手工皂的 pH 值：多少算正常，以及如何檢測游離鹼

皂是脂肪酸與強鹼形成的鹽，而這類鹽溶於水中都會讓水呈鹼性。所以一塊做得好的皂，測起來從來不會是中性的，光是 pH 值高也證明不了什麼。你真正想知道的，是皂塊裡有沒有游離鹼，也就是沒有找到油脂可以反應的氫氧化鈉。本指南說明正常的讀數是多少、為什麼 pH 值不適合用來衡量游離鹼，以及各種常見的居家測試能告訴你什麼、不能告訴你什麼。

為什麼真正的皂都是鹼性的

皂分子就是脂肪酸的酸性氫被鈉取代（軟皂中則是被鉀取代）。脂肪酸是弱酸，氫氧化鈉是強鹼，所以在水中，有一小部分的皂會從水中取回一個氫，重新變回脂肪酸，留下一個氫氧根離子。這個氫氧根就是皂水呈鹼性的原因，即使是一點游離鹼都沒有的完美皂塊，也同樣存在。

鹼性有多強取決於脂肪酸。較長的碳鏈在水中會緊密聚集，聚集在一起時會把那個氫抓得更牢，所以它們的皂更容易從水中取回氫，讀數也比較高；鏈上每多一個雙鍵，讀數就會稍微降低。這些差異並不小。

Kevin Dunn 於2015年發表的數據，為不含游離鹼的純皂1%溶液，依據 Kanicky 與 Shah 對脂肪酸 pKa 的測量。

晾好的皂塊讀數比這些純皂略低，大多介於9到10之間。Tarun 等人把64款沐浴皂配成1%溶液測試，其中53款的讀數介於9.01到10。Dunn 自己做的冷製皂隨著時間推移讀數逐漸下降，即使密封在袋子裡也一樣：橄欖油皂從11.4降到10.3，棕櫚油皂從10.3降到10.2，椰子油皂從10.1降到9.9，蓖麻油皂則維持在9.5。所以，做得好的皂塊讀數預期約為 pH 9到10，主要用橄欖油或其他長鏈油脂做的皂，則會落在這個範圍的高端或稍高一點。市售皂的差異更大：在 Mendes 等人於巴西所做的調查中，大多數兒童皂的讀數高於10，最高到11.55，抗菌皂則為10.28到11.34。皮膚本身的表面約為 pH 5.5。

為什麼皂無法做成 pH 中性

要把皂降到 pH 7，你必須把大部分的皂變回脂肪酸，而脂肪酸已經無法像皂一樣溶解或起泡。Dunn 對完成的冷製皂試過比較溫和的方法，把皂塊放在二氧化碳中，以及放在醋的上方保存。醋的效果最大，但也只把橄欖油皂降到9.9、蓖麻油皂降到8.8。他的結論是，冷製皂的 pH 值非常難以改變。

標榜 pH 平衡或 pH 5.5的皂塊，是合成清潔皂（syndet），也就是以 Sodium Cocoyl Isethionate 等合成清潔劑製成的產品；在 Mendes 的研究中，一款合成清潔皂的讀數是5.81，液態合成清潔劑則為5.30到7.36。依照美國法規（21 CFR 701.20），它們不算「soap」（肥皂），這個詞保留給主體與清潔作用都來自脂肪酸鹼金屬鹽的產品。如果你想要低 pH 的皂塊，合成清潔皂計算器可以幫你設計一款；冷製皂做不到。

pH 值高不等於有游離鹼

皂的標準用它們自己的方式說明了這一點：它們限制的是游離鹼，而不是 pH 值。例如東非的香皂標準規定，以 ISO 456測定、以氫氧化鈉計的游離苛性鹼最多0.1%，以 ISO 684測定、以氧化鈉計的總游離鹼最多0.2%，完全沒有 pH 值的要求。

原因在於，pH 值對真正要緊的那些量反應很弱。Classic Bells 根據 Dunn 的書估計，1‰的鹼過量會讓皂的 pH 值升高約0.3，5‰的大量過量則升高約0.7。對照上面的表格：一塊完美的橄欖油皂，讀數比完美的蓖麻油皂高1.5個單位。一塊含有些許游離鹼、富含蓖麻油的皂，讀數可能比一塊無瑕的卡斯提亞皂還低。

超脂對讀數的影響也很小。游離的油只是和皂並存，不會中和任何東西；決定皂的 pH 值的，是構成皂的脂肪酸。此外，皂塊表面可能形成的白色皂粉（soda ash）是碳酸鈉，本身就是鹼性的（ISO 684把它算進總游離鹼），所以任何測試都應該在新切開的切面上進行。

只有一種讀數本身就有意義。Dunn 的表中沒有任何純皂達到12，所以1%溶液的讀數若達到12或以上，就代表含有游離鹼。Watson 對試紙的原則也一致：高於12，就不要使用這塊皂，不要徒手拿它，並把它重製或丟掉。

正確測量 pH 值

如果你要測 pH 值，就要用能互相比較的方式來測：

1. 配製1%溶液。從皂塊內部削下1 g 皂，溶於99 g 煮沸後放涼的蒸餾水中。煮沸能趕走二氧化碳，否則它會拉低讀數；標準的實驗室指引 ASTM D1172，也是基於同樣的理由，使用剛煮沸的水並固定溫度。
2. 讓它完全溶解。Tarun 的團隊在測量前把溶液靜置24小時。
3. 可以的話使用 pH 計。每次測量前用 pH 7和 pH 10的緩衝溶液校正，並在室溫下測量。
4. 同類相比。讀數最有意義的時候，是和同一配方、確定沒問題、以同樣方式測試的皂塊並列比較時。

試紙是比較粗略的工具。根據 Watson 的說法，試紙的範圍至少要涵蓋7到11，所以泳池、水族箱和唾液用的試紙都不適用。Classic Bells 指出，便宜的試紙常把皂的讀數測低2到3個單位，即使是好的試紙，解析度也只有半個單位。試紙能抓出嚴重鹼量過多的皂塊，卻分不出溫和的皂和稍微鹼量過多的皂。

酚酞測試

酚酞是一種酸鹼指示劑：在酸性和中性溶液中無色，當 pH 值從8.2升到約9.8時轉為粉紅色。皂友通常備有1%的酚酞酒精溶液，滴一滴在皂塊新切開的切面上。

因為做得好的皂溶液約在 pH 9到10，高於指示劑開始變色的點，所以即使沒有游離鹼，滴在濕潤皂塊上的酚酞也常會變成淡粉紅色，尤其是還含有大量水分的新皂。真正該擔心的是立刻出現鮮豔的洋紅色，尤其是只出現在斑點或條紋上的洋紅色：那就是游離鹼，或鹼水囊的樣子。

新切面上的酚酞。慢慢浮現的淡粉紅色，在做得好的皂上也會出現；立刻出現的鮮豔洋紅色則值得進一步調查。

實驗室換一種溶劑，就能得到更明確的答案。皂溶在酒精而不是水中時，幾乎不會再分解成脂肪酸和氫氧根，所以指示劑只會對游離鹼起反應。標準方法就是這樣做的：ISO 456把皂溶在中和過的乙醇中，再用酸滴定游離苛性鹼。Dunn 在研究中也用了同樣的原理，結果他大多數晾好的皂塊完全不含游離鹼，只有微量的游離脂肪酸。

在皂塊上，滴液測試無法告訴你游離鹼有多少，分不出氫氧化物和碳酸鹽，對刀子沒有切到的鹼水囊也一無所知。皂本身的濃烈顏色可能掩蓋它。而且在強鹼性條件下，指示劑會轉變成無色的型態，粉紅色會慢慢褪去，這是化學系學生在課堂上計時觀察的反應，所以要立刻判讀顏色。

舌頭測試

舌頭測試（zap test）是用感覺檢查游離鹼的老方法：把指尖沾濕，在皂塊上摩擦，再用指尖碰舌頭。游離鹼會立刻帶來尖銳的刺痛，常被比喻成舔到電池，與皂一般的苦味很不一樣。我們不建議這麼做，Watson 也不建議，她把嚐皂稱為「做皂人版的俄羅斯輪盤」。

它最多只能顯示你取樣的那一點有嚴重過量的游離鹼。它無法顯示少量的過量、過量多少，也無法告訴你皂塊其他部分的情況。它很主觀，還會誤報：肉桂、丁香、冬青和芥末精油以及薑中的化合物，會啟動 TRPA1 這個與灼熱感有關的受體之一，所以用這些香料加香的皂塊，可能因為與鹼毫無關係的原因而刺痛。

什麼時候測試

等反應結束再測試。在 Dunn 的研究中，皂在最初四小時保溫，大部分皂化在24小時內就完成了；Faiola 引用他的研究，指出之後幾週內發生的反應只佔3%或更少。在第一天就測試的皂塊，反應還在進行，所以如 Classic Bells 建議的，等兩三天再判斷。

晾皂並不會讓皂變成中性：在 Dunn 的存放實驗中，密封或暴露在空氣中的皂塊都維持在 pH 9以上，而晾皂的那幾週主要是讓水分離開皂塊，晾皂指南有說明。不過，晾皂確實能讓少量過剩的游離鹼逐漸消退。在 Dunn 的減水棕櫚油皂中，皂塊底部的游離鹼在60天內從4.9‰降到0.9‰。所以，測起來鹼性很強的新皂，值得如 Classic Bells 建議的，在幾週後再測一次。鹼水囊和嚴重的秤量錯誤則是另一回事。

如果一批皂鹼量過多

跡象常常是物理上的，不只是化學上的：囊袋中或從皂塊滲出的透明液體、白色顆粒狀結晶、油層下方堅硬、粉筆狀或易碎的一層、酚酞立刻變成洋紅色，或1%溶液的讀數達到12或以上。先檢查配方本身可能的原因，因為原因決定修正方法：照著氫氧化鉀的數字秤了氫氧化鈉（見NaOH 與 KOH 指南）、純度不對、看錯電子秤，或秤量時漏了一種油。

已經凝固、內部有液體囊袋的皂塊，不值得救援。囊袋裡的鹼濃度很高且分布不均，Faiola 的建議是丟棄整批：戴上手套，讓皂盡可能變硬，裝袋封好，依照當地規定當作家庭垃圾丟棄。（還軟的時候就油水分離的皂液，有時可以用熱製法熬煮回來；問題排解指南有說明。）

整批均勻鹼量過多、而且秤量錯誤可以用數字說清楚的皂，可以加入額外的油重製，讓游離鹼與之反應。計算交給計算器。以公克輸入你實際使用的油脂，設定你想要的超脂，然後新增一列油，逐步增加，直到計算器算出的氫氧化鈉等於你實際秤的量。假設這款40%橄欖油、30%椰子油、30%棕櫚油的皂，以1000 g 製作，卻用了160 g 氫氧化鈉而不是144.1 g：這塊皂的超脂是−5.5%。重製時加入123.4 g 橄欖油，計算器在超脂5%時的數字就會升到160.0 g，所以這就是救援所需的油量；61.3 g 只能讓超脂回到零。

油必須起反應，所以要把刨成絲的皂和油加少量水一起加熱，像熱製法一樣徹底熬煮，然後入模、靜置幾天，再測試一次。重製皂指南說明了做法。如果你說不出加了多少鹼，就沒有計算的依據：實驗室可以用 ISO 方法測定游離鹼，否則最好把這批皂丟掉。