ما هي أهمية اختبار الرقم الهيدروجيني ( PH ) وآثاره السلبية والإيجابية على جميع المنتجات المتنوعة بشرح عميق مكثف مدعومة بمصادرها العلمية
اولٱ : ماذا يعني الحرفين PH :
اختصار الحرفين pH :
الرقم الهيدروجيني يساوي جهد الهيدروجين أو قوة الهيدروجين
pH = potential of Hydrogen أو power of Hydrogen
أي : قوة أو تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
وهو مقياس لدرجة حموضة أو قاعدية المحلول حيث :
1 الرقم الهيدروجيني pH اقل من 7 : المحلول حمضي.
2 الرقم الهيدروجيني pH يساوي 7 : المحلول متعادل.
3 الرقم الهيدروجيني pH اعلى 7 : المحلول قلوي (قاعدي)
ثانيٱ : الأنواع
أنواع جهاز قياس الرقم الهيدروجيني (pH Meter) :
أجهزة قياس الرقم الهيدروجيني تختلف حسب الاستخدام والدقة والتقنية ومن أهم الأنواع :
1 جهاز قياس pH الرقمي المحمول (Digital Handheld pH Meter) :
الوصف : جهاز صغير يُستخدم يدوياً.
الدقة : متوسطة إلى عالية
الاستخدام: المختبرات، الصناعات ، الزراعة ، المسابح ، التعليم.
المميزات : شاشة رقمية ، يعمل بالبطارية ، يحتاج معايرة دورية.
2 جهاز قياس pH القلمي (pH Pen / Pocket Tester) :
الوصف : صغير جداً ويشبه القلم.
الدقة : منخفضة إلى متوسطة.
الاستخدام : فحص سريع للماء أو التربة أو السوائل البسيطة.
المميزات : سهل الحمل ، مناسب للاستخدام الميداني.
3 جهاز pH متعدد الوظائف (Multimeter) :
الوصف : جهاز يقيس pH ودرجة الحرارة وتوصيلية الماء (EC).
الدقة : عالية
الاستخدام : المختبرات ، الأبحاث، مصانع الأغذية والدواء
المميزات : شاشة كبيرة ، أكثر من مسبار ، تخزين بيانات.
4 جهاز pH الثابت (Bench-top pH Meter):
الوصف : جهاز كبير يوضع على الطاولة.
الدقة : عالية جداً.
الاستخدام : المختبرات الكيميائية والطبية والبحثية.
المميزات : متصل بالحاسوب ، يدعم عدة وحدات قياس ، تخزين ومعايرة متقدمة
5 شرائط اختبار pH
(pH Test Strips) :
الوصف : شرائط ورقية مغطاة بمؤشر لوني
الدقة : منخفضة
الاستخدام : التعليم ، الاختبارات السريعة ، المسابح
المميزات : سهلة الاستخدام ، غير دقيقة لل
تطبيقات الصناعية
ثالثٱ : أهمية ضبط الرقم الهيدروجيني pH
أهمية ضبط الرقم الهيدروجيني ( pH ) في المنتجات التنظيفية والتجميلية والصيدلانية وأهميته البالغة
الرقم الهيدروجيني هو أمر بالغ الأهمية ويستند إلى قواعد علمية كيميائية وفيزيائية لضمان فعالية المنتج واستقراره وسلامته عند استخدامه على الجلد أو الأسطح بشكل علمي دقيق كما يعرض في المراجع المتخصصة أو مراكز الأبحاث.
التفصيل العميق :
أولٱ الرقم الهيدروجيني (pH) :
1 هو قياس تركيز أيونات الهيدروجين H⁺ في المحلول .
2 يتراوح بين 0 إلى 14 حيث
أذا كان pH اقل من 7 فهذا يعني انه وسط حمضي (Acidic)
وإذا كان pH 7 فهذا يعني انه متعادل (Neutral)
وإذا كان أعلى من pH 7 فهذا يعني انه وسط قاعدي/قلوي (Basic)
ثانيٱ : يتم ضبط الرقم الهيدروجيني pH في المنتجات المختلفة :
1 لضمان استقرار التركيبة ( كيميائيٱ وفيزيائيٱ )
2 كثير من المواد الفعالة ( كالزيوت العطرية ، المواد الحافظة ، الصبغات ، الإنزيمات والخافضات للتوتر السطحي… الخ ) تتفاعل بشكل مختلف حسب الرقم الهيدروجيني
3 بعض المواد الحافظة ( مثل بنزوات الصوديوم ) تعمل فقط في وسط حمضي.
4 الصبغات تتغير ألوانها باختلاف الرقم الهيدروجيني : pH ( مثل فينول فثالين و ورق دوار الشمس ) Phenolphthalein و Litmus ).
اللزوجة تتأثر فمثلٱ الكاربوبول ( Carbopol ) يزداد لزوجته في الوسط القلوي ( أعلى من 6.5)
2 لمنع التفاعل الضار بين المواد :
بعض التفاعلات الكيميائية الضارة ( مثل التحلل المائي ، التأكسد أو فقد الاستقرار البنيوي ) تحدث عند pH غير مناسب.
مثال : في منتجات تحتوي على أنزيمات بروتينية ، فإن الأنزيم يتلف أو يتخثر إذا تغيّر pH عن المدى الفعال ( وعدهو عادة بين 5.5 – 8 ).
3 لتأمين فعالية التنظيف أو التطهير :
المنظفات القلوية ( pH اعلى من 9 ) : فعالة في إزالة الشحوم والبروتينات (مثل منظفات الأرضيات والمطابخ).
المنظفات الحمضية ( pH اقل من 5 ) : فعالة في إزالة الترسبات الكلسية والصدأ ( مثل منظفات الحمامات )
4 لضمان السلامة عند الاستخدام البشري أو الحيواني :
1 جلد الإنسان له pH طبيعي = 5.5
إذا كان المنتج شديد الحموضة ( pH:3 او أعلى من 3 ) أو شديد القلوية ( أقل من 9 PH ) :
قد يسبب تهيج الجلد والعينين والأغشية المخاطية أو يغير الميكروبيوم الجلدي مسببٱ التهابات لذلك يتم ضبط pH منتجات العناية الشخصية مثل الشامبو والصابون والكريمات لتكون قريبة من pH الجلد ( 4.5 – 6.5 )
ثالثٱ : التأثير الفيزيائي والكيميائي للرقم الهيدروجيني : pH
الخاصية تأثرها بالرقم الهيدروجيني : pH
1 اللزوجة تتغير بسبب تفاعل البوليمرات مع الأيونات
2 الرغوة تتأثر بكفائة التفاعل بين الماء وخافضات التوتر السطحي
3 اللون يتغير لأن بعض الأصباغ حساسة الرقم الهيدروجيني : pH (مؤشرات لونية)
4 الثبات الكيميائي : تتفكك بعض المركبات عند pH غير مناسب
5 الروائح قد تتحلل الزيوت العطرية أو تتغير خصائصها العطرية
رابعٱ : ملاحظات من خبراء ومراجع علمية
في مراجع مثل :
1 مجلة علوم التجميل Journal of Cosmetic Science
2 دليل علوم وتكنولوجيا التجميل Handbook of Cosmetic Science and Technology
3 مركز تقييم وأبحاث الأدوية التابع لإدارة الغذاء والدواء الأمريكية FDA – Center for Drug Evaluation and Research
4 لائحة الاتحاد الأوروبي لمستحضرات التجميل EU Cosmetic Regulation
توصي بالمنتجات حسب نوع الاستخدام بمجالات pH دقيقة :
نوع المنتج نطاق pH المثالي :
1 غسول الوجه/الشعر 4.5 – 6.5
2 كريمات الجلد 5 – 6
3 منظفات صناعية 9 – 13
4 مطهرات الأسطح 6 – 9
5 صابون اليدين 7 – 10 (يفضل منخفض التهيج)
مثال تطبيقي : تأثير pH على صبغة الشعر
صبغات الأوكسدة تحتاج وسط قاعدي (pH 9 – 10) لفتح القشرة الشعرية.
لكن هذا يسبب جفاف الشعر وتلفه لذلك يضاف منظم pH وخافض تهيج ومُرمم مثل البانثينول ( Panthenol )
خامسٱ : خلاصة علمية
ضبط الرقم الهيدروجيني في المنتجات ليس خيارٱ تجميليٱ فقط بل هو :
1 أداة ضبط تفاعل المواد الفعالة
2 ضمان لاستقرار المنتج
3 عامل حاسم في التأثير الفيزيائي ( الرغوة ، اللزوجة ، اللون )
4 شرط أساسي لسلامة الجلد والعينين والتطبيقات الحيوية