1.3. Partes utilizadas de los fitoingredientes
Disociación
Un ácido se entiende como una molécula donante de protones.
La reacción de disociación de un ácido se generaliza frecuentemente de la forma:
HA (ácido) D H+ (protón) + A– (base conjugada)
El ácido se disocia para dar iones hidrógeno y su base conjugada.
La fuerza de un ácido se refiere a su habilidad o tendencia para perder o ceder protones.
Un ácido fuerte es aquel que se disocia completamente en agua; en otras palabras, un mol de ácido fuerte HA que se disuelve en agua, rinde un mol de H+ y un mol de base conjugada A–, y no queda nada del ácido inicial (que está protonado).
En contraste, un ácido débil solo se disocia parcialmente y cuando llega al equilibrio, tanto el ácido como la base conjugada se encuentran en la solución.
Equilibrio
En soluciones acuosas existe un equilibrio entre la forma ácida y la base conjugada.
La constante ácida de disociación Ka se usa en general en el contexto de la reacción ácido-base.
El valor numérico de Ka es igual a la concentración de los productos dividido por la concentración de reactivos, donde el reactivo es el ácido (HA) y los productos son H+ y la base conjugada A-:
Ka = [H+]·[A–]
[HA]
Los ácidos fuertes (como el ácido sulfúrico) tienen valores más altos de Ka que los ácidos débiles, ya que presentan una mayor ratio de iones hidrógeno y tienen una mayor tendencia a perder esos protones.
Capacidad oxidorreductora de un ácido
La capacidad de oxidación-reducción de un ácido viene dado por la constante pKa, donde pKa=-logKa
El valor de pKa se entiende como el valor de pH en el que el ácido se encuentra en su forma ácida.
Este mismo valor también permite conocer el grado de penetración del ácido.
Cuando el valor de pKa del ácido es igual al valor de pH del medio, la solución se encuentra en equilibrio:
50:50 (forma ácida:base conjugada)
Por ejemplo, el pKa del ácido glicólico es de 3.83.
Si se formula a una concentración de un 8%, se entiende que un 4% se encuentra en forma de ácido glicólico y el otro 4% restante, en forma de glicolato que es su base conjugada.
Este equilibrio se daría siempre que el valor del pH del medio (o del producto) sea también de 3.83.
La penetración de un ácido se da en forma ácida, que es la forma libre.
El % de forma disociada, se puede ir transformando en ácido con el tiempo de exposición y en función de las condiciones cutáneas y de la formulación del producto.
Nota: Para que un ácido pueda perder un protón, es necesario que el pH del medio esté por encima del valor de pKa del ácido.
El valor de pKa
Los valores de pKa de los diferentes alfahidroxiácidos y del ácido salicílico son:
| Ácido glicólico | 3.83 |
| Ácido láctico | 3.86 |
| Ácido tartárico | 2.98-4.34 |
| Ácido málico | 3.51-5.03 |
| Ácido mandélico | 3.41 |
| Ácido cítrico | 3.13-4.76-6.39 |
| Ácido salicílico | 2.97 |
A la hora de trabajar con estos ácidos se debe tener en cuenta dos parámetros importantes:
* El valor de pKa es sinónimo de la agresividad del ácido y está relacionado con su fuerza ácida.
* El valor de pH es sinónimo de la penetración para el ácido seleccionado.
En la siguiente tabla se puede ver la concentración de varios ácidos en función de diferentes concentraciones de pH:
| pH | [Á. Glicólico] | [Á. Láctico] | [Á. Salicílico] |
| 3.0 | 57.11 | 87.87 | 48.57 |
| 3.5 | 68.11 | 69.91 | 22.79 |
| 4.0 | 40.36 | 42.01 | 8.54 |
| 4.5 | 17.61 | 18.64 | 2.87 |
| 5.0 | 6.33 | 6.76 | 0.92 |
| 5.5 | 2.09 | 2.24 | 0.29 |
Ejemplo
A un valor de pH de 2.5 y 8% de ácido glicólico, tenemos un 7.64% en forma ácida.
Este valor se obtiene multiplicando la % de uso por la concentración de ácido a ese valor de pH.
Para obtener la misma proporción de ácido pero para pH de 4.5, se necesitaria un 43% de ácido.