pH to jedna z podstawowych właściwości chemicznych substancji, z którą mamy styczność w wielu aspektach życia – od żywności, przez kosmetyki, aż po środki czystości. Na co dzień często używamy określenia „kwaśny” – zarówno w odniesieniu do smaku, jak i odczynu różnych substancji. Rzadziej stosujemy słowa „zasadowy” czy „alkaliczny”, chyba że mówimy o środkach czystości, gdzie odczyn ma kluczowe znaczenie dla skuteczności mycia i bezpieczeństwa użytkowania. W detailingu wartość pH ma kluczowe znaczenie zarówno dla skuteczności czyszczenia, jak i bezpieczeństwa powierzchni. Jak pH wpływa na skuteczność chemii samochodowej? I dlaczego tak ważne jest jego odpowiednie dobranie do powierzchni, z którą pracujemy? Aby to zrozumieć, warto przyjrzeć się bliżej skali pH.
Jak wygląda skala pH?
Skala pH obejmuje wartości od 0 do 14 i określa kwasowość lub zasadowość roztworów:
- pH < 7 – roztwór kwaśny
- pH = 7 – odczyn obojętny (np. idealnie czysta woda)
- pH > 7 – roztwór zasadowy
Dodatkowo można wyróżnić odczyny lekko kwaśne i lekko zasadowe.
Skąd bierze się skala pH?
Aby zrozumieć, skąd bierze się skala pH, warto najpierw przyjrzeć się wodzie – substancji, która stanowi bazę dla większości środków detailingowych. Woda nie jest całkowicie obojętnym związkiem, ponieważ w niewielkim stopniu ulega tzw. dysocjacji, czyli rozpadowi na jony. Proces ten zachodzi według reakcji:
H2O+H2O⇌OH−+H3O+
Które w uproszczeniu można zapisać jako:
H2O⇌OH−+H+
Oznacza to, że nawet w czystej wodzie znajdują się zarówno jony H⁺ (wodorowe), jak i OH⁻ (wodorotlenkowe). Ich stężenia są sobie równe i wynoszą 10-7 mol/dm³.
Ponieważ dysocjacja wody zachodzi w niewielkim stopniu, ilość powstających jonów jest niewielka. Zakładając, że gęstość wody wynosi 1 kg/dm³, można precyzyjnie wyliczyć ich stężenie:
[OH−]=[H+]=10-7 mol/dm³
To równowaga pomiędzy tymi jonami decyduje o pH czystej wody, które wynosi 7.
Co to jest pH?
Roztwory kwasów, zasad czy soli mają różne stężenia jonów, stąd powstała skala pH. Odczyn roztworów zależy od ilości jonów H⁺ – im jest ich więcej, tym roztwór jest bardziej kwaśny. Samo pH jest wynikiem:
pH=−log[H+]
Ponieważ stosujemy logarytm dziesiętny, skala pH mieści się w zakresie od 0 do 14. Warto zauważyć, że jest to skala logarytmiczna – oznacza to, że każda zmiana pH o jedną jednostkę oznacza dziesięciokrotną różnicę w stężeniu jonów H⁺.
Obok pH istnieje jeszcze wartość pOH, która określa stężenie jonów OH⁻ (zasadowych). Suma pH oraz pOH wynosi 14. Dzięki temu, jeśli znamy wartość pH, możemy od razu obliczyć pOH i odwrotnie.
Stopień dysocjacji a wartość pH
Kolejnym czynnikiem dla określenia pH jest stopień dysocjacji roztworu, który mówi nam o stosunku liczby moli cząstek związku, które uległy rozpadowi na jony do łącznej liczby moli cząstek tego związku. Chodzi po prostu o proporcję cząsteczek, które uległy rozpadowi, do wszystkich cząsteczek związku. Jeśli substancja dysocjuje niemal całkowicie (stopień dysocjacji bliski 1), oznacza to, że łatwo uwalnia jony H⁺ (dla kwasów) lub OH⁻ (dla zasad). Przekłada się to bezpośrednio na wartość pH – im wyższa dysocjacja, tym bardziej kwaśny lub zasadowy roztwór. Mocne kwasy i zasady, takie jak HCl czy NaOH, w wodzie ulegają niemal całkowitej dysocjacji, dlatego mają ekstremalne wartości pH. Z kolei słabsze kwasy i zasady dysocjują tylko częściowo, co oznacza, że ich wpływ na pH jest mniejszy. Przykładowo, roztwory o tym samym stężeniu (np. 1%) mogą mieć różne pH – dla mocniejszego kwasu solnego będzie to około 1, natomiast dla słabszego kwasu cytrynowego około 2,5. Mimo tej samej ilości substancji w wodzie, ich siła działania jest różna.
Hydroliza i jej wpływ na odczyn roztworu
Hydroliza to reakcja jonów soli z cząsteczkami wody, w wyniku której może powstawać dodatkowe stężenie jonów wodorowych (H⁺) lub jonów hydroksylowych (OH⁻), co wpływa na zmianę odczynu roztworu na kwaśny (w przypadku dodatkowego stężenia H⁺) lub zasadowy (w przypadku dodatkowego stężenia OH⁻). Warto wiedzieć, że sole powstałe z mocnego kwasu i mocnej zasady nie ulegają hydrolizie, dlatego ich roztwory mają pH neutralne. Dobrym przykładem jest sól, obecna w każdej kuchni: chlorek sodu (NaCl). Mimo że powstaje ona z bardzo żrącego NaOH i silnego HCl, sama sól rozpuszczona w wodzie nie zmienia jej odczynu.
Czy samo pH wystarczy do określenia skuteczności i bezpieczeństwa środka czyszczącego?
Znajomość samej wartości pH oczywiście nie wystarczy, żeby myć bezpiecznie albo skutecznie, ponieważ działanie poszczególnych związków o podobnej wartości pH może być różne. Przykładem są:
- Kwas octowy, często używany w domach w stężeniu 10%. Może mieć wartość pH równą 1, podobnie jak kwas fosforowy. Jednak ocet można bezpiecznie spożywać, podczas gdy kwas fosforowy jest znacznie bardziej agresywny.
- Soda oczyszczona, również używana na co dzień w kuchni, ma pH około 11, podobnie jak amoniak. Jednak pomimo wysokiego odczynu pH, soda jest stosunkowo łagodna, a amoniak może powodować silne podrażnienia, a nawet poparzenia.
Czynniki wpływające na skuteczność mycia
Na skuteczność mycia mają wpływ cztery główne czynniki:
- Temperatura
- Czas
- Chemia
- Mechanika
Te cztery elementy tworzą tzw. koło Sinnera, które ilustruje, jak wzajemnie się uzupełniają. Na przykład, stosując mocniejsze środki chemiczne lub urządzenia mechaniczne, możemy skrócić czas potrzebny na dokładne umycie powierzchni.
Ewolucja metod mycia
W przeszłości, aby skutecznie usunąć zabrudzenia, używano agresywnych środków czyszczących, takich jak ług (rozpuszczony w wodzie wodorotlenek sodu). Było to podyktowane zarówno kosztami, jak i skutecznością takich substancji. Niestety, ten nawyk pozostał w naszej kulturze, a wiele osób wciąż uważa, że do dokładnego czyszczenia potrzebne są mocne środki. Warto jednak pamiętać, że takie substancje nie uwzględniają kwestii bezpieczeństwa – ani osoby wykonującej mycie, ani czyszczonych powierzchni.
Dobór środka czyszczącego
Wybór odpowiedniego środka myjącego zależy od rodzaju zabrudzenia, z którym mamy do czynienia.
- Środki zasadowe o wyższym pH – skutecznie usuwają zanieczyszczenia organiczne. Preparaty o zasadowym odczynie działają poprzez denaturację białek, czyli zmianę ich struktury (np. w resztkach jedzenia, tłuszczu, pocie), co sprawia, że stają się łatwiejsze do usunięcia. Denaturacja to proces, w którym cząsteczki białek tracą swoją naturalną formę, co powoduje, że stają się one mniej przyczepne do powierzchni i łatwiej się ich pozbyć. Tak działają np. środki do zmywarek czy usuwania przypaleń.
- Środki kwasowe o niższym pH – świetnie usuwają osady kamienne powstające w wyniku wytrącania się z wody. Preparaty o tym odczynie usuwają również resztki mydeł w łazienkach oraz rdzę z metalowych powierzchni.
- Środki neutralne – zazwyczaj używa się ich do powierzchni użytkowych, takich jak szkło, plastik czy meble.
To klasyczny podział, który silnie ewoluuje na przestrzeni lat. Ma on też swoje pułapki – używanie bardzo mocnych środków może uszkadzać czyszczone powierzchnie. Ważne jest, aby stosować odpowiednie środki dostosowane do rodzaju zabrudzenia, tak aby skutecznie oczyścić powierzchnię, ale jednocześnie nie narażać jej na zniszczenia.
Wpływ agresywnych środków na czyszczone materiały
Często spotykanym błędem w detailingu jest używanie kwasu fluorowodorowego i kwasu solnego do mycia felg aluminiowych. Choć na pierwszy rzut oka może się wydawać, że felgi stają się idealnie czyste, w rzeczywistości agresywne działanie tych kwasów prowadzi do usuwania (a właściwie wytrawiania) materiału. W wyniku tego procesu na powierzchni felgi powstają mikropory, w które z biegiem czasu ponownie wnika brud.
Cykliczne stosowanie takich środków skutkuje stopniowym niszczeniem materiału, który staje się coraz bardziej podatny na zabrudzenia i uszkodzenia. Dobrze obrazuje to wykonany przez nas test porównujący nasz bezpieczny produkt Cleantle Deiron Man i produkt z agresywnym kwasem fluorowodorowym.
Test #1 Cleantle Deiron Man vs kwas do felg na bazie kwasu fluorowodorowego
CEL TESTU:
Bezpieczne usunięcie nalotu rdzy z metalowych przedmiotów wykorzystując Cleantle Deiron Man oraz kwas do felg na bazie kwasu fluorowodorowego.
CZAS TRWANIA:
Produkty oddziaływały na metalowe elementy przez 40 minut.
WNIOSEK:
Kwas fluorowodorowy usunął nalot rdzy, ale wytrawił czyszczoną powierzchnię, a podczas pracy z nim pojawiły się opary szkodliwe dla zdrowia. Bezpieczna formulacja Deiron Mana (w przeciwieństwie do kwasu do felg) pozwala usunąć osady metaliczne, zachowując bezpieczeństwo zarówno dla użytkownika, jak i dla powierzchni czyszczonej, nie generując przy tym dodatkowych zagrożeń.
Podobnie jak w przypadku kwasu fluorowodorowego, używanie popularnych alkoholowych środków czyszczących do wnętrza auta, takich jak etanol czy izopropanol, może prowadzić do płowienia materiałów, ich matowienia oraz utraty pierwotnego wyglądu.
Zmiany w materiałach i metodach produkcji
Materiały w samochodach zmieniają się z biegiem lat, a metody ich produkcji również ewoluują. Dotyczy to nie tylko plastiku w autach, ale także lakierów, ekologicznych skór czy gum. To właśnie te zmiany spowodowały rozwój branży środków czyszczących. Już nie ma potrzeby stosowania najcięższej chemii, ponieważ dzięki innowacjom pojawiły się nowe, bardziej bezpieczne i równie skuteczne środki.
Bezpieczniejsze i skuteczniejsze środki czyszczące
Nowoczesne środki powierzchniowo czynne, rozpuszczalniki (w tym nowe, bezpieczniejsze rozpuszczalniki, a nie np. ksylen czy toluen) czy zmiękczacze wody sprawiły, że mycie stało się nie tylko skuteczniejsze, ale także bezpieczniejsze. Co ważne, trzeba zdawać sobie sprawę, że mycie własnego samochodu a praca w detailingu każdego dnia to zupełnie inne poziomy narażenia na działanie środków chemicznych.
Testowanie i bezpieczeństwo
Jako producenci środków czyszczących dokładnie testujemy nasze preparaty pod kątem ich skuteczności i bezpieczeństwa użytkowania, w tym także wpływu na różne powierzchnie. Współpracując z osobami z branży, tworzymy produkty, które są zarówno bardzo skuteczne, jak i bezpieczne w użyciu. Takie podejście pozwala na uzyskanie wysokiej jakości efektów przy minimalnym ryzyku uszkodzenia powierzchni czy narażenia na szkodliwe działanie chemii. Praca detailera nie musi wiązać się z ryzykiem dla zdrowia – nowoczesne środki czyszczące, opracowane z myślą o bezpieczeństwie, skutecznie eliminują konieczność stosowania agresywnych i szkodliwych substancji. Dzięki odpowiedniemu doborowi produktów, detailerzy mogą pracować efektywnie, nie narażając siebie i swoich klientów na niepotrzebne zagrożenia zdrowotne.
Źródła:
Wikimedia Commons. (2020). Sinner’s Circle. https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Sinner%27s_Circle.svg
Starowicz Maria, ePodręczniki. Autodysocjacja wody https://epodreczniki.open.agh.edu.pl/handbook/29/module/581/reader
Mp.pl Podręcznik Pediatrii. Wydawnictwo Medycyna Praktyczna.https://www.mp.pl/podrecznik/pediatria/image/B42.042_9600
Wikipedia. (2023). Stopień dysocjacji. https://pl.wikipedia.org/wiki/Stopie%C5%84_dysocjacji
Uniwersytet Łódzki. Chemia: Rozpuszczalniki i ich zastosowanie. Wydział Chemii Uniwersytetu Łódzkiego. https://www.chemia.uni.lodz.pl/fileadmin/Wydzialy/Wydzial_Chemii/Jednostki/KChF/pdf/OCI01.pdf
International Labour Organization (ILO). (2021). Safety Data Sheets (SDS). https://chemicalsafety.ilo.org/dyn/icsc/showcard.display?p_lang=pl&p_card_id=0360&p_version=2
Cleantle
