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ZH-TW
KOH

氫氧化鉀

氫氧化鉀是製作液體皂、軟皂和皂霜的鹼,也用於雙鹼配方(氫氧化鈉與氫氧化鉀並用)中鉀的部分。它以片狀販售,純度通常約為90%,所以必須在計算器中設定純度,而它的腐蝕性和氫氧化鈉完全一樣。

用鹼量計算器算出用量

Danger (GHS05, GHS07)
  • H302 Harmful if swallowed
  • H314 Causes severe skin burns and eye damage

Harmonised classification in Annex VI of Regulation (EC) No 1272/2008 (CLP), index number 019-002-00-8: Acute Tox. 4 and Skin Corr. 1A, which applies to any solution of 5 % or more. Some suppliers also label it H290, may be corrosive to metals, in the ECHA C&L Inventory.

識別資訊

Potassium Hydroxide

化學式
KOH
CAS
1310-58-3
EC
215-181-3
別名
caustic potash, potash, KOH, E 525

指南

性質與軟皂的成因

氫氧化鉀(KOH),又稱苛性鉀,是一種白色固體,NIOSH 描述它為塊狀、棒狀、片狀、條狀或丸狀;製皂者買的是片狀。它皂化油脂的方式和氫氧化鈉完全相同。皂化價本身就是用它來定義的,即每公克油脂所需的氫氧化鉀毫克數(AOCS Cd 3-25),所以氫氧化鉀配方在計入純度之前,不需要任何換算。

改變的是皂。在 McBain 和 Sierichs 的經典測量中,月桂酸鉀、肉豆蔻酸鉀和油酸鉀,以及椰子油混合脂肪酸的鉀皂,在室溫下全都溶解,而飽和脂肪酸的鈉皂則需要加熱。所以用氫氧化鉀皂化的椰子油和橄欖油,會維持半透明的皂膏狀,稀釋後就是可以倒出來的皂;Thomssen 1922年的手冊甚至把液體皂定義為溶於水的鉀皂,僅此而已。棕櫚酸和硬脂酸的鉀皂是例外:它們在皂冷卻時會結晶,讓液體皂變混濁,而硬脂酸鉀是刮鬍皂和皂霜的骨幹。

舊書也用「potash」一詞指碳酸鉀:Simmons 和 Appleton 就把珍珠灰(pearl ash)稱為不純的 carbonate of potash,也就是碳酸鉀。碳酸鹽無法皂化中性油脂,所以製皂需要的是氫氧化物。

形態與純度

氫氧化鉀從來不是以純品販售的。OECD 的評估指出,工業用固體約含91%的 KOH 和約8%的水。歐盟食品添加物 E 525 只需含85.0%的氫氧化鉀,碳酸鉀可高達3.5%;試藥級丸狀品保證至少85%,碳酸鹽不超過2%。其餘的重量大多是水,另有一些碳酸鹽。

計算器假設純度為90%,因為一般的片狀氫氧化鉀就落在這個水準。它的說明給出85到95%的範圍,並請你查看標籤;如果你把純度設為99.5%以上,它會發出警告。它把所需的純氫氧化鉀量除以純度,所以需要100.0 g純氫氧化鉀的配方,要秤111.1 g的90%鹼片。

純度設錯,影響最大的是液體皂,因為它的超脂接近零。以我們超脂3.5%的液體皂為例。實際純度95%的鹼片若輸入為90%,會多給5.6%的氫氧化物,把超脂拉到約−1.9%:皂膏裡含有游離鹼。實際純度85%的鹼片若輸入為90%,則會少給5.6%,超脂約為8.9%,游離油脂遠超過透明皂能容納的量,所以會變混濁。把90%的鹼片輸入為100%,皂膏的鹼就少了十分之一。在雙鹼皂塊中,誤差會被鈉的部分稀釋,但仍然會改變超脂。

設定方法:在「鹼」區塊選擇氫氧化鉀或雙鹼,再把標籤或證明書上的數字填入「KOH 純度」。如果沒有數字,或者那罐已經開封一段時間,就用 NaOH 與 KOH 指南中的檸檬酸滴定法測量。計算器以秤得的鹼片重量計算水量,不會扣除鹼片裡所含的水,所以你調出的鹼水,KOH 濃度會比螢幕上的數字略低。

溶鹼

氫氧化鈉的每一條規則都適用。把鹼片慢慢加入冷水,絕不能把水倒進鹼片,氫氧化鉀的化學品安全卡還用全大寫字母寫明這一點。戴上護目鏡和手套,拉下袖子,在空氣流通的地方操作,並使用聚丙烯或不鏽鋼量杯:氫氧化鉀會腐蝕鋁、錫、鉛和鋅,同時釋出氫氣。

兩者之中,它的反應比較激烈。純氫氧化鉀溶解時每莫耳放熱57.61 kJ,氫氧化鈉則是44.51 kJ(CRC Handbook),所以同樣的皂化能力,放熱約多30%;本身已含一些水的市售鹼片,放熱略少一些。Fisher 描述鹼水會大聲嘶嘶作響,好像在沸騰一樣。液體皂的做法是讓鹼水先冷卻到82 °C(180 °F)以下,再與油脂混合。

它在25 °C時,每100 mL水約可溶解110 g,所以和氫氧化鈉一樣,濃度無法比鹼佔一半高出多少。液體皂的皂膏通常用遠比這稀的鹼水來做:Fisher 的做法是用氫氧化鉀重量三倍的水,也就是25%的鹼水。

液體皂:皂膏與稀釋

液體皂要做兩次。先把油脂和氫氧化鉀攪成像太妃糖一樣硬的皂膏,加熱煮到舀一匙放進滾水中能溶成澄清為止;然後秤皂膏的重量,按重量稀釋。它的 Trace 和皂塊不同:皂液會變稠、分離,然後再恢復,有時反覆好幾次,最後才凝固。椰子油比例高的鉀皂在皂化時會膨脹,所以鍋子要能裝下整批的四到五倍。

液體皂的超脂通常是0到3%,因為游離油脂不會溶在裡面,會呈現霧狀。我們的配方用3.5%,讓實際皂化價的差異不至於把它推向游離鹼,這段餘裕也讓用硼砂或檸檬酸「中和」變得沒有必要。何況硼砂在歐盟和大不列顛本來就禁止用於化粧品。

稀釋計算器把油脂加上純氫氧化鉀算作皂,因為皂化遵守質量守恆,皂膏中其他的一切都算作水。按壓瓶適合皂含量15到25%的液體皂。用熱的蒸餾水稀釋,放一夜之後才考慮再加水,而且只稀釋近期會用的量:皂膏可以保存,稀釋後的皂則大部分是水,需要乾淨的瓶子,如果要販售,還需要在 pH 9到10仍然有效的防腐劑。液體皂指南有完整做法。

雙鹼皂

雙鹼配方是用氫氧化鉀完成一部分皂化,其餘用氫氧化鈉。計算器中的 KOH 比例是皂化的比例,不是重量的比例;由於氫氧化鉀分子較重,販售的純度也較低,它佔重量的比例總是比較大。我們的刮鬍皂 KOH 比例為40%,500 g油脂需要43.7 g氫氧化鈉和45.4 g的90%氫氧化鉀:負責五分之二的工作,卻佔你所秤鹼重的51%。

比例決定皂的性格。Thomssen 1922年的刮鬍皂約有25到45%的皂化由鉀鹼完成,而我們的硬脂酸刮鬍皂提高到50%,讓濕刷子能很快沾滿皂。Fisher 的基本皂霜換算下來約四分之三是鉀,Grosso 的在使用90%鹼片時約為89%;比例越高,皂霜就越能保持柔軟。使用預製鹼水時,鹼水裡溶的是氫氧化鈉,氫氧化鉀則以乾的形式秤量。刮鬍皂和皂霜指南會深入說明比例。

安全與急救

依據歐盟調和分類(CLP 附件六,索引編號019-002-00-8),氫氧化鉀屬於第1A級皮膚腐蝕性物質,H314「造成嚴重皮膚灼傷和眼睛損傷」,也屬於吞食有害,H302,標示腐蝕性和驚嘆號圖示以及警示語「危險」。和氫氧化鈉一樣,濃度5%以上的任何溶液都屬於第1A級。向 ECHA 通報的公司中,約五分之一另外加註 H290「可能腐蝕金屬」,而 NIOSH 設定的職場上限和氫氧化鈉相同,每立方公尺空氣2 mg。

軟皂很溫和,做軟皂的鹼卻不溫和。從秤量到皂膏煮好為止,都要戴和處理氫氧化鈉時一樣的護目鏡和手套,並拉下袖子。沾到皮膚時,依化學品安全卡的說明,用大量流動的水沖洗至少15分鐘;如果不只是一小點,依 NHS 對化學灼傷的建議,最多沖洗一小時。進到眼睛時,立刻沖洗至少30分鐘,這是 ATSDR 針對氫氧化鈉給出的時間,同時請旁人求救。不要用醋,理由見氫氧化鈉頁面。如果誤吞,先漱口,不要催吐,然後求救:在英國撥999或 NHS 111,在美國撥 Poison Control(毒物控制中心)1-800-222-1222。

保存與碳酸化

氫氧化鉀具有潮解性:它能從空氣中吸收足夠的水分,進而溶解在其中(OECD),也很容易吸收二氧化碳。NIOSH 指出,它在吸收這兩者時會發熱。開著放的鹼片會變黏,接著結塊,每一步都讓每公克中的氫氧化物變少。二氧化碳會把其中一部分變成碳酸鉀,而碳酸鉀不具皂化作用;即使是全新的食品級原料,也可能含有3.5%的碳酸鉀。

依化學品安全卡的要求,保存在原本密閉良好的容器中,保持乾燥,與食品、強酸和金屬分開,貼好標籤,放在兒童拿不到的地方,並與氫氧化鈉分開存放,以免兩者混淆。秤完就立刻蓋上罐子。黏在一起或看起來濕濕的鹼片,已經變質了;在拿它來做配方之前,先測量純度,或者換新的。

購買與法規

向製皂材料或化學品供應商購買標示為氫氧化鉀、並註明純度的鹼片。它以危險物品運送:UN 1813,第8類,包裝類別 II。

在歐盟,CLP 標籤上有腐蝕性和驚嘆號圖示、「危險」字樣、H302和H314,賣給一般大眾的包裝需要兒童安全扣蓋和觸覺危險警示。在美國,游離氫氧化鉀含量10%以上的家用產品必須標示警示語「POISON」,達到這個濃度的乾式產品也需要兒童安全包裝(16 CFR 1500.129, 1700.14)。在大不列顛,Offensive Weapons Act 2019(攻擊性武器法)把氫氧化鈉列為腐蝕性產品,但沒有列入氫氧化鉀,所以該法的年齡限制和禁止寄送到住家的規定不適用於氫氧化鉀。

灑出與廢棄

乾的鹼片灑出時,依化學品安全卡的建議,戴上手套掃進有蓋的塑膠容器,並立刻用大量清水擦拭該處:留在潮濕檯面上的鹼片會從空氣中吸水,變成一小灘濃鹼水。鹼水用紙巾吸乾,再用水擦拭;等鹼清掉之後,可以和苛性鈉一樣,在硬質表面最後用稀釋的醋擦一遍。剩下的鹼水和不要的鹼片,處理方式和氫氧化鈉相同:貼上標籤留到下一批使用,或送到家庭有害廢棄物回收點,不要倒進水槽。生的皂膏在煮好之前都有腐蝕性,所以清洗工具之前,先把上面的皂膏刮進垃圾桶。

常見錯誤

最常見的錯誤,是用90%的鹼片卻把純度留在100%,結果得到混濁、油膩的皂膏。緊接在後的,是在計算器裡選錯鹼或從錯的罐子裡秤,以及配方根本沒有多餘的鹼,卻習慣性地中和皂膏,這會把皂變回脂肪酸,使它變混濁。按體積稀釋,或按「一份皂膏」來稀釋,卻沒有在煮好之後秤皂膏的重量,做出來的皂濃度不明;用自來水稀釋,則會讓瓶中產生皂垢。

最後一個錯誤,是因為氫氧化鉀做出的皂溫和,就以為它是比較溫和的鹼。它的腐蝕性一樣強,溶解時還更熱。

來源

每個數字背後的引文,以及各來源的說明,都以來源本身的文字保留在英文頁面上:翻譯過的引文無法與原文件核對。

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