Solubilidad
Cuantitativamente, concentración de soluto en solución saturada a determinada temperatura
Cualitativamente, interacción espontánea entre soluto y solvente para formar una dispersión homogénea molecularDepende de:
Propiedades físicas y químicas del soluto y del solvente
Factores tales como: Temperatura
pH de la solución (electrolitos débiles)
Presión (gases)
Grado de subdivisión (soluto)
Sistemas de importancia farmacéutica:
Sólido-líquido (jarabes, soluciones farmacéuticas)
Líquido-líquido (Elíxires y otras soluciones farmacéuticas)
gases-líquidos (aerosoles farmacéuticos, anestésicos)
Concepto solubilidad y saturación
Solución saturada
Soluto disuelto en equilibrio con la fase sólida
Solución no saturada
Soluto disuelto a una concentración menor a la necesaria para saturar el sistema a una det. T
Solución sobresaturada
Contiene más soluto disuelto que el que la solución normalmente contendría a una det. T
Expresión solubilidad (USP NF)
“# mL solvente que disuelven 1 g soluto” (M, m, %)
Ej. Acido Bórico 1 g en 18 mL Agua, 18 mL acohol, 4 mL glicerina
“similar disuelve similar”
Características del solvente
•Polaridad (dependiente del momento dipolar ()
•Solvente polar disuelve solutos iónicos y otros solutos polares
•Ej. Agua miscible en todas proporciones con alcohol y disuelve azúcares y otros compuestos polihidroxílicos
Sin embargo analizar la siguiente situación:
momento dipolar () Cs (agua) 20Cs (agua) 20oo
NitrobencenoNitrobenceno 4,2 x 104,2 x 10-18-18 ue ue 0,0155 mol/L0,0155 mol/L
FenolFenol 1,7 x 101,7 x 10-18-18 ue ue 0,95 mol/L0,95 mol/L
Conclusión:
Habilidad de un soluto para formar puentes de hidrógeno es más determinante que la polaridad de su solubilidad
puentes de hidrógeno
Puentes de hidrógeno
Tipos de interacciones soluto solvente
Interacción iónica: resultado de fuerzas electrostáticas
Ej. NaCl (s), Nitrato sodio (s)
Interacción ion-dipolo: ion (catión o anión) con molécula polar
Ej. Disolución compuesto iónico en agua
Interacción dipolo-dipolo: interacción de molécula polar con otra molécula polar
Ej. Acetona-acetona, trietilamina-acetona
Enlace de hidrógeno: caso especial dipolo-dipolo en presencia de enlaces H-N, H-O y H-F.
Interacción dipolo-dipolo inducido: molécula polar con molécula no polar
Ej. Acetona en benceno
Interacción o fuerzas de London: dipolo instantáneo-dipolo inducido
Ej. Tetraclouro de carbono con moléculas iguales (muy débiles)
Fuerzas de Van del Waals
Propiedades solventes de líquidos polares ocurre por:
1. Valor constante dieléctrica: fuerza para separar especies de carga opuesta
2. Reacción ácido base: rompimiento de enlaces covalentes
Disolución de HCl
3. Interacción de dipolos (particularmente enlaces de H)
Propiedades solventes de líquidos apolares ocurre por:
1. Interacción con dipolos inducidos
2. Moleculas apolares se mantienen en solución a través de la formación de enlaces de Van der Waals
3. Solvente semipolar (mediador) entre solvente polar y apolar
Principio “SIMILAR DISUELVE SIMILAR” se puede redefinir como:
La solubilidad de una sustancia puede predecirse en forma cualitativa y solo después de considerar la polaridad, la constante dieléctrica, asociación, solvatación, presiones internas, reacciones ácido base, etc ,etc, etc
Solubilidad de gases en líquidosLey de Henry
En solución diluida a temperatura constante, la concentración del gas disuelto es proporcional a la presión parcial del gas por encima de la solución
pCg C(g) = Concentración gas disuelto (g/L solvente)
= Coeficiente solubilidad
P = Presión parcial de gas no disuelto por encima de la solución
Qué sucede con la botella de coca cola, al abrirla ?
Buceo a gran profundidad?
La vida acuática?
Recordar el efecto de la temperatura sobre la solubilidad de los gases
Ejemplo la solubilidad del O2 en agua es de 0.0150 g O2 por 100 g H2O a 25oC cuando la presión parcial de O2 es 4 atm. Cuál es la solubilidad de O2 a 0.20 atm? Si un pez requiere un aporte de 0.002 g O2 por 100 g H2O para sobrevivir, utilizaría este ambiente en un acuario para esa clase de pez ?
Solubidad de sólidos en líquidos
Electrolitos fuertes:
Proceso de disolución es endotérmico
Temperatura solubilidad
Proceso de disolución exotérmico
Temperatura solubilidad
Obs. Principio de Lechatelier)
Electrolitos ligeramente solubles (Kps)
Próximamente en química analítica
Electrolitos débiles
Mayoría de fármacos pertenecen a esta clase
Acidos o bases débiles
Solubilidad dependiente del pH del medio de disolución
o
oap
3
3
oo
o
-
3
a-
-3
a
o
- 32
S
S- Slog pK pH
OHKa
1So S
OH
Ska S S
Spor HP doSustituyen
PHP S total dSolubilida
OH
HPK P
HP
POH K
:equilibrio el En
disociada no forma dsolubilida HP S
POH OH HP
o
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-
3
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-3
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- 32
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S- Slog pK pH
OHKa
1So S
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Spor HP doSustituyen
PHP S total dSolubilida
OH
HPK P
HP
POH K
:equilibrio el En
disociada no forma dsolubilida HP S
POH OH HP
pHp corresponde al pH bajo el cual el fármaco precipita de la solución en su forma no ionizada
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