Solubilidad Cuantitativamente, concentración de soluto en solución saturada a determinada temperatura Cualitativamente, interacción espontánea entre soluto y solvente para formar una dispersión homogénea molecular Depende 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) 20o Nitrobenceno 4,2 x 10-18 ue 0,0155 mol/L Fenol 1,7 x 10-18 ue 0,95 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.

Fuerzas de Van del Waals 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: Valor constante dieléctrica: fuerza para separar especies de carga opuesta 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: Interacción con dipolos inducidos 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 líquidos Ley 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 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 pHp corresponde al pH bajo el cual el fármaco precipita de la solución en su forma no ionizada