ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΚΑΛΛΥΝΤΙΚΑ ΠΡΟΪΟΝΤΑ

Transcript

1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΚΑΛΛΥΝΤΙΚΑ ΠΡΟΪΟΝΤΑ Ορισμός: Σύμφωνα με τη Νομοθεσία της Ευρωπαϊκής Ένωσης, ως Καλλυντικό Προϊόν ορίζεται κάθε ουσία ή παρασκεύασμα που προορίζεται να έρθει σε επαφή με τα εξωτερικά μέρη του ανθρώπινου σώματος ή με τα δόντια και τους βλεννογόνους της στοματικής κοιλότητας με μοναδικό ή κύριο σκοπό: Α) τον Καθαρισμό Β) τον Αρωματισμό Γ) τη Μεταβολή της Εμφάνισης Δ) τη Διόρθωση των σωματικών Οσμών Ε) την Προστασία ΣΤ) τη Διατήρηση του σώματος σε Καλή Κατάσταση Σύμφωνα με τα παραπάνω ορισμένα από τα κύρια χαρακτηριστικά των καλλυντικών προϊόντων είναι τα εξής: 1) Μαλακώνουν την επιδερμίδα. 2) Προστατεύουν από το κρύο, τον άνεμο, τον ήλιο. 3) Βοηθούν στη διατήρηση της οξύτητας του δέρματος. 4) Αναζωογονούν το δέρμα. 5) Προλαμβάνουν τις ρυτίδες. 6) Προλαμβάνουν την χαλάρωση. 7) Καλύπτουν τις ατέλειες του δέρματος. ΜΕΤΡΗΣΗ ph ΣΕ ΠΡΟΪΟΝΤΑ Η ενεργός οξύτητα ενός υλικού εκφράζεται με το ph. Το ph αποτελεί μέτρο της οξύτητας ή της αλκαλικότητας των διαλυμάτων. Το ph είναι ίσο με τον αντίθετο του δεκαδικού λογαρίθμου της συγκέντρωσης των υδρογονοκατιόντων (πρωτονίων) σε ένα διάλυμα. Δηλαδή: 1 Το ph ενός ουδέτερου διαλύματος είναι. 1 Ο συμβολισμός [ ] σημαίνει τη συγκέντρωση του χημικού σώματος που βρίσκεται μέσα στην αγκύλη. 1

2 Αν ένα διάλυμα έχει περισσότερα ελεύθερα Η + από ΟΗ -, λέμε ότι το διάλυμα είναι όξινο και έχει ph μικρότερο του 7 (ph<7). Αν ένα διάλυμα έχει περισσότερα ελεύθερα ΟΗ - από Η +, λέμε ότι το διάλυμα είναι βασικό ή αλκαλικό και έχει ph μεγαλύτερο του 7 (ph>7). Είναι πολύ σημαντικό να γνωρίζουμε το ph ενός καλλυντικού προϊόντος: Ανάλογα με την περιοχή που πρόκειται να εφαρμοστεί ένα καλλυντικό προϊόν πρέπει να έχει την κατάλληλη τιμή ph προκειμένου να είναι συμβατό και να μην προκαλέσει ερεθισμούς και ανεπιθύμητα αποτελέσματα. Π.χ. τα σαμπουάν πρέπει να έχουν ουδέτερο ph για να μην προκαλούν τσούξιμο σε ενδεχόμενη επαφή με τα μάτια. Επίσης αν μετρήσουμε το ph ενός καλλυντικού προϊόντος και διαπιστώσουμε ότι αυτό είναι μέσα στα επιτρεπτά όρια, μπορούμε να έχουμε μια καλή ένδειξη για τις συνθήκες παρασκευής. Τέλος η τιμή του ph επηρεάζει σημαντικά τη δράση των συντηρητικών. Τα περισσότερα συντηρητικά έχουν τις όξινες ομάδες του καρβοξυλίου ή της φαινόλης: Βενζοϊκό οξύ: ένα καρβοξυλικό οξύ Φαινόλη Αυτού του είδους τα συντηρητικά, ως οξέα, έχουν την ιδιότητα να διίστανται. Εντούτοις η συντηρητική δράση τους ασκείται από την αδιάστατη και όχι από τη διισταμένη μορφή. + H + + H + Αδιάστατη μορφή Διισταμένη μορφή 2

3 Όταν το ph είναι όξινο (δηλαδή υπάρχουν πολλά υδρογονοκατιόντα Η + στο σκεύασμα, τότε η χημική ισορροπία ευνοεί την ύπαρξη της αδιάστατης μορφής και η συντηρητική δράση αυξάνει. ΠΕΧΑΜΕΤΡΟ Η μέτρηση του ph γίνεται με ειδικό όργανο που ονομάζεται πεχάμετρο. Η λειτουργία του πεχαμέτρου βασίζεται στη μέτρηση της διαφοράς δυναμικού (ή αλλιώς τάσης) μεταξύ δύο ηλεκτροδίων: ενός ηλεκτροδίου υάλου και ενός ηλεκτροδίου αναφοράς, τα οποία εμβαπτίζουμε μέσα στο άγνωστο διάλυμα που θέλουμε να πεχαμετρήσουμε. Το ηλεκτρόδιο υάλου αποτελείται από ένα περίβλημα από υάλινη μεμβράνη μέσα στην οποία υπάρχει α) ένα εσωτερικό διάλυμα που έχει σταθερή συγκέντρωση Η + (πρότυπο διάλυμα) και β) ένα εσωτερικό ηλεκτρόδιο αναφοράς (ΠΡΟΣΟΧΗ: άλλο το εσωτερικό ηλεκτρόδιο αναφοράς που αποτελεί τμήμα του ηλεκτροδίου υάλου και άλλο το ηλεκτρόδιο αναφοράς που αναφέραμε νωρίτερα). Η υάλινη μεμβράνη είναι ειδική ώστε να παρουσιάζει εκλεκτικότητα στα υδρογονοκατιόντα Η +. Εσωτερικό Ηλεκτρόδιο Αναφοράς Εσωτερικό Διάλυμα Υάλινη Μεμβράνη Άγνωστο Διάλυμα Ηλεκτρόδιο Αναφοράς Ε Α=0 Ε Μ Ε Α=0 Επειδή τα δυναμικά των ηλεκτροδίων αναφοράς θεωρούνται ίσα με το μηδέν ισχύει ότι η διαφορά δυναμικού που μετράμε είναι ίση με τη διαφορά δυναμικού εκατέρωθεν της υάλινης μεμβράνης, η 3

4 οποία εξαρτάται από τη διαφορά της συγκέντρωσης Η + μεταξύ του εσωτερικού και του άγνωστου διαλύματος σύμφωνα με την εξίσωση Nernst: Ε : η διαφορά δυναμικού που μετράμε R : η παγκόσμια σταθερά των αερίων Τ : η απόλυτη θερμοκρασία F : η σταθερά Faraday n : το φορτίο Αντικαθιστώντας τις σταθερές, καταλήγουμε στη σχέση: Και εάν στο εσωτερικό διάλυμα (πρότυπο) ισχύει [Η + ] εσωτ =1Μ και άρα ph εσωτ =0, έχουμε Έτσι μετρώντας τη διαφορά δυναμικού Ε, μπορούμε να βρούμε την τιμή του ph. Μάλιστα η κλίμακα του πεχαμέτρου συνήθως είναι βαθμονομημένη έτσι ώστε να δίνει απευθείας τιμές ph. ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΑ ΑΝΑΦΟΡΑΣ Τα ηλεκτρόδια αναφοράς είναι ηλεκτρόδια, των οποίων το δυναμικό είναι γνωστό (και άρα σταθερό) ή αυθαίρετα μπορεί να θεωρηθεί ίσο με το μηδέν. Όταν μετρούμε τη διαφορά δυναμικού μεταξύ ενός ηλεκτροδίου αναφοράς και ενός άλλου ηλεκτροδίου που εμβαπτίζονται σε ένα διάλυμα, αφού γνωρίζουμε το δυναμικό του ηλεκτροδίου αναφοράς, μπορούμε να υπολογίσουμε το δυναμικό του άλλου ηλεκτροδίου. Τα ηλεκτρόδια αναφοράς συνήθως αποτελούνται από ένα μέταλλο (πχ. Hg) που βρίσκεται σε επαφή με ένα δυσδιάλυτο άλας του ίδιου μετάλλου (πχ. Hg 2 Cl 2 = καλομέλας) και με ένα διάλυμα που έχει το ίδιο ανιόν με το δυσδιάλυτο άλας (πχ. KCl). Η παρουσία του δυσδιάλυτου άλατος έχει σαν αποτέλεσμα το δυναμικό του ηλεκτροδίου να εξαρτάται μόνο από τη συγκέντρωση του ανιόντος στο διάλυμα και άρα να είναι γνωστό. Δύο συχνά χρησιμοποιούμενα ηλεκτρόδια αναφοράς είναι το ηλεκτρόδιο καλομέλανος, που συμβολίζεται Hg Hg 2 Cl 2, KCl 4

5 Και το ηλεκτρόδιο αργύρου χλωριούχου αργύρου, που συμβολίζεται Ag AgCl, KCl ΗΛΕΚΤΡΟΔΙΟ ΥΑΛΟΥ Το ηλεκτρόδιο υάλου είναι ένα ηλεκτρόδιο μεμβράνης που χρησιμοποιείται συνήθως για τη μέτρηση του ph. Το ηλεκτρόδιο υάλου αποτελείται από ένα περίβλημα από λεπτή γυάλινη μεμβράνη μέσα στην οποία υπάρχει α) ένα εσωτερικό ηλεκτρόδιο αναφοράς και β) ένα εσωτερικό διάλυμα που έχει σταθερή συγκέντρωση Η + (πρότυπο διάλυμα). Η υάλινη μεμβράνη είναι ειδική ώστε να παρουσιάζει εκλεκτικότητα στα υδρογονοκατιόντα Η + (ή σε άλλα κατιόντα ανάλογα με την περίπτωση). Έτσι αν υπάρχει διαφορά στις συγκεντρώσεις (ή πιο σωστά στις ενεργότητες) των Η + μεταξύ των διαλυμάτων από τη μία και από την άλλη μεριά της μεμβράνης, τότε η μεμβράνη εμφανίζει ένα δυναμικό (Ε Μ ) που εξαρτάται από αυτήν ακριβώς τη διαφορά των συγκεντρώσεων Η +. Εσωτερικό Ηλεκτρόδιο Αναφοράς Εσωτερικό Διάλυμα Υάλινη Μεμβράνη Άγνωστο Διάλυμα Ε Α=0 Ε Μ Το δυναμικό αυτό είναι αποτέλεσμα ιονανταλλαγής στις επιφάνειες υάλου διαλυμάτων και ενός δυναμικού διαχύσεως στη μεμβράνη. Ως εσωτερικό ηλεκτρόδιο αναφοράς συνήθως χρησιμοποιείται το ηλεκτρόδιο αργύρου χλωριούχου αργύρου, βυθισμένου σε διάλυμα HCl Ag AgCl, HCl To υδροχλωρικό οξύ HCl έχει το ίδιο ανιόν με τον AgCl και παράλληλα ρυθμίζει και τη συγκέντρωση Η + του εσωτερικού διαλύματος. Το ηλεκτρόδιο υάλου εμβαπτίζεται στο άγνωστο διάλυμα, οπότε η υάλινη μεμβράνη έρχεται σε επαφή εξωτερικά με αυτό. 5

6 Για να κλείσει το κύκλωμα και να μπορέσουμε να μετρήσουμε την τάση, το ηλεκτρόδιο υάλου συνδυάζεται εξωτερικά με κάποιο ηλεκτρόδιο αναφοράς που είναι συνήθως ηλεκτρόδιο καλομέλανος. Επειδή τα δυναμικά των ηλεκτροδίων αναφοράς θεωρούνται ίσα με το μηδέν ισχύει ότι η διαφορά δυναμικού που μετράμε είναι ίση με τη διαφορά δυναμικού εκατέρωθεν της υάλινης μεμβράνης, από την οποία μπορούμε να υπολογίσουμε τη διαφορά των συγκεντρώσεων Η + μεταξύ εσωτερικού και άγνωστου διαλύματος και κατ επέκταση το ph του άγνωστου διαλύματος. 6

7 ΡΥΘΜΙΣΗ ΠΕΧΑΜΕΤΡΟΥ Η ακρίβεια του πεχαμέτρου πρέπει να ελέγχεται πριν από κάθε σειρά μετρήσεων. Ο έλεγχος γίνεται με τη μέτρηση ρυθμιστικού διαλύματος γνωστού ph. Σε περίπτωση που βρεθεί απόκλιση από την αναμενόμενη ένδειξη, προχωρούμε στη ρύθμιση-βαθμονόμηση του πεχαμέτρου. Η βαθμονόμηση του πεχαμέτρου είναι προτιμότερο να γίνεται με δύο διαφορετικά ρυθμιστικά διαλύματα, που τα ph τους να μη διαφέρουν περισσότερο από 4 μονάδες και να καλύπτουν την αναμενόμενη περιοχή τιμών ph στα άγνωστα διαλύματα. Τέσσερα από τα σπουδαιότερα ρυθμιστικά διαλύματα, των οποίων το ph είναι γνωστό με μεγάλη ακρίβεια και τα οποία διατίθενται από τα Εθνικά Γραφεία Προτύπων διαφόρων χωρών είναι τα ακόλουθα (τα ph αναφέρονται στους 25 o C): Πρότυπο διάλυμα: ph Τετραοξαλικό κάλιο.. KHC 2 O 4 H 2 C 2 O 4 2H 2 O 0,05M 1,679 Όξινο φθαλικό κάλιο KHC 8 H 4 O 4 0,05M 4,008 Ρυθμιστικό διάλυμα φωσφορικών KH 2 PO 4 Na 2 HPO 4 0,025M 0,025M 6,865 Βόρακας Na 2 B 4 O. 7 10H 2 O 0,01M 9,180 ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΠΕΧΑΜΕΤΡΟΥ Το ηλεκτρόδιο υάλου πρέπει να φυλάσσεται εμβαπτισμένο σε διάλυμα KCl 0,1Μ για όσο διάστημα είναι εν χρήσει και τουλάχιστον μία ημέρα πριν τις μετρήσεις. Το ηλεκτρόδιο αναφοράς πρέπει να είναι εμβαπτισμένο σε διάλυμα KCl 3Μ, η στάθμη του ηλεκτρολύτη μέσα σε αυτό πρέπει να είναι ορισμένου ύψους και αν είναι κορεσμένο το διάλυμα του KCl να υπάρχει και στερεό KCl σε ύψος 1 cm τουλάχιστον. Στη συσκευασία κάθε πεχαμέτρου υπάρχουν λεπτομερείς οδηγίες για τη φύλαξη, τη συντήρηση και τη χρήση των ηλεκτροδίων ανάλογα και με το κάθε συγκεκριμένο όργανο. ΡΥΘΜΙΣΤΙΚΑ ΔΙΑΛΥΜΑΤΑ Το αίμα μας υπό φυσιολογικές συνθήκες έχει ph περίπου ίσο με 7,4. Σημαντικές αλλαγές στο ph μπορούν να επηρεάσουν τη λειτουργία του οργανισμού και να προκαλέσουν διάφορα προβλήματα. Για να ρυθμίσουμε την τιμή του ph κάποιου προϊόντος χρησιμοποιούμε τα ρυθμιστικά διαλύματα. Ρυθμιστικά Διαλύματα λέγονται τα διαλύματα που έχουν την ικανότητα να διατηρούν το ph τους σχεδόν σταθερό όταν προστίθεται σε αυτά μικρή ποσότητα οξέος ή μικρή ποσότητα βάσης. Τα ρυθμιστικά διαλύματα περιέχουν μεγάλες ποσότητες από ένα ασθενές οξύ και τη συζυγή του βάση ή μεγάλες ποσότητες από μία ασθενή βάση και το συζυγές της οξύ. Τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα ρυθμιστικά διαλύματα περιέχουν άλατα του ανθρακικού, γλυκονικού, βορικού, κιτρικού, φωσφορικού, γαλακτικού και οξικού οξέος. Για να επιλέξουμε το κατάλληλο ρυθμιστικό διάλυμα πρέπει να προσέξουμε ώστε η τιμή pka του οξέος του ρυθμιστικού διαλύματος να είναι κοντινή με την επιθυμητή τιμή του ph. 7

8 Σχετικές Ερωτήσεις Πιστοποίησης: Δώστε τον ορισμό του καλλυντικού προϊόντος, σύμφωνα με την ευρωπαϊκή νομοθεσία Να αναφέρετε τα κύρια χαρακτηριστικά των καλλυντικών προϊόντων Γιατί η τιμή του pη παίζει σπουδαίο ρόλο για τα καλλυντικά προϊόντα; Τι ονομάζουμε ενεργό οξύτητα; Τι είναι το πεχάμετρο; Να αναφέρετε χρήσιμες ουσίες που ρυθμίζουν την τιμή του pη ενός προϊόντος Να περιγράψετε τα ηλεκτρόδια υάλου Τι είναι τα ηλεκτρόδια αναφοράς; Πώς ρυθμίζεται το πεχάμετρο πριν από κάθε σειρά μετρήσεων των δειγμάτων; Πώς συντηρούνται τα ηλεκτρόδια πεχαμέτρου; 8