pH do sabonete: o que é normal e como testar se a barra tem soda livre

O sabão é o sal de um ácido graxo com um álcali forte, e na água todo sal desse tipo deixa a água alcalina. Por isso uma barra bem feita nunca dá neutra no teste, e um pH alto, sozinho, não prova nada. O que você quer saber de verdade é se a barra tem soda livre, hidróxido de sódio que não encontrou óleo com que reagir. Este guia explica o que é uma leitura normal, por que o pH mede mal a soda livre e o que cada um dos testes caseiros habituais pode e não pode dizer.

Por que todo sabão verdadeiro é alcalino

Uma molécula de sabão é um ácido graxo com o hidrogênio ácido trocado por sódio, ou por potássio no sabão mole. Os ácidos graxos são ácidos fracos, e o hidróxido de sódio é uma base forte, então, na água, uma pequena parte do sabão toma de volta um hidrogênio da água, voltando a ser ácido graxo e deixando para trás um íon hidróxido. Esse hidróxido é o motivo por que a água com sabão é alcalina, e ele está lá numa barra perfeitamente feita, sem nenhuma soda livre.

O quanto ela é alcalina depende dos ácidos graxos. As cadeias mais longas se agrupam na água e, agrupadas, seguram aquele hidrogênio com mais força, então os sabões delas o tomam da água com mais facilidade e marcam mais alto; cada ligação dupla na cadeia baixa um pouco a leitura. As diferenças não são pequenas.

Números que Kevin Dunn apresentou em 2015 para soluções a 1 % de sabões puros, sem soda livre, a partir das medições de Kanicky e Shah do pKa dos ácidos graxos.

Uma barra curada marca um pouco menos que esses sabões puros, e a maioria fica entre 9 e 10. Quando Tarun e colegas testaram 64 sabonetes de banho em soluções a 1 %, 53 marcaram entre 9,01 e 10. As próprias barras de processo a frio de Dunn foram baixando com o tempo, mesmo fechadas num saco: o sabão de azeite de 11,4 para 10,3, o de palma de 10,3 para 10,2, o de coco de 10,1 para 9,9, enquanto o de rícino ficou em 9,5. Então espere que uma barra bem feita marque cerca de pH 9 a 10, e que uma barra feita sobretudo de azeite de oliva ou de outra gordura de cadeia longa marque perto do topo disso ou um pouco acima. Os sabonetes de loja variam mais: num levantamento brasileiro de Mendes e colegas, a maioria das barras infantis marcou acima de 10, até 11,55, e as barras antibacterianas, de 10,28 a 11,34. A superfície da própria pele fica em cerca de pH 5,5.

Por que o sabão não pode ser de pH neutro

Para baixar o sabão a pH 7, você teria de transformar a maior parte dele de volta em ácido graxo, que já não se dissolve nem espuma como sabão. Dunn tentou caminhos mais suaves em barras prontas de processo a frio, guardando pedaços em gás carbônico e sobre vinagre. O vinagre foi o que mais fez, e levou o sabão de azeite só a 9,9 e o de rícino a 8,8. A conclusão dele foi que o sabão de processo a frio resiste muito a mudanças de pH.

As barras vendidas como de pH balanceado ou de pH 5,5 são syndets, detergentes sintéticos como o cocoil isetionato de sódio; no estudo de Mendes, uma barra syndet marcou 5,81 e os syndets líquidos, de 5,30 a 7,36. Pelas regras dos EUA (21 CFR 701.20), eles não são “soap”, sabão, uma palavra reservada a produtos cuja maior parte e cuja ação de limpeza são sais alcalinos de ácidos graxos. Se você quer uma barra de pH baixo, a calculadora de syndet formula uma; o sabão de processo a frio não chega lá.

Um pH alto não é o mesmo que soda livre

As normas de sabão dizem isso à sua maneira: elas limitam o álcali livre, não o pH. A norma de sabonete de toucador da Comunidade da África Oriental, por exemplo, admite no máximo 0,1 % de álcali cáustico livre, expresso como hidróxido de sódio e medido pela ISO 456, e 0,2 % de álcali livre total, expresso como óxido de sódio e medido pela ISO 684, e não estabelece nenhuma exigência de pH.

O motivo é que o pH responde fracamente às quantidades que importam. A Classic Bells, partindo do livro de Dunn, estima que um excesso de soda de 1 parte por mil sobe o pH de um sabão em cerca de 0,3, e um excesso grande, de 5 partes por mil, em cerca de 0,7. Compare isso com a tabela acima: um sabão de azeite perfeito marca 1,5 unidade a mais que um sabão de rícino perfeito. Uma barra rica em rícino com alguma soda livre pode marcar menos que um Castela impecável.

O superfat (superengorduramento) também mexe pouco na leitura. O óleo livre fica ao lado do sabão e não neutraliza nada; são os ácidos graxos de que o sabão é feito que definem o pH dele. E a cinza de soda branca que pode se formar na superfície da barra é carbonato de sódio, ele mesmo alcalino (a ISO 684 o conta no álcali livre total), e é por isso que qualquer teste deve ser feito numa face recém-cortada.

Há uma leitura que significa algo por si só. Nenhum sabão puro da tabela de Dunn chega a 12, então uma solução a 1 % que marca 12 ou mais tem álcali livre. A regra de Watson para as fitas concorda: acima de 12, não use o sabão, não o manuseie sem luvas e refunda-o ou descarte-o.

Como medir o pH direito

Se você for testar o pH, teste de um jeito que possa ser comparado:

1. Faça uma solução a 1 %. Dissolva 1 g de sabão, raspado de dentro da barra, em 99 g de água destilada que foi fervida e esfriada. A fervura expulsa o gás carbônico, que de outro modo puxaria a leitura para baixo; o guia de laboratório padrão, a ASTM D1172, usa água recém-fervida e uma temperatura fixa pelo mesmo motivo.
2. Deixe dissolver por completo. O grupo de Tarun deixou as soluções descansar 24 horas antes de medir.
3. Use um medidor, se puder. Calibre-o com soluções-tampão de pH 7 e pH 10 antes de cada sessão e meça em temperatura ambiente.
4. Compare iguais com iguais. Uma leitura significa mais ao lado de uma barra comprovadamente boa da mesma receita, testada do mesmo jeito.

As fitas de teste são um instrumento mais grosseiro. Elas precisam de uma faixa que vá pelo menos de 7 a 11, o que exclui as fitas de piscina, de aquário e de saliva, segundo Watson. A Classic Bells relata que as fitas baratas costumam marcar o sabão 2 a 3 unidades abaixo e que mesmo as boas só distinguem meia unidade. As fitas podem apontar uma barra com um excesso grosseiro de soda; não conseguem separar uma barra suave de uma com um leve excesso.

O teste da fenolftaleína

A fenolftaleína é um indicador ácido-base: incolor em soluções ácidas e neutras, ela fica rosa à medida que o pH sobe de 8,2 até cerca de 9,8. Os saboeiros a guardam como solução a 1 % em álcool e pingam uma gota numa face recém-cortada da barra.

Como uma solução de sabão bem feito fica em cerca de pH 9 a 10, acima do ponto em que o indicador começa a mudar, uma gota numa barra úmida muitas vezes fica levemente rosa mesmo sem soda livre, sobretudo em sabão novo, que ainda guarda muita água. O que deve preocupar você é um magenta vivo e instantâneo e, acima de tudo, um que aparece só em pontos ou riscos: essa é a cara da soda livre, ou de um bolsão dela.

Fenolftaleína em cortes recentes. Um rosa fraco que aparece devagar surge também em sabão bem feito; um magenta vivo e instantâneo merece investigação.

Um laboratório obtém uma resposta mais limpa trocando o solvente. Dissolvido em álcool em vez de água, o sabão quase não se separa de volta em ácido graxo e hidróxido, então o indicador responde só ao álcali livre. É assim que funciona o método padrão: a ISO 456 dissolve o sabão em etanol neutralizado e titula o álcali cáustico livre com ácido. Dunn usou o mesmo princípio nos seus estudos, e a maioria das barras curadas dele acabou não tendo álcali livre nenhum, só um traço de ácido graxo livre.

Numa barra, o teste da gota não diz quanto álcali livre há, não distingue hidróxido de carbonato e não diz nada sobre um bolsão que a sua faca não atravessou. Cores fortes no sabão podem escondê-lo. E, em condições fortemente alcalinas, o rosa desbota aos poucos, à medida que o indicador se transforma numa forma incolor, uma reação que estudantes de química cronometram em aula; por isso, leia a cor na hora.

O zap test

O zap test é o velho jeito de procurar soda livre pela sensação: umedeça a ponta de um dedo, esfregue-a na barra e encoste a ponta do dedo na língua. A soda livre dá uma ardência imediata e aguda, muitas vezes comparada à de uma pilha, bem diferente do gosto amargo comum do sabão. Não o recomendamos, e Watson também não, que chama provar sabão de “the soapmaker’s version of Russian roulette”, a versão do saboeiro da roleta-russa.

No máximo, ele mostra um excesso grosseiro de álcali livre no ponto que você provou. Não consegue mostrar um excesso pequeno, uma quantidade, nem nada sobre o resto da barra. É subjetivo e dá alarmes falsos: compostos dos óleos de canela, cravo, gaultéria e mostarda e do gengibre ativam o TRPA1, um dos receptores por trás da sensação de queimação, então uma barra perfumada com eles pode arder por motivos que nada têm a ver com a soda.

Quando testar

Teste depois que a reação acabou. Nos estudos de Dunn, com o sabão mantido aquecido nas primeiras quatro horas, a maior parte da saponificação terminou em 24 horas, e Faiola, citando o trabalho dele, calcula o que acontece nas semanas seguintes em 3 % da reação ou menos. Uma barra testada no primeiro dia ainda está terminando de reagir, então dê a ela dois ou três dias antes de julgá-la, como aconselha a Classic Bells.

A cura não deixa o sabão neutro: nos experimentos de armazenamento de Dunn, as barras guardadas fechadas ou ao ar ficaram acima de pH 9, e as semanas de cura servem sobretudo para a água sair da barra, como explica o guia de cura. A cura deixa, sim, um pequeno excesso de soda livre se desfazer. No sabão de palma com pouca água de Dunn, o álcali livre no fundo da barra caiu de 4,9 para 0,9 partes por mil em 60 dias. Então uma barra nova que dá fortemente alcalina vale um novo teste em algumas semanas, como sugere a Classic Bells. Bolsões de soda e erros grosseiros de pesagem são outra história.

Se um lote tiver excesso de soda

Os sinais são tão frequentemente físicos quanto químicos: líquido transparente em bolsões ou minando da barra, cristais brancos e arenosos, uma camada dura, calcária ou esfarelenta debaixo de uma oleosa, um magenta instantâneo com a fenolftaleína, ou uma solução a 1 % que marca 12 ou mais. Primeiro confira as causas prováveis na própria receita, porque são elas que decidem a correção: hidróxido de sódio pesado a partir de um número de hidróxido de potássio (veja o guia de NaOH e KOH), a pureza errada, uma balança lida errado ou um óleo esquecido na pesagem.

Uma barra firme com bolsões de líquido não é candidata a resgate. A soda nos bolsões está concentrada e espalhada de forma desigual, e o conselho de Faiola é descartar o lote: de luvas, deixe o sabão endurecer o quanto der, ensaque bem e jogue no lixo doméstico, seguindo as regras locais. (A massa que se separa enquanto ainda está mole às vezes pode ser cozida até se juntar de novo, como no processo a quente; o guia de problemas trata disso.)

Um lote com excesso uniforme de soda, por um erro de pesagem que você consegue pôr em números, pode ser refundido com óleo extra para a soda livre reagir. A calculadora faz a conta. Informe os óleos que você de fato usou, em gramas, defina o superfat que quer e depois acrescente uma linha de óleo e aumente-a até o hidróxido de sódio da calculadora igualar o que você realmente pesou. Suponha que 1000 g da barra de 40 % de azeite, 30 % de coco e 30 % de palma tenham sido feitos com 160 g de hidróxido de sódio em vez de 144,1 g: o sabão está com um superfat de −5,5 %. Acrescentar 123,4 g de azeite de oliva na refundição leva o número da calculadora, com 5 %, a 160,0 g, então esse é o óleo de que o resgate precisa; 61,3 g só levariam o superfat a zero.

O óleo precisa reagir, então o sabão ralado e o óleo são aquecidos juntos com um pouco de água e cozidos até o fim, como no processo a quente, e depois vão para a forma, descansam alguns dias e são testados de novo. O guia de refundição trata do método. Se você não sabe dizer quanta soda entrou, não há de onde calcular: um laboratório pode medir o álcali livre pelo método ISO e, fora isso, o melhor é descartar o lote.