La norme ISO 4316 « Tensioactifs – Détermination du pH des solutions aqueuses – Méthode potentiométrique », publiée par l’Organisation internationale de normalisation (ISO), décrit une méthode de détermination du pH des solutions aqueuses de tensioactifs. Cette méthode n’est valable que si elle est spécifiée dans la norme applicable à chaque produit.
Cette méthode repose sur la mesure potentiométrique de la différence de potentiel entre une électrode de verre immergée dans une solution aqueuse de tensioactif et une électrode de référence. L'échantillon de tensioactif doit être préparé et conservé conformément aux instructions de la norme ISO 607.
Lors des essais, environ 10 g d'échantillon sont pesés avec une précision de 0,01 g. La préparation et la concentration de la solution d'essai prélevée sur la portion à tester doivent être conformes à la norme spécifique à chaque produit. Le pH-mètre est étalonné selon les instructions du fabricant, à l'aide de deux solutions tampons standard sélectionnées à la température spécifiée. Pour toutes les mesures de pH, les températures des électrodes, de l'eau de rinçage et des solutions tampons standard ou des solutions d'essai doivent être réglées à ± 1 °C près et aussi proches que possible les unes des autres. L'écart entre ces températures ne doit pas excéder 1 °C.
Après étalonnage de l'appareil, les électrodes sont rincées à l'eau puis avec la solution de test. La solution de test est homogénéisée, une quantité suffisante est versée dans le récipient gradué et les électrodes y sont immergées. La stabilité de la lecture du pH-mètre est vérifiée pendant une minute, puis la valeur est enregistrée.
On répète la même procédure avec une nouvelle portion de la solution d'essai. Si la deuxième mesure diffère de la première de 0,1 unité de pH ou plus, une troisième mesure est effectuée. Si cette valeur est incertaine, l'essai est répété, y compris l'étalonnage. Dans le cas d'une surface cationique, le pH-mètre est vérifié après chaque mesure.
La valeur moyenne doit être arrondie à l'unité de pH la plus proche. Les résultats sont exprimés en unités de pH à 20 degrés Celsius.
En bref, la norme ISO 4316 est une méthode d'essai qui mesure une propriété très spécifique des tensioactifs anioniques : leur capacité à disperser les savons de calcium (généralement le pouvoir de dispersion du savon de chaux ou du savon de calcium).
En clair, cela répond à la question : dans quelle mesure ce tensioactif empêche-t-il les savons pour eau dure de former ces résidus gras et gênants ? C’est essentiel pour les lessives, les shampoings, les liquides vaisselle et les nettoyants industriels utilisés dans les régions où l’eau est dure.
Lorsqu'on utilise des savons ordinaires dans une eau dure (eau contenant des ions calcium ou magnésium), ils réagissent pour former des savons de calcium insolubles. Ces savons de calcium sont responsables de la mousse blanchâtre qui apparaît dans les baignoires, autour des éviers ou qui laisse un dépôt gras sur le linge en eau dure. Ils réduisent également considérablement l'efficacité du lavage.
Les tensioactifs anioniques synthétiques modernes (par exemple, les alkylbenzène sulfonates, les éthers sulfates d'alcool, les alpha-oléfine sulfonates) sont beaucoup plus résistants aux ions de dureté et dispersent efficacement ces savons de calcium, les maintenant en suspension et empêchant leur précipitation. Plus le pouvoir dispersant est élevé, meilleures sont les performances du tensioactif en eau très dure, sans qu'il soit nécessaire d'ajouter des agents de dispersion (autrefois des phosphates, aujourd'hui des zéolites/polycarboxylates).
Lors de l'application de la méthode d'essai ISO 4316, une dispersion standard de savon de calcium est préparée (oléate de calcium ou stéarate de calcium dans l'eau, une suspension très instable et floculante). Des quantités croissantes de la solution de tensioactif à tester sont ajoutées. Le mélange est agité puis laissé au repos. Le point final est atteint lorsque 20 % du savon de calcium initial reste dispersé (mesuré par titrage acide du savon dispersé après filtration ou centrifugation). Le résultat est exprimé en pouvoir dispersant du savon de calcium. Il s'agit généralement de la masse de tensioactif (en grammes) nécessaire pour disperser 100 g de savon de calcium. Une valeur numérique plus faible indique un meilleur pouvoir dispersant.
Ces dernières années, lors du passage du savon aux détergents synthétiques, le pouvoir dispersant du savon de chaux constituait un critère de sélection primordial pour les tensioactifs anioniques, notamment dans les pays où l'eau est souvent très dure. Ce test a servi de base à de nombreuses exigences commerciales (par exemple, une valeur minimale de 5 pour le pouvoir dispersant du savon de chaux dans les cahiers des charges). Cette méthode d'essai a permis d'expliquer pourquoi certains alkylbenzènesulfonates de première génération, malgré leurs bonnes propriétés moussantes, étaient peu performants en eau dure.
La norme ISO 4316 demeure importante aujourd'hui. Les principales raisons de son importance sont les suivantes :
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