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

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

pHp corresponde al pH bajo el cual el fármaco precipita de la solución en su forma no ionizada