Dispersões. União de duas ou mais espécies químicas de tal forma que uma se distribui no interior da outra. Água salgada Gelatina Água barrenta

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1 Dispersões União de duas ou mais espécies químicas de tal forma que uma se distribui no interior da outra Água salgada Gelatina Água barrenta Existem 2 fases distintas: disperso e dispersante. Tipo de dispersão depende do tamanho e tipo de partícula. Origem das principais formas farmacêuticas fluídicas. Existem 3 classes de dispersões: Soluções (Ex: Água Salgada). Mistura de Fases Homogênea. Colóides (Ex: gelatina). Mistura de Fases Homogênea. Suspensões (Ex: Água Barrenta). Mistura de Fases Heterogênea.

2 Solução verdadeira tempo colóide tempo suspensão tempo água Barro sedimentado

3 Tamanho médio das partículas Visibilidade das partículas do disperso Separação por filtro das partículas do dis perso Sedimentação das partículas do disperso Solução Colóide Dispersão 0 a 10 Aº 10 a 1000 Aº Acima de 1000 Aº Não são visíveis com nenhum aparelho Não são filtradas por nenhum tipo de filtro As partículas não se sedimentam São visíveis no ultramicroscópio As partículas são separadas por ultrafiltros As partículas sedimentam-se por meio de ultracentrífugas OBS: A = Angstron = m Suspensão São visíveis ao microscópio comum e até a olho nu As partículas são separadas por filtros comuns Há sedimentação espontânea ou por meio de centrífugas comuns Sistema Homogêneo Heterogêneo Heterogêneo

4 Soluções Partículas: Íons ou Moléculas. Não ocorre sedimentação. Não ocorre separação de fases. Ocorre eletrólise: Formação de dipolo (cátions e ânions). Definição: Misturas homogêneas de duas ou mais substâncias. Soluto: Substância que sofre a dispersão. Solvente: Substância onde ocorre a dispersão. O soluto é geralmente o componente que se apresenta em menor quantidade na solução, enquanto que o solvente se apresenta em maior quantidade. A água, no entanto, é sempre considerada como solvente, não importando a proporção desta na solução (solvente universal). Classificação: Existem 4 formas de classificar as soluções. 1- Estado de Agregação: - Soluções Sólidas (ligas metálicas) - Soluções Líquidas (água e sal, xarope, elixir) - Soluções Gasosas (ar). 2- Estado de Agregação dos Componentes: - Sólido-Sólido (ligas) - Líquido-Líquido (H 2 O + álcool) -Gás-Gás (ar) - Sólido-Líquido (NaCl + H 2 O) - Sólido-Gás (Naftaleno + Ar = Naftalina) - Líquido-Sólido (H 2 O em CaCl 2 ) => higroscopia - Líquido-Gás (Umidade no ar) - Gás-Sólido (H 2 em Platina) => eletrodos - Gás-Líquido (CO 2 em bebidas) Solução Líquida Xarope (% Açúcar) Elixir (% Álcool)

5 Classificação: Existem 4 formas de classificar as soluções. 3- Proporção entre soluto e solvente: - Soluções Diluídas: pouco soluto em relação ao solvente ( 5%) - Soluções Concentradas: muito soluto em relação ao solvente (> 5%) 4- Natureza do Soluto: - Solução Molecular: As partículas dispersas são moléculas. Obs: Molécula é toda partícula formada por dois ou mais átomos ligados por pares de elétrons (ligação covalente). - Solução Iônica: As partículas dispersas são íons em solução. Obs: aglomerados cristalinos formados por ligação iônica e onde o cátion e o ânion se separam diante da presença de um solvente. SOLUÇÃO IÔNICA OU ELETROLÍTICA:conduzem corrente elétrica, as partículas dispersas são íons. SOLUÇÃO MOLECULAR OU NÃO ELETROLÍTICA: não conduzem corrente elétrica, as partículas dispersas são moléculas. relê Relê ligado Água destilada Água destilada

6 Relê desligado Relê ligado circuito fechado Adicionando cloreto de sódio Água e cloreto de sódio Na Cl TRANSFERÊNCIA DO ELÉTRON DO SÓDIO PARA O CLORO NaCl água Na + Cl CÁTION ÂNION Na + + Cl

7 Na + Na + Cl - Cl - Na + Cl - Água destilada e cloreto de sódio Relê ligado circuito fechado -O pólo negativo da H 2 O atrai o cátion Na + presente na estrutura cristalina do sal. - O pólo positivo da H 2 O atrai o ânion Cl -. Quanto maior a força do par H/O, maior será a solubilidade do sal, ou seja, a capacidade do sal dispersar em solvente. Dissolução: Ocorre por conta de uma série de interações entre as moléculas de soluto e solvente. Tais interações darão origem aos rompimentos das ligações no soluto e solvente seguido pela formação de novas ligações soluto-solvente. Regra Geral: Semelhante dissolve semelhante. Substâncias polares se dissolvem em solventes polares, enquanto substâncias apolares se dissolvem em solventes apolares.

8 Solubilidade: -Principal parâmetro físico-químico quando no preparo de uma solução é a solubilidade do soluto. Está ligada, fortemente, às interações intermoleculares e intramoleculares (ligações primárias e secundárias e afinidade química polaridade entre soluto e solvente). - A solubilidade é a propriedade que as substâncias têm de se dissolverem espontaneamente numa outra substância denominada de solvente. -A quantidade de substância que se dissolve em determinada quantidade de solvente varia muito de substância para substância. O álcool, por exemplo, possui solubilidade infinita em água, pois água e álcool se misturam em qualquer proporção. Grande parte as substâncias, por sua vez, possui solubilidade limitada, ou são insolúveis. -Em fármacos, a solubilização pode ser auxiliada com mudanças de ph - A solubilidade de um soluto em um solvente é quantificada pelo parâmetro chamado coeficiente de solubilidade (K s ) -Coeficiente Solubilidade: máxima quantidade de soluto que é possível dissolver de uma quantidade fixa de solvente, a uma determinada temperatura. Quantidade máxima de soluto que podemos dissolver em uma quantidade padrão de solvente (em geral, 100g, 1000g, ou 1L) de solvente, a uma determinada pressão e temperatura.

9 Compostos Solubilidade Observações Óxidos de metais alcalinos e alcalino-terrosos Reagem com água e formam bases Óxidos de não-metais Reagem com água e formam ácidos Óxidos de outros elementos Ácidos Insolúveis Solúveis Bases de metais alcalinos Solúveis É também solúvel o NH 4 OH Bases de metais alcalinosterrosos Bases de outros metais Sais: Nitratos, Cloratos, Acetatos Sais: Cloretos, Brometos, Iodetos Sais: Sulfatos Sais: Sulfetos Outros ânions Parcialmente Solúveis Insolúveis Solúveis Solúveis Solúveis Insolúveis Insolúveis São insolúveis: Ag, Cu, Hg(2+) 2, Pb(2+), HgI 2 e BiI 3 São insolúveis: Ca(2+), Sr(2+), Ba(2+) e Pb(2+) São solúveis os sulfetos de metais alcalinos e NH 4 (+) São solúveis os sais de metais alcalinos e NH 4 (+)

10 A saturação é uma propriedade das soluções que indica a capacidade das mesmas em suportar quantidades crescentes de solutos, mantendo-se homogêneas. -Soluções Insaturadas: Uma solução é dita insaturada se ainda tem capacidade de diluir soluto, sem precipitar excessos. -Soluções Saturadas: A solução saturada é aquela em que o soluto chegou à quantidade máxima: qualquer adição de soluto vai ser precipitada, não-dissolvida. - Soluções Supersaturadas: Tratam-se de casos especiais onde é possível manter uma solução com quantidade de soluto acima daquela que pode ser dissolvida em condições normais. São soluções instáveis: com alterações físicas mínimas a quantidade extra de soluto pode ser precipitada.

11 QUANTO À QUANTIDADE DE SOLUTO AS SOLUÇÕES SE CLASSIFICAM EM: - INSATURADAS: quantidade de soluto inferior ao Ks; - SATURADAS: obedece exatamente ao Ks; - SATURADA C/CORPO DE FUNDO: ultrapassa o Ks, o excedente não se dissolve, deposita-se no fundo do recipiente. - SUPERSATURADA: quantidade de soluto dissolvida é superior ao Ks. Substância NaCl Br KNO 3 CaSO 4 AgCl Coeficiente de solubilidade g por 100g de água a 20º C ,6 0,2 0,0014

12 Curvas de solubilidade: Normalmente, a solubilidade de uma substância varia com a temperatura. O gráfico que representa a solubilidade de uma substância em função da temperatura, é denominado de curva de solubilidade. Existem três tipos de curvas : - Curvas Ascendentes: representam as substâncias cujo coeficiente de solubilidade aumenta com a temperatura. São substâncias que se dissolvem com a absorção de calor, isto é, a dissolução é endotérmica. - Curvas Descendentes: representam as substâncias cujo coeficiente de solubilidade diminui com o aumento de temperatura. São substâncias que se dissolvem com liberação de calor, isto é, a dissolução é exotérmica. - Curvas com Inflexões: representam as substâncias que sofrem modificações em sua estrutura com a variação da temperatura. O sulfato de sódio, por exemplo, até a temperatura de 32,4ºC, apresenta em sua estrutura dez moléculas de água, em temperatura acima de 32,4ºC o sulfato de sódio perde suas moléculas de "água de cristalização" e a curva de solubilidade sofre uma inflexão.

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15 Solubilidade do Ácido Bórico Saturada c/ corpo de fundo Insaturada

16 Solubilidade do Ácido Bórico (A) Solução 5% de Ácido Bórico à 40 C (B) Solução 15% de Ácido Bórico à 60 C (C) Solução 40% de Ácido Bórico à 20 C (D) Solução 30% de Ácido Bórico à 30 C (E) Solução 5% de Ácido Bórico à 20 C (F) Solução 45% de Ácido Bórico à 40 C A

17 solubilização de fármacos: ph Fármacos podem ser considerados ácidos ou bases fracas. e as dificuldades para sua solubilização podem ser influenciadas pelo ph do meio. Entretanto, o ph ideal para solubilização não deve interferir nos aspectos fisiológicos e de estabilidade do fármaco. O ajuste de ph é feito pela adição de alcalinizantes ou acidulantes à formulação. Co-solvente Os eletrólitos fracos e as moléculas pouco polares apresentam normalmente pouca solubilidade em água. Essa pode ser aumentada pela adição de outro solvente que seja solúvel em água (etanol, sorbitol, propilenoglicol, PEG, etc.). Tensoativos As moléculas do fármaco são adsorvidas ou solubilizadas à partir da formação de micelas. A micela é formada ao se adicionar um tensoativo ao sistema. Complexação Compostos orgânicos em solução tendem a se unir formando complexos de maneira natural. A dissolução de determinado soluto pode ser adequadamente aumentada pela adição de um agente complexante. Com isto o soluto pode ser completamente dissolvido.

18 Solubilidade nos gases Os gases apresentam propriedades particulares para a solubilidade. Quando aumenta-se a pressão, a solubilidade aumenta (Lei de Henry). Lei de Henry: A solubilidade de um gás dissolvido em um líquido é proporcional à pressão parcial do gás acima do líquido. P = K.X onde: X = fração molar de equilíbrio do gás em solução (sua solubilidade); P = pressão parcial na fase gasosa; K = constante de proporcionalidade, ou constante da lei de Henry. Valores da constante da lei de Henry na água (Kx10 5 atm -1 ) Gás 0 C 20 C 40 C 60 C H 2 1,72 1,46 1,31 1,21 N 2 1,86 1,32 1,00 0,874 O 2 3,98 2,58 1,84 1,57 A lei de Henry aplica-se somente quando a concentração do soluto e a sua pressão parcial são baixas, isto é, quando o gás e sua solução são essencialmente ideais. O mesmo não acontece quanto à temperatura. Quando aumenta-se a temperatura, diminui a solubilidade. Assim, a solubilidade é diretamente proporcional à pressão e inversamente proporcional à temperatura.

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