Solução - Química

(Caipirinha)

A concentração em quantidade de matéria (mol/L) é a expressão de concentração mais utilizada ao se trabalhar com soluções

• Em Química, solução é o nome dado a dispersões cujo tamanho das moléculas dispersas é menor que 1 nanômetro (10 Angstrons). A solução ainda pode ser caracterizada por formar um sistema homogêneo (a olho nu e ao microscópio), por ser impossível separar o disperso do dispersante por processos físicos.

As soluções são compostas por moléculas ou íons comuns. Podem envolver sólidos, líquidos ou gases como dispersantes (chamados de solventes – existentes em maior quantidade na solução) e como dispersos (solutos). A solução também pode apresentar-se nesses três estados da matéria. É importante destacar que soluções gasosas são formadas apenas por solvente e soluto gasosos.

Em farmácia, uma solução é uma forma farmacêutica líquida, caracterizada pela formação de um sistema onde todas as substâncias sólidas presentes na formulação devem estar totalmente dissolvidas em um veículo adequado. Portanto a solução deve ser líquida e transparente.

Classificação das soluções:

• Quanto ao estado físico: sólidas, líquidas ou gasosas 
• Quanto à condutividade elétrica: eletrolíticas ou não eletrolíticas 
• Quanto à proporção soluto/solvente: diluída, concentrada, não-saturada, saturada e supersaturada 

Solução saturada, concentrada, diluída e supersaturada:

• Coeficiente de solubilidade é definido como a máxima quantidade de soluto que é possível dissolver de uma quantidade fixa de solvente, a determinadas temperatura e pressão.A saturação é uma propriedade das soluções que indica a capacidade das mesmas em suportar quantidades crescentes de solutos, mantendo-se homogêneas. Uma solução é dita insaturada se ainda tem capacidade de diluir soluto, sem precipitar excessos. A solução saturada é aquela em que o soluto chegou à quantidade máxima: qualquer adição de soluto vai ser precipitada, não-dissolvida. 

Porém, em alguns casos especiais é possível manter uma solução com quantidade de soluto acima daquela que pode ser dissolvida em condições normais. Nesse caso fala-se em solução supersaturada, que é instável: com alterações físicas mínimas a quantidade extra de soluto pode ser precipitada.Solução concentrada quando o soluto se encontra na quantidade máxima que o solvente pode diluir.Solução diluída ou insaturada (não saturada). Quando a quantidade de soluto usado não atinge o limite de solubilidade, ou seja, a quantidade adicionada é inferior ao coeficiente de solubilidade.Solução saturada quando o solvente (ou dispersante) já dissolveu toda a quantidade possível de soluto (ou disperso), e toda a quantidade agora adicionada não será dissolvida e ficará no fundo do recipiente.Solução supersaturada.Acontece quando o solvente e soluto estão em uma temperatura em que seu coeficiente de solubilidade (solvente) é maior, e depois a solução é resfriada ou aquecida, de modo a reduzir o coeficiente de solubilidade. Quando isso é feito de modo cuidadoso, o soluto permanece dissolvido, mas a solução se torna extremamente instável. Qualquer vibração faz precipitar a quantidade de soluto em excesso dissolvida.

• Denomina-se dissolução endotérmica aquela em que quanto maior a temperatura, maior o coeficiente de solubilidade do solvente (temperatura e solubilidade são diretamente proporcionais). Também há a dissolução exotérmica, que é o inverso da endotérmica, quanto menor a temperatura, maior o coeficiente de solubilidade do solvente (temperatura e solubilidade são inversamente proporcionais). 

A concentração de uma solução química é a mesma em qualquer alíquota. Digamos que houvesse 5,0 g de sal (NaCl) em 500 mL de água e, depois de misturarmos.

• Para entendermos esses conceitos, primeiramente precisamos saber o que é Coeficiente de Solubilidade. Ele é definido como a máxima quantidade de soluto que é possível dissolver de uma quantidade fixa de solvente, a uma determinada temperatura.

Solubilidade nos gases:

• Os gases apresentam propriedades particulares para a solubilidade. Quando aumenta-se a pressão, a solubilidade aumenta (Lei de Henry). 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. Vale lembrar que essas leis são válidas para qualquer gás, mas não para substâncias em outros estados físicos, como foi mostrado acima.

O ar que respiramos possui uma constituição de aproximadamente 78% de gás nitrogênio (N 2(g)), 20% de gás oxigênio (O 2(g)) e 2% de outros gases.

Solubilidade na farmacotécnica:

• + Solubilidade na farmacotécnica (em partes de soluto para partes de solvente) 
• Descrição solvente 
• Muito solúvel menos de uma parte 
• Facilmente solúvel 1 a 10 partes 
• Solúvel 10 a 30 partes 
• Pouco solúvel 30 a 100 partes 
• Levemente solúvel 100 a 1000 partes 
• Muito pouco solúvel 1000 a 10000 partes 
• Insolúvel + de 10000 

Técnicas especiais de solubilização de fármacos:

• Grande número de fármacos usados atualmente são ácidos ou bases fracas e as dificuldades para sua solubilização podem ser influenciadas pelo pH do meio. Essas equações baseadas na lei de ação das massas, da físico-química, podem prever a dissolução de ácidos ou bases, em função do pH, com uma precisão alta. 

Ao solucionar o pH, no entanto outros fatores devem ser considerados. O pH ideal da solução não deve ser mais importante que os requisitos de estabilidade e compatibilidade fisiológicos da formulação.Quando houver necessidade de ajuste do pH, usar um alcalinizante ou acidificante, ou seja, fazer o tamponamento do sistema. 

Solubilidade do fármaco.

Escolha do tampão.

A escolha do tampão adequado deve estar de acordo com os seguintes critérios:

• Deve ter a capacidade desejada na faixa de pH adequados. 
• Deve ser atóxico 
• Não deve interferir na estabilidade do produto 
• Deve permitir sabor e coloração aceitáveis. 

Cossolvente:

• 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.).

Solubilização:

• É a passagem de moléculas de um soluto, espontaneamente para uma solução contendo um tensoativo,detergente. O mecanismo resultante tem a ver com a possibilidade das moléculas do soluto serem solubilizadas ou adsorvidas em estruturas denominadas micelas, formadas após a adição gradativa e continuada do tensoativo no 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. No entanto deve ser analisado se o complexo resultante não irá afetar a eficácia e a segurança terapêutica.

Modificação química:

• Muitas formulações pouco solúveis em água podem ser modificadas quimicamente. Um exemplo é a betametasona, um corticosteróide, modificado quimicamente.  Betametasona - solubilidade 5,8 mg/100 mL a 25 °C .Éster-21 de Betametasona fosfato dissódico - solubilidade de 10 g/100 mL a 25 °C 

Expressões de concentração:

• A quantidade de soluto dissolvida em uma quantidade de solvente nos dá um valor que chamamos de concentração da solução. A concentração de uma solução é tanto maior quanto mais soluto estiver dissolvido em uma mesma quantidade de solvente.

A concentração das soluções pode ser expressa de diversas formas. O que se entende simplesmente por concentração é a quantidade de soluto existente em relação ao volume da solução. Matematicamente, C=m/V; onde m é a massa de soluto e V o volume da solução. A unidade usual para concentração é gramas por litro (g/L). 

• Há outros tipos de cálculo para a concentração em soluções, uma muito difundida refere-se à massa molar do soluto dissolvida num dado volume de solução: 

CM=n/V onde n=m/M 

• CM= concentração molar [mol/l] n=número de mols de soluto [mol] V= volume da solução [litro] M= massa molar do soluto [g/mol] . 
• Quando duas soluções têm a mesma concentração, elas são chamadas isotônicas ou isosmóticas (iso= igual). 
• Quando a concentração é diferente, a mais concentrada é chamada hipertônica ou hiperosmótica (hiper=superior) e a menos concentrada é chamada hipotônica ou hiposmótica (hipo=inferior). 

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