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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)
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Sistemas de importancia farmacéutica:
Sólido-líquido (jarabes, soluciones farmacéuticas)
Líquido-líquido (Elíxires y otras soluciones farmacéuticas)
gases-líquidos (aerosoles farmacéuticos, anestésicos)
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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
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“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
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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
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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.
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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
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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
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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
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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?
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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 ?
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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
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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
oap
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-
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-3
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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
pHp corresponde al pH bajo el cual el fármaco precipita de la solución en su forma no ionizada