła; handlowe płatki, które już zawierają trochę wody, wydzielają nieco mniej. Fisher opisuje, jak roztwór głośno syczy, jakby wrzał. Metoda na mydło w płynie każe go ostudzić poniżej 82 °C (180 °F), zanim połączy się go z olejami.

Rozpuszcza się do około 110 g w 100 mL wody w 25 °C, więc, podobnie jak z wodorotlenku sodu, nie da się z niego zrobić roztworu dużo mocniejszego niż pół na pół z wodą. Pasty do mydła w płynie robi się zwykle ze znacznie słabszego roztworu: Fisher używa wody w ilości trzykrotnie większej niż masa wodorotlenku potasu, czyli roztworu 25 %.

Mydło w płynie: najpierw pasta, potem rozcieńczanie

Mydło w płynie robi się w dwóch etapach. Najpierw oleje i wodorotlenek potasu doprowadza się do gęstej, ciągnącej się jak toffi pasty i gotuje, aż łyżeczka pasty rozpuści się klarownie we wrzącej wodzie; potem pastę waży się i rozcieńcza wagowo. Ślad nie zachowuje się jak przy kostce: masa gęstnieje, rozwarstwia się i znów łączy, czasem kilka razy, zanim stężeje. Mydło potasowe bogate w olej kokosowy pęcznieje podczas zmydlania, więc garnek powinien mieścić cztery do pięciu razy więcej niż partia.

Mydło w płynie robi się zwykle z przetłuszczeniem od 0 do 3 %, bo wolny olej się w nim nie rozpuszcza i widać go jako zmętnienie. Nasze przepisy mają 3,5 %, żeby rozrzut rzeczywistych liczb zmydlania nie mógł ich przesunąć w stronę wolnego ługu, a ten zapas sprawia też, że „zobojętnianie” boraksem lub kwasem cytrynowym jest niepotrzebne. Boraks i tak jest zakazany w produktach kosmetycznych w UE i Wielkiej Brytanii.

Kalkulator rozcieńczania liczy oleje plus czysty wodorotlenek potasu jako mydło, bo przy zmydlaniu masa jest zachowana, a wszystko inne w paście jako wodę. Do butelki z pompką nadaje się mydło o stężeniu od 15 do 25 %. Rozcieńczaj gorącą wodą destylowaną, zostaw na noc, zanim dodasz więcej, i rozcieńczaj tylko tyle, ile wkrótce zużyjesz: pasta długo się trzyma, a rozcieńczone mydło to głównie woda i wymaga czystych butelek, a jeśli je sprzedajesz, także konserwantu, który działa przy pH od 9 do 10. Poradnik o mydle w płynie podaje całą metodę.

Mydła z dwoma ługami

Przepis z dwoma ługami wykonuje część zmydlania wodorotlenkiem potasu, a resztę wodorotlenkiem sodu. Udział KOH w kalkulatorze to udział w zmydlaniu, a nie w masie, a ponieważ wodorotlenek potasu ma cięższą cząsteczkę i jest sprzedawany w mniejszej czystości, jego udział w masie jest zawsze większy. Nasze mydło do golenia z udziałem 40 % wymaga 43,7 g wodorotlenku sodu i 45,4 g wodorotlenku potasu o czystości 90 % na 500 g olejów: dwie piąte pracy, 51 % odważanego ługu.

Udział decyduje o charakterze mydła. W mydłach do golenia Thomssena z 1922 r. mniej więcej od 25 do 45 % zmydlania przypadało na KOH, a nasze stearynowe mydło do golenia dochodzi do 50 %, żeby wilgotny pędzel szybko nabierał mydła. Podstawowe mydło kremowe Fishera wychodzi na mniej więcej trzy czwarte potasu, a mydło Grosso na około 89 % przy płatkach o czystości 90 %; im większy udział, tym bardziej miękki pozostaje krem. Przy masterbatchu roztwór zapasowy zawiera wodorotlenek sodu, a wodorotlenek potasu waży się na sucho. Poradniki o mydle do golenia i mydle kremowym omawiają te proporcje.

Przechowywanie i tworzenie się węglanu

Wodorotlenek potasu jest rozpływliwy: może pochłonąć z powietrza tyle wody, że się w niej rozpuści (OECD), i łatwo pochłania też dwutlenek węgla. NIOSH zauważa, że pochłaniając jedno i drugie, nagrzewa się. Płatki pozostawione w otwartym opakowaniu stają się lepkie, potem zbijają się w grudy, a każdy z tych etapów zmniejsza ilość wodorotlenku w każdym gramie. Dwutlenek węgla zamienia jego część w węglan potasu, który niczego nie zmydla; nawet nowy materiał spożywczy może go zawierać 3,5 %.

Trzymaj go w oryginalnym, oznakowanym i szczelnie zamkniętym opakowaniu, w suchym miejscu, z dala od żywności, mocnych kwasów i metali, jak zaleca karta bezpieczeństwa chemicznego, poza zasięgiem dzieci i osobno od wodorotlenku sodu, żeby nigdy ich nie pomylić. Zamknij opakowanie zaraz po odważeniu. Płatki, które się sklejają lub wyglądają na mokre, już się zmieniły; zmierz ich czystość, zanim powierzysz im przepis, albo je wymień.

Zakup i przepisy prawa

Kupuj płatki opisane jako wodorotlenek potasu, z podaną czystością, u dostawcy dla mydlarzy lub dostawcy chemikaliów. W transporcie jest towarem niebezpiecznym: UN 1813, klasa 8, grupa pakowania II.

W UE etykieta CLP zawiera piktogramy korozji i wykrzyknika, hasło „Niebezpieczeństwo”, H302 i H314, a opakowania sprzedawane konsumentom muszą mieć zamknięcie utrudniające otwarcie przez dzieci i wyczuwalne dotykiem ostrzeżenie o niebezpieczeństwie. W Stanach Zjednoczonych produkty domowe zawierające 10 % lub więcej wolnego wodorotlenku potasu muszą mieć hasło ostrzegawcze „POISON” (trucizna), a suche produkty o takim stężeniu wymagają opakowań zabezpieczonych przed dziećmi (16 CFR 1500.129, 1700.14). W Wielkiej Brytanii ustawa Offensive Weapons Act 2019 wymienia wodorotlenek sodu wśród produktów żrących, ale nie wodorotlenek potasu, więc jej limit wieku i zakaz dostawy do domów go nie obejmują.

Sprzątanie i utylizacja

Suche płatki zmieć do przykrytego plastikowego pojemnika, w rękawicach, jak zaleca karta bezpieczeństwa chemicznego, i od razu przetrzyj to miejsce dużą ilością wody: płatki pozostawione na wilgotnym blacie wyciągają wodę z powietrza i zamieniają się w małą kałużę stężonego ługu. Roztwór zbierz ręcznikami papierowymi i przetrzyj wodą; na koniec można przetrzeć twardą powierzchnię rozcieńczonym octem, gdy ługu już nie ma, tak jak przy sodzie kaustycznej. Pozostały roztwór i niepotrzebne płatki traktuj tak samo jak wodorotlenek sodu: przechowaj, oznakowane, do następnej partii albo oddaj do punktu zbiórki odpadów niebezpiecznych z gospodarstw domowych, nie wylewaj do zlewu. Surowa pasta jest żrąca, dopóki się nie ugotuje, więc zanim umyjesz narzędzia, zeskrob z nich resztki do kosza.

Częste błędy

Najczęstszy błąd to pozostawienie czystości 100 % przy płatkach o czystości 90 %, co daje mętną, tłustą pastę. Tuż za nim są wybór złej zasady w kalkulatorze albo ważenie z niewłaściwego opakowania oraz zobojętnianie pasty z przyzwyczajenia, gdy przepis nie miał nadmiaru ługu, co zamienia mydło z powrotem w kwas tłuszczowy i powoduje zmętnienie. Rozcieńczanie objętościowo albo według „jednej części pasty” bez zważenia pasty po gotowaniu daje mydło o nieznanym stężeniu, a rozcieńczanie wodą z kranu dodaje do butelki osad.

Ostatni to traktowanie wodorotlenku potasu jako łagodniejszej zasady, bo daje łagodne mydło. Jest tak samo żrący, a podczas rozpuszczania nagrzewa się jeszcze bardziej.