氫氧化鈉及水的計量

<<皂化價>>
計算氫氧化鈉用量首先要先知道所使用油脂的皂化價，皂化價(Saponification
values)的定義為油脂與強鹼反應生成甘油與肥皂所需的強鹼量，而皂化價是指要皂化一克的油脂所需的氫氧化鉀之毫克數。


但是皂化價是以氫氧化鉀來表示，因此我們須對皂化價作因次的轉換。


例如：甜杏仁油的皂化價為192.0 (mg KOH/g油)
　　　192.0 (mg KOH/g油) x [40/56.1 (NaOH M.W. / KOH M.W.)]
　　　=136.9 (mg NaOH/g油)　　　　 註：M.W.是指分子量。


油脂皂化價請參考本公司網站油脂商品資訊。


<<配方油的皂化價>>
以提供給各位的改良式馬賽皂配方為例（配方為重量百分比）：


橄欖油72%，橄欖油NaOH皂化價 = 135.8
椰子油18%，椰子油NaOH皂化價 = 183.2
可可脂10%，可可脂NaOH皂化價 = 140.5
因此依比例計算
配方油NaOH皂化價 = 135.8 x 72% + 183.2 x 18% + 140.5 x 10%
　　　　　　　　　 = 144.8 (mg NaOH/g油)


<<鹼化率與超脂>>
承接上面的例子，當您準備了500g上述的配方油，到底需要多少量的氫氧化鈉？


首先必須先算出油脂完全反應掉所需要的理論鹼量：
500g油 x 144.8 (mg NaOH/g油) x (1 g / 1000 mg) = 72.4 g NaOH


再來您是否注意過買來的氫氧化鈉標示？正確的化學品會標示出它的有效純度，以我們香氛花蝶網站所供應的氫氧化鈉為例，有效純度為99.3%，因此來計算買來的氫­氧化鈉用量：


72.4 g NaOH / 0.993 = 72.9 g NaOH
看起來差別不大，但是如果您買到的是較不純的片鹼或粒鹼，則差別可就大了！


這就是鹼化率100%所需要的氫氧化鈉用量72.9
g，如果您想做的是超脂皂，氫氧化鈉用量就是鹼化率100%。


超脂皂就是在肥皂倒模前，額外加入一些油脂，這些油脂是不希望參與反應的，因此在計算氫氧化鈉用量時不要計算進去，通常此類的油脂屬於高貴的油品，期望它直接被­包覆於肥皂內，使用時可直接對肌膚產生滋潤感，完整表現出油脂的特性，建議額外添加的最大量，為參與反應的配方油重量之6%。這是一種少量高貴油品添加就可做出­滋潤感相當好的手工香皂方法。


如果您想做的是更高品質的手工香皂，則不建議使用超脂法，而是把所有配方油加入計算氫氧化鈉的用量。建議油性膚質的鹼化率95%，一般性膚質的鹼化率90%，乾­性膚質的鹼化率85%。


所以鹼化率90%的氫氧化鈉用量 72.9 g NaOH x 90% = 65.6
g，若您的秤只能秤到1g，則四捨五入為66 g NaOH。


<<水量的計算>>
使用水量各家說法紛紜，水量是決定倒模時的體積，以及乾燥後肥皂體積收縮的程度，如果水量太少也可能造成反應的不均勻，所以除了氫氧化鈉用量很重要外，水量也是­很重要。


我所推薦使用的方式為固定氫氧化鈉溶液濃度，因此只要算出氫氧化鈉用量即可計算出水量。以下有兩種建議算法，算法雖然不同，但是實際濃度都是一樣的。


建議算法1：
重量-體積百分濃度為30%NaOH(w/v)，就是每100ml
NaOH溶液中含有氫氧化鈉有效成分30g，延續前面的例子，鹼化率90%的調配法為：


理論值72.4 g NaOH x 90% ÷ 30 g NaOH x 100 ml NaOH溶液 = 217.2 ml
NaOH溶液


將購買的氫氧化鈉實際用量65.6g倒入100ml水中，然後再加入水，將整個液體的體積加到217.2ml為止。這樣完成的溶液濃度就是我們要的。


建議算法2：
採用35g NaOH / 100
ml水，這種表示法較簡單明瞭，就是有效成分35g
NaOH以100 ml水來溶解，一樣以鹼化率90%舉例：


理論值72.4 g NaOH x 90% ÷ 35g NaOH x 100 ml水 = 186.2 ml水


把購買的氫氧化鈉實際用量65.6g倒入186.2ml水中就是我們要的濃度。


驗算：
35g NaOH / 100
ml水是否等於重量-體積百分濃度為30%NaOH(w/v)？


NaOH比重為2.13，在室溫下可把它當密度使用，因此可以計算出35g
NaOH排水體積 = 35g NaOH ÷ 2.13 (g/ml) = 16.4 ml


所以依照定義計算重量-體積百分濃度
35g NaOH ÷ (16.4ml + 100 ml水) x 100 = 30.1%NaOH(w/v)
兩者幾乎是一樣的，因此通常是採取較容易操作的算法2來求出水量。


高階技巧：
如果您常常做手工皂，但是每次製造量又不多，而且不想每回配氫氧化鈉溶液，教您一個方便快速的技巧。氫氧化鈉買來直接整罐調配，因為整罐NaOH重量是固定的不­用再秤重了，先求出有效的氫氧化鈉量，再利用算法2計算出水量，直接大量配製，冷卻後裝入塑膠容器內保存。根據個人過去的實驗室經驗，長時間放置會有沉澱的狀況­，因此盡量兩週內使用完畢。當做肥皂要使用NaOH溶液時，以算法1求出取用量即可。


存放要注意放置地點，遠離小孩及寵物是必要的。


<<油水比>>
您製作手工香皂也可以稍微算看看油與水的比例，也是驗證配方是否有問題的方法之一。過去法國標準的馬賽肥皂是指


橄欖油 : 水量 = 72 : 28


後來因為橄欖欠收，更改為橄欖油佔總油量的72%稱為馬賽肥皂，但是過去的橄欖油與水的比例72
:
28仍舊值得參考，畢竟好幾世紀的肥皂是依此法則來製造不會沒有它的道理。


把前面提供給各位的配方例子拿來檢視看看，完全符合此項法則：


前述配方油500g鹼化率90%的水量是186.2ml（可視為186.2g水）


500g油 ÷ (500g油 + 186.2g水) = 72.9%油
　　鹼化率85%的油水比 = 74.0 : 26.0
　　鹼化率90%的油水比 = 72.9 : 27.1
　　鹼化率95%的油水比 = 71.8 : 28.2
　　鹼化率100%的油水比 = 70.7 : 29.3
　　鹼化率100%超脂6%的油水比 = 71.9 : 28.1


所以如果氫氧化鈉溶液的濃度不改變，依照油水比大概就可以看出這塊肥皂的滋潤程度。


以上為香氛科技-James於香氛花蝶網站 www.far-day.com.tw
提出的獨家計算方式，提供給各位朋友們參考。敬請尊重著作智慧財產權，若需引用煩請知會，謝謝！