El pH de las emulsiones, pHmetros

Como decíamos, 2 son principalmente los productos para los que necesitamos saber el pH en la cosmética casera, vimos en el artículo anterior como determinar de manera bastante exacta, un procedimiento para comprobar el pH de jabones y queríamos ahora hacer algo parecido con las emulsiones.

ph piel rangoComo quiera que nosotros necesitamos un medio con valores neutros para la piel, que se sitúan entorno al 5,5 pH  y que el rango nos viene dado por arriba por la inactivación de conservantes en el 6 pH y por la irritabilidad de la piel, según individuos,  frente a emulsiones con pH demasiado ácido.

phmetro1Desgraciadamente también vimos como la determinación del pH mediante tiras de papel indicador (o líquidos indicadores), era un procedimiento que nos daba poca fiabilidad al comparar con patrones de color en el caso del jabón y que sería muy arriesgado en el tema de las emulsiones, todavía más porque  podrían incluirse principios en nuestros preparados que pudieran alterar, blanquear o elevar el tono, la tinción de la tira.Es casi obligatorio pues, el uso del método potenciométrico, es decir, el uso de  pHmetros y vamos a hablar sobre ellos.

He leído en foros como mediante un pHmetro de resolución 0,5 pH y precisión 0,5 pH se pretende dar por buenas emulsiones que pudieran irse pues, hasta  una unidad pH. No quería que algo intuitivo como es una apreciación personal pudiera influir en la determinación de la elección de un pHmetro y por eso hemos solicitado la ayuda de determinadas personas con la titulación y los conocimientos necesarios (químicos/as ingeniero, técnicos/as de laboratorio,… ) para contestarnos a las siguientes dudas:

¿sirve cualquier pHmetro para medir el pH de nuestras cremas?

¿existe un procedimiento para poder emplear pHmetros económicos?

¿cuál es el pHmetro que recomendarían tanto para el tema del jabón (líquidos «corrientes») como para emulsiones?

Antes de ver estas respuestas, tenemos que dar un pequeño resumen que nos conteste a la pregunta: ¿Qué es un pHmetro y como funciona?

Un pHmetro es una aparato que mide electricidad o lo que es lo mismo cargas eléctricas. Lo que hace es medir la diferencia de cargas que dan los protones  de una solución conocida, llamada de referencia y la carga que presenta una muestra a medir. Como imaginaréis se trata de milivoltios y hay que tener una circuitería muy sensible para medirla, esos valores recogidos, son tratados por integrados que hacen que se muestre en la pantalla o display, un número que nos indicará el valor de pH.

electrodo1

electrodo combinadoEsa diferencia se recoge en el corazón del pHmetro que es el electrodo y que en realidad como deducimos del párrafo anterior son 2, uno para la referencia y otro para la muestra. Ya se que estarás pensando que todos los que has visto tienen un sólo electrodo, es falso, si te fijas verás que lo que ha hecho la industria para abaratar costes y también para que sea más fácil su uso, es introducir uno dentro de otro y  así con el mismo conector pasan los dos cablecitos. En el interior del de referencia se encuentra un electrolito que es totalmente insensible al medio y está en contacto mediante un microporo cerámico en la cápsula de vidrio redonda (esto es lo general pero luego no será lo que nostros/as necesitamos) pues pueden haber de 3 poros o bien a travbncés de una membrana con fibra microporosa.

La unión del electrodo y la cicuitería se realiza por medio de un conector que puede ser de rosca, DIN, o últimamente por BNC como el de la fotografía.

 

Laboratory pH meter / bench-top

El cuerpo principal del pHmetro, donde está la electrónica puede ser más o menos complejo y podrá tener 1, 2 ó 3 puntos de calibración, corrección manual o automática de temperatura (CAT), podrá determinar décimas, centésimas o milésimas de unidades pH según su resolución y precisión, podrá ser portátil  o de sobremesa, con cable o bluetooth, con conexión o no  a PC, móvil, tablet…con memoria interna y salvado automático de valores, con indicador de estabilidad,… por supuesto cuanto más completo sea más caro será. Las cuatro recomendaciones que nos sugieren desde los cuatro laboratorios consultados tuvieron como única condición que dado que la exactitud no requería de valores extremadamente precisos, recomendaran aquellos pHmetros que ajustándose a los requerimientos fueran los más económicos.

peligro¿Qué recomendaciones  hay que tener en cuenta en el uso de los pHmetros? Por supuesto un uso apropiado de acorde con el electrodo utilizado, no usarlo con altas temperaturas, ni con álcalis superiores a 12 (¡ojo con medir el pH del habón que hice ayer¡), limpiar el electrodo con soluciones adecuadas y no utilizar en ningún caso papel para secar, pues la membrana del electrodo tiene 10 micras de espesor y la podemos estropear, guardar el electrodo siempre húmedo con una solución adecuada y nunca con agua desionizada y por supuesto efectuar una calibración de manera periódica o cuando necesitemos una fiabilidad grande. Vamos a ampliar este último punto y lo vamos a ver con un pequeño vídeo donde vemos lo sencillo que es calibrar y el porqué de la calibración a 2 puntos:

Bueno, ya tenemos una visión esquemática de los phmetros y vamos pues a las preguntas en cuestión:

en cuanto a la primera pregunta ¿sirve cualquier pHmetro para medir el pH de nuestras cremas? la respuesta ha sido unánime por parte de los cuatro laboratorios consultados, un NO contundente. La explicación nos la ha dado el ingeniero químico Javier Aramburuzabala en el curso «La medida del pH, teoría y práctica«que ha impartido ayer mismo  y al que le agradezco públicamente que comparta sus conocimientos para que nosotros/as nos podamos aprovechar. D. Javier expone: «Hay determinadas situaciones en las que es necesario un electrodo especial, los casos concretos son:

  • Temperatura baja < 10ºC
  • Temperatura alta >60ºC
  • Soluciones muy alcalinas > 12 pH
  • Concentración extrema de iones: – Elevada o poca fuerza iónica
  • Suspensiones y emulsiones de alta viscosidad

Como veis nuestras cremas presentan 2, quizás 3, circunstancias que nos impiden el uso de un electrodo cualquiera: La elevada fuerza iónica y la alta viscosidad. No sé a que temperatura enfriamos las emulsiones en la fase final pero sobre los 10ºC andará.

De los electrodos y los pHmetros que necesitamos nos informan en la tercera pregunta y la veremos en el siguiente artículo.

A la 2ª pregunta ¿existe un procedimiento para poder usar pHmetros más económicos? no ha habido respuesta fiable, cuando ampliaba el correo con una relación de productos más comúnmente utilizados en nuestras emulsiones, se desconocía procedimiento alguno.

IPCSEl Dr por la universidad de Long Island,  Almas Barbar y Professor of Industrial Pharmacy and Cosmetic Sciences habla de diluir al 50% la emulsión utilizando un pHmetro calibrado con electrodo apropiado, siempre que la emulsión sea O/W. O sea que utilicemos el que toca, porque diluir al 50% no nos serviría de nada.

Ningún otro laboratorio de entre los 4 concretan nada que pudiera poner en peligro (rotura, obturación, daño en la monocapa,..) los electrodos de vidrio más comunes y por tanto más económicos. Hay que tener en cuenta que más vale un electrodo bueno y una circuitería sencilla que al revés.

Algo como provocar el desfase de la emulsión y tras decantación (no filtración), medir el pH de la fase acuosa, se mencionó tan de pasada que no hubo oportunidad de profundizar y caso de que fuera válido no se podría emplear siempre, pues a veces incluimos principios activos que no son baratos y son  incorporados con cuentagotas en nuestras cremas…como para ir provocando desfases.

En el próximo artículo (ya en imprenta) veremos las recomendaciones que nos hacen los técnicos de 4 laboratorios:  Hanna, Milwaukee, PCE-instruments y LabProcess para contestar a la 3ª pregunta: ¿cuál es el pHmetro que recomendarían tanto para el tema del jabón (líquidos «corrientes») como para emulsiones?

 

 

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