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Solubilidad de sólidos y el efecto de tamaño de partículas sobre la disolución

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INFORME DEL LABORATORIO N°4

SOLUBILIDAD DE SÓLIDOS Y EL EFECTO DE TAMAÑO DE PARTÍCULAS SOBRE LA DISOLUCIÓN

 

OBJETIVOS

 

MATERIALES

 

INTRODUCCIÓN

La solubilidad es una propiedad física que tiene una sustancia, la cual se suele expresar en términos descriptivos, refiriéndose a cuántas partes de un disolvente se requiere para solubilizar una parte de soluto o de la sustancia.

En término sencillos se puede decir que solubilidad es la capacidad de una sustancia de disolver otra.

Así tenemos, de acuerdo a la farmacopea de los Estados Unidos, los siguientes términos:

Término descriptivo Partes de disolvente que se requieren por una parte de soluto
Muy soluble Menos de 1
Libre o generosamente soluble De 1 a 10
Soluble De 10 a 30
Poco soluble De 30 a 100
Ligeramente soluble De 100 a 1000
Muy ligeramente soluble De 1000 a 10000
Prácticamente insoluble o insoluble 10000 o más

En farmacia la solubilidad de un principio activo o de un excipiente es sumamente importante en la elaboración de un medicamento dado, estableciendo desde un inicio de la formulación la posibilidad de que se trata de una solución, una suspensión o bien de una emulsión. Sin embargo, ésta no es la única importancia de la solubilidad en Farmacia, ya que la disolución y la velocidad de disolución influye en la absorción o biodisponibilidad de un medicamento para ejercer una acción farmacológica dad, de tal forma que en términos generales, se puede decir que, mientras más se encuentre un medicamento disuelto en el sitio de absorción, más rápido se absorberá y podrá ejercer su efecto.

Si el tamaño de las partículas del principio activo es grande su velocidad de disolución será lenta, la cual a su vez tendrá como consecuencia que la absorción del medicamento sea limitada por ese factor. Por lo tanto, al reducir el tamaño de partículas del medicamento se aumenta la superficie específica del medicamento lo que trae consigo un aumento de la velocidad de disolución del medicamento.

Otro aspecto que influye en la solubilidad de una sustancia es la forma cristalina. Los principios activos se suelen presentar en forma amorfa (no tienen una forma cristalina definida) cristalina, anhidras, con distintos grados de hidratación o solvatadas.

ACTIVIDADES

Tome un gramo de ácido benzoico y disuélvalo en 10 mL de agua a una temperatura de 25°C, anote sus observaciones. Incorpore 20 mL de agua y anote sus observaciones. Añada 70 mL más de agua, haga sus observaciones. Incorpore 100 m de agua, y anote sus observaciones. Repita nuevamente con 100 mL hasta disolver totalmente el ácido benzoico. Pese un gramo de ácido benzoico y disuélvalo en 10 mL de alcohol.

El ácido benzoico es un ácido carboxílico aromático que tiene un grupo carboxilo unido a un anillo fenílico. C7H6O2 (o C6H5COOH), es un sólido cristalino incoloro y el ácido carboxílico aromático más simple.

Estructura química del ácido benzoico

Imágenes del ácido benzoico

En condiciones normales se trata de un sólido incoloro con un ligero olor característico. Es poco soluble en agua fría pero tiene buena solubilidad en agua caliente o disolventes orgánicos.

Como se demostró en el experimento anterior vamos a presentar los resultados de solubilidad en la siguiente tabla.

SOLUBILIDAD DEL ÁCIDO BENZOICO
Solubilidad Observaciones
1 g de ácido benzoico + 10 mL de agua Insoluble
1 g de ácido benzoico + 30 mL de agua Insoluble
1 g de ácido benzoico + 100 mL de agua Insoluble
1 g de ácido benzoico + alcohol Soluble

Los materiales usados para esta prueba

Mezcla de ácido benzoico más agua en la primera imagen y luego la misma mezcla pero con 100 mL de agua.

Otras imágenes que muestran el proceso de mezcla con el policial de la sustancia de agua con el ácido benzoico. En la segunda imagen se puede apreciar su insolubilidad

Las mezclas de agua con ácido benzoico reposando

El ácido benzoico mezclado con alcohol resultó soluble, siendo el resultado contrario al realizar la misma prueba con agua.

Se pueden observar todas las mezclas realizadas con ácido benzoico y sus resultados. El primer Erlenmeyer de izquierda a derecha representa la mezcla con agua, se pueden observar la insolubilidad y otro Erlenmeyer representa la mezcla con alcohol en donde se puede observar solubilidad entre los componentes.

Tome un gramo de benzoato de sodio y disuélvalo en 10mL de agua a una temperatura de 25°C. Repita los pasos anteriores (Punto 2) hasta que se disuelva totalmente todo el benzoato de sodio. Haga lo mismo con alcohol.

SOLUBILIDAD DEL BENZOATO DE SODIO
Solubilidad Observaciones
1 g de benzoato de sodio + 10 mL de agua Soluble
1 g de benzoato de sodio + 30 mL de agua Soluble
1 g de benzoato de sodio + alcohol
10 mL insoluble
30 mL insoluble
40 mL insoluble

El benzoato de sodio, también conocido como benzoato de sosa o (E211), es una sal del ácido benzoico, blanca, cristalina y gelatinosa o granulada, de fórmula C6H5COONa. Es soluble en agua y ligeramente soluble en alcohol. La sal es antiséptica y se usa generalmente para conservar los alimentos.

Estructura química del benzoato de sodio y su apariencia física

En la foto presentada se pueden observar los frascos con benzoato de sodio y los Erlenmeyer corresponden a las mezclas realizadas con agua y con alcohol de forma separada cada Erlenmeyer. Los resultados de estas pruebas de solubilidad se presentan en las observaciones de la tabla anterior.

CUESTIONARIO

  1. Describa las características físicas del ácido benzoico y del benzoato de sodio
  2. Según los resultados obtenidos, de acuerdo a la escala descriptiva, cómo es la solubilidad del ácido benzoico y el benzoato de sodio en agua y en alcohol.
  3. Investigue las solubilidades del ácido benzoico, el benzoato de sodio y el talco simple en agua y en alcohol.
  4. ¿Cómo afecta el polimorfismo la solubilidad de los principios activos?
  5. ¿Que son solvatos?

RESPUESTAS

  1. Las características físicas del ácido benzoico son:
Ácido benzoico Benzoato de sodio
Estado físico escamas cristalinas blancas una sal blanca, cristalina y gelatinosa o granulada
Punto de fusión 122°C >300°C
Punto de ebullición 249°C N/A
Solubilidad 0,29g / 100 mL 1g/100 ml a 20°C: 63
Solubilidad del solvente Alcohol, benceno, éter. Agua

Ácido benzoico: es un sólido incoloro y el ácido carboxílico más simple. Es un ácido débil y sus sales se utilizan como conservante de alimentos. Es un precursor importante para la síntesis de muchas otras sustancias orgánicas. Ejemplos: salsas, encurtidos, también en la producción de sabores artificiales, fragancias y es un ajustador de pH.

Benzoato de sodio: también conocida como benzoato de sosa. Es una sal de ácido benzoico blanca, cristalina, gelatinosa o granulada es soluble en agua y ligeramente soluble en alcohol. Es efectivo en condiciones ácidas (vinagre)

  1. Según las tablas se puede concluir que la solubilidad del ácido benzoico es insoluble en agua, ocurriendo lo contrario en el alcohol, mientras que en el benzoato de sodio fueron los resultados prácticamente lo contrario, observándose solubilidad en el agua e insolubilidad en el alcohol.
  1. La solubilidades del ácido benzoico, benzoato de sodio y el talco simple son:
  1. El polimorfismo se define como la habilidad que posee una sustancia de existir en varias formas cristalinas con una diferente disposición espacial de las moléculas que forman el cristal. En la imagen a continuación se puede observar la forma como los polimorfos afecta la solubilidad de los principios activos convirtiéndolos en solvatos y en amorfos.

  1. Un solvato obedece al nombre de seudopolimorfismo, ya que presentan fases sólidas en las que moléculas de disolvente ocupan posiciones regulares dentro de la estructura cristalina. Algunos tipos de medicamentos como los esteroides, antibióticos y sulfonamidas son especialmente proclives a formar solvatos.

Citar este texto en formato APA: _______. (2024). WEBSCOLAR. Solubilidad de sólidos y el efecto de tamaño de partículas sobre la disolución. https://www.webscolar.com/solubilidad-de-solidos-y-el-efecto-de-tamano-de-particulas-sobre-la-disolucion. Fecha de consulta: 24 de noviembre de 2024.

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