化妝品中pH值的測定特點|技術參數|運用領域

化妝品中pH值的測定 
pH
化妝品的pH變動很大，其值不僅取決于原料的品種、來源和配方，而且由于存放時微生物的參與、空氣氧化及防腐劑的失效等作用，致使有機物的腐敗而造成pH改變。化妝品的pH過酸或過堿性，不僅影響化妝品功效的正常發揮，還可造成刺激性皮炎、斑疹毛發損傷，故一般對化妝品的pH范圍都有具體限量要求（1）（2）。pH值的測定方法有：pH試紙法，標準色管比色法和電位計測定法。由于化妝品的組分較復雜，其中存在氧化劑、還原劑、具有顏色且混濁，試紙法和比色法測定則產生干擾，準確度差。電位計測定法可排除上述干擾，其精密度和準確度高，一般可準確到0.02 pH單位。較精密的酸度計可達0.001 pH單位。
1 應用范圍
本標準適用于化妝品中pH值的測定。
2 原理
以玻璃電極為指示電極，飽和甘汞電極為參比電極，同時插入被測溶液中組成一個電池。此電池產生的電位差與被測溶液的pH有關，它們之間的關系符合能斯特方程式：
E=E0 +0.059lg[H+] (25℃)E=E0 -0.059 pH
式中E0為常數。
在25℃時，每單位pH相當于59.1mV電位差。即電位差每改變59.1mV，溶液中的pH相應改變1個單位。可儀器上直接讀出pH值。
3 試劑
本方法所用試劑除另有說明外，均為優級純試劑。所用水指不含CO2蒸餾水或具同等純度的去離子水（3）。
3.1 pH=4.00標準緩沖溶液（20℃）：稱取10.120g在105℃烘干2h的苯二甲酸氫鉀（KHC8H4O4）溶于1000ml水中，儲存于塑料瓶中。
3.2 pH=6.88標準緩沖溶液（20℃）（4）：稱取3.390g在105℃烘干2h的磷酸二氫鉀（KH2PO4）和3.530g無水磷酸氫二鈉（Na2HPO4）溶于1000ml水中，儲存于塑料瓶中。
3.3 pH=9.22標準緩沖溶液（20 ℃）（4）：稱取3.810g硼酸鈉（Na2B4O7·10H2O）溶于1000ml水中，儲存于塑料瓶中。上述緩沖溶液通常能穩定兩個月，其pH值隨溫度不同而稍有差異。
4 儀器
4.1精密酸度計或離子活度計（精度≥±0.02pH）。
4.2溫度計（精度±0.2℃）。
4.3玻璃電極，231型（5）。
4.4甘汞電極， 232型（6）。
4.5磁力攪拌器（附有加溫控制功能）。
4.6燒杯，50ml。
5 分析步驟
5.1按說明書調節好儀器。
5.2玻璃電極在使用前應放入純水中浸泡12h以上。
5.3將酸度計的電極浸入25℃與樣品溶液相接近的pH值標準緩沖溶液中，校正酸度計刻度。取下電極，用水沖洗干凈，然后浸泡在水中備用。
5.4溶液狀樣品可直接取樣測定、膏、霜、粉等固體及半固體樣品按lg樣品加9ml純水的比例準確稱取放入50ml燒杯中（7），攪拌5min（必要時可加溫到40±1℃），使樣品混溶均勻（8）。調整液溫至25℃（9），將校正過的酸度計電極用純水沖洗干凈，放入樣品溶液中，攪拌1min，測試兩次，誤差范圍±0.02，取其平均讀數值。測定完畢后，將電極沖洗干凈（10），其中玻璃電極浸在水中備用。

注解
（1）測定pH可以評價和核對企業的產品質量及監督市售產品的質量變化和**性。特別直按用于皮膚和毛發的化妝品。人體皮膚大體上可分為表皮、真皮和皮下組織三部分。表皮的*外層是角質層，由鱗片狀扁平的角細胞組成。其質地堅韌而有彈性，主要起保護作用，還具有防酸和防紫外線輻射等作用。角質層的成分是角蛋白，呈弱酸性（pH5.5～6.2），其吸水性強，與酸堿結合后容易變質。因此，人體用的化妝品和洗滌劑的pH應接近7，或者和皮膚的pH相等，以減少角質層的化學變質。角質易溶于稀堿溶液中。此外，表皮上的皮脂是由皮脂腺分泌而起著保護皮膚的作用，如果使用脫脂力強的強堿性洗滌劑，把不應該洗掉的皮指也洗掉，使表皮組織直接暴露在空氣中，這樣反而會使皮膚干燥致使造成皮膚粗糙和皸裂等后果。毛發的外皮是由紗綻狀的角質化細胞構成，含有色素顆粒體。由于毛發是一種蛋白質結構，毛發的pH為6.0左右，堿性和酸性較強的溶液對它都能起化學反應，特別是遇到堿性物質容易發生變質和脆化，所以洗發用的洗滌劑只應是微酸性或中性的。而燙發、染發劑等對毛發破壞性大的化妝品也應嚴格控制pH及堿含量的上限值。
（2）中華人民共和國有關化妝品GB、QB、ZBY標準的pH范圍、測定方法、標準號資料供參照執行。
（3）制備pH標準溶液和樣品的稀釋水應是去離子水，25℃時電阻率應大于0.5MW ·cm，從混合柱去離子器出口直接接取，或煮沸蒸餾水15min，冷卻，除去二氧化碳，pH升到6.7～7.3的制備水。
（4）緩沖溶液應用聚乙烯瓶貯存。商品緩沖溶液經長期貯存雖未啟開使用，也可能有變化。由磷酸鹽、硼酸鹽、碳酸鹽制備的中性到堿性pH范圍的緩沖溶液，對大氣中的二氧化碳特別敏感，所以應注意密封保存。有機酸及有機堿的緩沖溶液，在一般條件下貯存數周后容易長霉；磷酸鹽緩沖溶液也容易出現沉淀，遇此情況應棄去重配。取出后用于校正儀器的緩沖溶液用后應棄去，切不可再倒回原盛裝的瓶內。新配制的緩沖溶液在通常情況下可穩定兩個月左右。

（5）新購的玻璃電極在使用前，必須在蒸餾水中浸泡若干小時，才能使用，每次使用后，仍需浸入水中，這是由于水合作用推動了離子在玻璃膜中的擴散。在水化凝膠層中，單價陽離子的擴散系數約為干玻璃的1000倍。因此，玻璃膜的表面必須經過水分才能顯示良好的pH電極功能。通常玻璃電極測定的pH范圍為0～10，鈉玻璃電極國產常用的221型，當pH大于10時，使測定的pH值比實際數值偏低，這種現象稱為“堿差”。產生誤差的原因是由于堿金屬離子，如鈉離子也在玻璃膜上交換而產生電位響應。在強堿性溶液中，氫離子活度很小，這種響應明顯，因而產生誤差，因鈉離子的電位響應*明顯所以稱為“鈉誤差”。為此可采用鋰玻璃電極，其膜組分為Li2O2、Cs20、La203、SiO2，如國產231型，可測定0～14pH范圍，從而消除“鈉差”。一般玻璃電極壽命為一年左右，長期使用后，會逐漸失去功能，稱為“老化”。當電極系數低于52mV/pH時，就不宜再使用。玻璃電極的膜非常薄，易于破碎損壞，使用時應注意勿與硬物碰撞，也不能用手觸及膜。電極上所沾附的水珠只能用濾紙輕輕吸干，不得擦拭。不能用含氟離子的溶液、硫酸、洗液，濃酒精來洗滌電極，否則會使電極表面脫水而失去功能。玻璃電極的使用溫度一般為0～50℃，在較低的溫度下，由于內阻增大使測定困難。
（6）使用飽和甘汞電極時應注意：①使用前應將電極側管口和液接部的小橡皮塞（帽）取下，使電極套管內的KCI溶液與大氣相通。甘汞電極一般應立式放置。不用時應在加液口和液接部套上橡膠帽。長期不用的甘汞電極應充滿內滲液，在電極盒內靜置保存。②電極中內充KCI溶液中要有固體KCI存在。③電極使用前，所有的空氣泡必須從甘汞電極的表面或液接界部位排除掉，否則會引起測量回路斷路或讀數不穩定。④每隔一定的時間，要用電阻測試儀或電導儀檢查一次電極內阻，一般應小于10kW ,內阻過大會引起測量誤差。⑤甘汞電極穩定性檢驗，主要是測量它相對于氫標準電極的電位及穩定程度。在一般實驗室中使用的甘汞電極相對于內充液相同的另一支好的甘汞電極，在無液接或液接電位一致的情況下，電位差值就應小于2mV。
（7）若是唇膏等蠟質較高的樣品，取適量的樣品與水按比例混合，于沸水浴上，不時振搖，煮沸5min，冷后過濾，取濾液作為待測溶液。
（8）在良好的緩沖溶液中，忽視攪動不致于產生影響，但對非緩沖溶液和稠度較高的化妝品樣品應注意攪動，否則能導致誤差。
（9）溫度對測量pH影響：一般pH計中的溫度控制鈕可以補償溫度對斜率的影響。測定時注意樣品溶液和pH標準溶液的溫度一致。
（10）電極的洗滌方法：電極測定完畢后，浸泡15～30％的十二烷基磺酸鈉溶液中12h，目的是除去沾污的油脂。取出電極，用蒸餾水沖洗，然后將玻璃電極泡入蒸餾水中待用。