常見品牌牙膏的pH測定

孫重陽+陳翩+許燕紅

摘要：牙膏的pH直接影響口腔健康。采用酸度計對市場上常見品牌的牙膏進行pH測定。結果顯示整體偏弱酸性，且牙膏的pH會隨著溫度的上升而增大，隨著暴露時間的延長而下降。此外成人型和兒童型也存在一定的差別，而膏體狀態(tài)對其pH影響不明顯。

關鍵詞：牙膏；pH測定；酸度計；口腔健康

文章編號：1005–6629（2016）11–0090–03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

牙膏是日常生活中常用的清潔用品，我國國家標準（GB8372-2008）將其定義為：由磨擦劑、保濕劑、增稠劑、發(fā)泡劑、芳香劑、水和其他添加劑（含用于改善口腔健康狀況的功效成分）混合而成的膏狀物質(zhì)[1]。市場上的牙膏種類很多，按照膏體形態(tài)主要分為糊狀型和凝膠型，按照消費對象可以分為成人型和兒童型，按照功效和口味就更是五花八門了。

面對種類如此繁多的牙膏，當前人們選擇的標準主要集中在品牌、功效和價格等方面，卻很少有人關注到牙膏的pH。實際上我國從1956年就制定了牙膏pH標準[2]，并在不斷修改。pH對牙膏來說是一個非常重要的理化指標，反映牙膏膏體質(zhì)量[3]，而對我們來說就直接影響著口腔健康。正常人體口腔pH處于6.6～7.1之間，而過低和過高都容易滋生細菌并引發(fā)其他疾病[4]。由此可知牙膏的選擇應該依據(jù)自己的口腔酸堿度，而目前市場上銷售的牙膏大多只突出了功效和成分，對pH基本沒有提及，這就有可能引起消費者的錯誤選購。基于此，我們對市售常見品牌牙膏進行pH測定研究，以期強化消費者對牙膏pH的認識，并為其合理的選購提供一定的參考。

1 實驗部分

關于牙膏的pH測定，國家標準（GB8372-2008）中“化妝品通用檢驗方法pH的測定”規(guī)定：“任取試樣牙膏1支，從中稱取牙膏5g，精確至0.01g置于50mL燒杯內(nèi)，加煮沸冷卻的蒸餾水20mL充分攪拌均勻，在20℃用酸度計測定。”依照此規(guī)定，進行以下實驗。

1.1 儀器和試劑

實驗儀器：酸度計、電子天平（精度為0.01g）、燒杯、量筒、容量瓶（250mL）、恒溫水槽、玻璃棒等

試劑：鄰苯二甲酸氫鉀（KHC8H4O4）、混合磷酸鹽（Na2HPO4）、牙膏樣品、蒸餾水

1.2 溶液的配制

1.2.1 緩沖溶液的配制

將鄰苯二甲酸氫鉀、混合磷酸鹽2種緩沖劑分別溶于蒸餾水，分別稀釋定容至250mL，配成對應pH（25℃時）為4.00、6.86的標準溶液。

1.2.2 牙膏液溶液的配制

稱取牙膏樣品5.00g（精確到0.01g），量取煮沸冷卻的蒸餾水20mL，將兩者置于50mL的燒杯內(nèi)，用磁力攪拌器充分攪拌，加熱到測定溫度或置于恒溫水浴槽中，待用。

1.3 牙膏pH的測定

打開并調(diào)整酸度計，選取鄰苯二甲酸氫鉀（pH=4.00，25℃）、混合磷酸鹽（pH=6.86，25℃）2種標準緩沖溶液，在室溫下對酸度計進行校正。酸度計校正完成后，用蒸餾水清洗電極并擦干，然后將電極浸沒在待測樣品中，待酸度計讀數(shù)穩(wěn)定后記錄數(shù)據(jù)。

2 結果與討論

2.1 常見品牌牙膏pH測定結果

在常見5種品牌（Ⅰ-Ⅴ）的牙膏中，分別選取若干類型的產(chǎn)品進行測定。由于口腔的溫度在35℃左右，日常刷牙又會使用冷水和溫水，所以分別在20℃和35℃的溫度條件下測定兩組數(shù)據(jù)，每組數(shù)據(jù)測量3次，最后求取平均值作為結果，測定結果見表1。

通過對5種品牌、31種類型樣品的測定，可以發(fā)現(xiàn)20℃時pH范圍是5.59～6.68，35℃時pH范圍是5.87～6.91，整體數(shù)據(jù)集中在6.0～6.5區(qū)域，符合國家標準（GB8372-2008）規(guī)定的牙膏理化性能中pH的指標5.5～10.0。上表數(shù)據(jù)表明，牙膏樣品總體偏酸性，其中I的酸性最大，清潔能力較強；Ⅲ接近中性，較為溫和。數(shù)據(jù)還表明，同一品牌的不同類型，pH相差較小，可以簡單推測牙膏的功效、口味對其酸堿度的影響并不是很大。最后對比兩組數(shù)據(jù)，明顯看出，隨著溫度的升高pH有不同程度的增加。為什么會存在這樣的規(guī)律？這是因為牙膏的主要成分摩擦劑，其用量通常在30%～55%之間[5]，在水中發(fā)生離解反應后，對牙膏的pH起到?jīng)Q定作用。常見的摩擦劑有CaCO3、Al（OH）3、CaHPO4、SiO2四種類型，以CaHPO4為例，在牙膏液相中存在以下兩種離解反應：

上述離解反應為吸熱反應，其中酸式離解程度較大，所以當溫度升高時，反應向右移動，促進H+的消耗，使牙膏溶液的pH有所增大。

2.2 探究其他影響牙膏pH的因素

除了溫度會影響牙膏pH以外，還有沒有其他影響因素？我們又分別將牙膏暴露時間、狀態(tài)、成人型和兒童型作為控制變量，進行測量，數(shù)據(jù)如表2。

表2數(shù)據(jù)顯示，隨著牙膏暴露時間的推移，3種樣品的pH都出現(xiàn)了不同程度的下降，因此擠出的牙膏不宜久放。分析其中原因，一方面可能因為暴露在空氣中溶解了CO2，另一方面可能是隨著時間的推移，牙膏中的復雜成分發(fā)生離解反應的程度逐漸加深，或發(fā)生了其他化學反應，真正原因還需進一步探究。

從表3可以看出凝膠狀（生活中常見為水晶型和啫喱型）牙膏的pH與表1中（基本都是糊狀）的pH并無明顯差異，這是因為兩者的區(qū)別在于摩擦劑的不同。凝膠狀牙膏為了給消費者帶來清澈透明的視覺美感，選用折光率與山梨醇、聚乙二醇非常接近的二氧化硅摩擦劑[6]，并無特殊功效。由于每種牙膏中摩擦劑的種類和含量都不盡相同，所以膏體狀態(tài)和其pH之間并無必然關系。

與表1中成人型牙膏pH相比，兒童型牙膏pH（見表4）稍有提高，總體較為溫和，這是因為它主要采用了溫和中性的軟性磨料SiO2，此外還添加了香精、營養(yǎng)物等，這些物質(zhì)對pH具有一定的調(diào)節(jié)作用[7]。所以兒童刷牙時，慎用成人牙膏，要符合自己的口腔特征，以防破壞嬌嫩敏感的口腔生態(tài)環(huán)境。

從上述測定結果來看，牙膏樣本pH總體呈弱酸性或中性。究其原因，筆者認為，第一本實驗樣本容量有限，結論具有一定的局限性；第二與摩擦劑的性能有關。工業(yè)生產(chǎn)中為保證牙膏性能的穩(wěn)定，要依據(jù)磨擦劑的離解率控制牙膏的pH范圍。根據(jù)酸堿度理論計算，用上文提及的四種摩擦劑制作的牙膏，在常溫常壓下pH的控制范圍如表5[8]。

由表5數(shù)據(jù)可知，CaCO3型牙膏在弱堿性狀態(tài)下比較穩(wěn)定，Al（OH）3、CaHPO4型牙膏在弱酸性和中性狀態(tài)下比較穩(wěn)定，SiO2型牙膏在GB8372規(guī)定的pH范圍內(nèi)都比較穩(wěn)定。其中CaCO3作為傳統(tǒng)摩擦劑，唯一優(yōu)勢是產(chǎn)品價格低，大都只能生產(chǎn)低檔牙膏產(chǎn)品，SiO2正好與之相反，主要應用于高檔型牙膏的研發(fā)[9]。相比之下，Al（OH）3和CaHPO4則占據(jù)了重要位置，為保持膏體性能的穩(wěn)定，pH控制為弱酸性。

既然國家標準為5.5～10.0，那么是否存在堿性的牙膏？據(jù)悉市場上有不少品牌牙膏呈堿性，其中典型的是“艾禾美”。經(jīng)過實驗測定，其pH高達9.0左右，原因在于它利用碳酸氫鈉來代替目前常用的牙膏摩擦劑。碳酸氫鈉的水解呈現(xiàn)出弱堿性，盡管堿性相對較強，但仍在合理范圍內(nèi)，消費者可放心選用。

2.3 建議

上述數(shù)據(jù)由于樣品有限，測定本身又不可避免地存在一定誤差，所以具有一定的局限性。但從中也可以了解不同類型牙膏之間的pH，知道其pH和溫度、暴露時間的定性關系。因此消費者在牙膏使用過程中可以通過調(diào)節(jié)水溫微調(diào)pH，同時避免擠出的牙膏長時間暴露。在選擇上，首先要根據(jù)自己的年齡選擇合適的類型，如兒童慎用成人牙膏；其次要根據(jù)自己的口腔酸堿度來選擇，以中和過酸或過堿的口腔環(huán)境；最后要根據(jù)牙齒特點選擇，例如對酸敏感者就選用溫和些的，而經(jīng)常吸煙者就選酸性較大的。另外建議中學教師在教學中可以適當融入生活中的化學知識[10]，加強理論與實踐的聯(lián)系，促進學生學科素養(yǎng)的形成；相關部門應多宣傳牙膏pH知識，提高公民科學素養(yǎng)和健康知識；同時也希望廠家能在牙膏的使用說明中標出產(chǎn)品pH，引導消費者合理選購。

參考文獻：

[1]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.中國國家標準化管理委員會，GB8372-2008，2008-6-27.

[2]丁愷.牙膏國家標準pH的升與降[J].口腔護理用品工業(yè)，2014，（8）：61～64.

[3]鄭偉.酸度計測定牙膏pH的原理及方法[J].牙膏工業(yè)，2009，（10）：14～16.

[4]李靜，張楠.口腔并發(fā)癥病人口腔pH變化與護理分析[J].中外醫(yī)療，2015，（16）：151～152.

[5]劉莉莉.初中復習《牙膏中的化學》活動探究案例[J].化學教學，2007，（5）：42～44.

[6]李童童，盧靜霞，李光照等.兒童牙膏的原料及性能研究[J].廣東化工，2014，41（19）：81～82.

[7]鄭華鋒.兒童牙膏的特點與研制[J].牙膏工業(yè)，2008，（4）：39～40.

[8]徐春生.磨擦劑和牙膏pH的控制[J].日用化學工業(yè)，2003，33（6）：403～405.

[9]耿建剛，李軍.牙膏磨擦劑的發(fā)展動向及展望[J].牙膏工業(yè)，2006，（4）：39～41.

[10]李艷清.“溶液酸堿度的表示法-pH”教學設計[J].化學教學，2005，（7～8）：81～82.