iodesign_portfolio2

Propriedades das soluções CAPÍTULO 3
importância no delineamento de formas farmacêuticas e
na administração de fármacos. Muito já foi publicado em
outras fontes e com mais detalhamento. Por isso, o leitor
que necessite de informações adicionais pode buscar
algumas referindo-se à bibliografia no final do capítulo.
Tipos de solução
As soluções podem ser classificadas de acordo com o
estado físico (isto é, gasoso, líquido ou sólido) do(s)
soluto(s) e do solvente. Embora possa haver diversos
tipos, quase todas as soluções de interesse farmacêutico
têm solventes líquidos. Além disso, os solutos são predominantemente
substâncias sólidas. Consequentemente, a
maior parte da informação deste capítulo é relevante para
soluções de sólidos em líquidos.
Pressões de vapor de sólidos, líquidos
e soluções
Para entender várias das propriedades das soluções, é
necessário conhecer o conceito de uma solução ideal e
seu uso como sistema de referência, com o qual o comportamento
de soluções reais (não ideais) pode ser comparado.
Por sua vez, esse conceito baseia-se no
entendimento da pressão de vapor. A presente seção
serve como introdução para a discussão posterior sobre
soluções ideais e não ideais.
A teoria cinética da matéria mostra que o movimento
térmico das moléculas de uma substância no seu estado
gasoso é mais do que suficiente para superar as forças
atrativas que existem entre as moléculas. Assim, as
moléculas estarão submetidas a um movimento completamente
aleatório dentro dos limites do recipiente.
A situação é inversa, porém, quando a temperatura é
reduzida o suficiente para que uma fase condensada seja
formada. Nesta, os movimentos térmicos das moléculas
são agora insuficientes para superar completamente as
forças atrativas intermoleculares e surge algum grau de
ordem no arranjo relativo das moléculas. Esse estado
condensado pode ser líquido ou sólido.
No caso em que as forças intermoleculares sejam tão
fortes que deem origem a um alto grau de ordem,
quando a estrutura é influenciada muito pouco por
movimentos térmicos, a substância costuma estar no
estado sólido.
No estado condensado líquido, as influências relativas
do movimento térmico e das forças atrativas intermoleculares
são intermediárias entre aquelas nos estados
gasoso e sólido. Assim, os efeitos de interação entre os
dipolos permanentes e induzidos, isto é, as ditas forças
de atração de van der Waals, causam alguma coesão entre
as moléculas do líquido. Consequentemente, os líquidos
ocupam um volume definido sobre uma superfície, diferentemente
dos gases. Além disso, não obstante haja
evidência de estrutura nos líquidos, essa estrutura é
muito menos aparente do que nos sólidos.
Embora tanto os sólidos quanto os líquidos sejam sistemas
condensados com moléculas coesas, algumas das
moléculas nas superfícies desses sistemas ocasionalmente
irão adquirir energia suficiente para superar as forças
atrativas exercidas pelas moléculas adjacentes. Essas
moléculas podem, portanto, escapar da superfície para
formar uma fase de vapor. Na situação em que a temperatura
seja mantida constante, um equilíbrio será estabelecido
entre a fase de vapor e a fase condensada. A
pressão exercida pelo vapor neste equilíbrio é chamada
de pressão de vapor da substância.
Todos os sistemas condensados têm a habilidade inerente
de dar origem a uma pressão de vapor. No entanto,
as pressões de vapor exercidas pelos sólidos são geralmente
bem menores do que aquelas exercidas pelos
líquidos, pois as forças intermoleculares nos sólidos são
mais fortes do que nos líquidos. Portanto, a tendência
das moléculas superficiais ao escape é maior nos líquidos.
Consequentemente, a perda de vapor na superfície dos
líquidos pelo processo de evaporação é mais comum do
que a perda de vapor na superfície dos sólidos por
sublimação.
No caso de um solvente líquido contendo um soluto
dissolvido, as moléculas tanto do solvente quanto do
soluto podem apresentar tendência a escapar da superfície
e a contribuir para a pressão de vapor. As tendências
relativas ao escape dependerão do número relativo de
moléculas diferentes na superfície da solução e das intensidades
relativas das forças atrativas entre moléculas adjacentes
de solvente por um lado e moléculas do soluto e
do solvente por outro. Como as forças intermoleculares
entre solutos sólidos e solventes líquidos tendem a ser
relativamente fortes, essas moléculas de soluto geralmente
não escapam da superfície de uma solução e não
contribuem para a pressão de vapor. Em outras palavras,
o soluto não costuma ser volátil e a pressão de vapor
surge unicamente do equilíbrio dinâmico estabelecido
entre as taxas de evaporação e condensação de moléculas
de solvente contidas na solução. Em uma mistura de
líquidos miscíveis, ou seja, um líquido em uma solução
líquida, as moléculas de ambos os componentes tendem
a evaporar e contribuem para a pressão de vapor total
exercida pela solução.
Soluções ideais: Lei de Raoult
O conceito de uma solução ideal foi apresentado a fim
de oferecer um sistema-modelo que possa ser usado
como um padrão com o qual soluções reais ou não ideais
sejam comparadas. No modelo, presume-se que todas as
forças intermoleculares sejam idênticas. Assim, as interações
solvente/solvente, soluto/solvente e soluto/soluto
são idênticas e iguais à força da interação intermolecular
tanto no solvente puro quanto no soluto puro. Por causa
37