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Propriedades das soluções CAPÍTULO 3<br />
consideráveis e o pH será alterado. A habilidade de um<br />
tampão de resistir aos efeitos de ácidos e bases é uma<br />
propriedade importante do ponto de vista prático. Esta<br />
habilidade é expressa em termos da capacidade de tamponamento<br />
(β). Ela pode ser definida como igual à quantidade<br />
de ácido ou base forte, expressa em mols de íon<br />
H + ou OH − , necessária para alterar o pH de um litro<br />
do tampão em uma unidade de pH. Dos comentários<br />
anteriores, deve ficar claro que a capacidade de tamponamento<br />
aumenta conforme a concentração dos componentes<br />
do tampão aumenta. Além disso, a capacidade<br />
também é afetada pela razão entre as concentrações do<br />
ácido fraco e seu sal, sendo a capacidade máxima (b max )<br />
obtida quanto a razão entre ácido e sal é = 1, ou seja,<br />
o pH é igual ao pK a do ácido.<br />
Os componentes de vários sistemas-tampão e as<br />
concentrações necessárias para produzir diferentes pH<br />
estão listados em vários livros de referência, como as<br />
farmacopeias. Ao selecionar um tampão apropriado, o<br />
valor do pK a do ácido deve ser próximo ao pH necessário<br />
e a compatibilidade dos componentes com outros<br />
ingredientes no sistema deve ser considerada. A toxicidade<br />
de componentes do tampão também deve ser<br />
levada em conta se a solução for usada para fins<br />
medicinais.<br />
Propriedades coligativas<br />
Quando um soluto não volátil é diluído em um solvente,<br />
certas propriedades da solução resultante são basicamente<br />
independentes da natureza do soluto e são determinadas<br />
pela concentração de partículas do soluto. Essas<br />
propriedades são chamadas de propriedades coligativas.<br />
No caso de um soluto não eletrolítico, as partículas de<br />
soluto serão moléculas, mas, se o soluto é um eletrólito,<br />
seu grau de dissociação determinará se as partículas serão<br />
apenas íons ou se uma mistura de íons e moléculas não<br />
dissociadas.<br />
A propriedade coligativa mais importante no aspecto<br />
farmacêutico é a pressão osmótica. Entretanto, como<br />
todas as propriedades coligativas estão relacionadas<br />
umas com as outras em virtude da sua dependência<br />
comum da concentração de moléculas do soluto, outras<br />
propriedades coligativas (como redução da pressão de<br />
vapor do solvente, elevação do seu ponto de ebulição e<br />
redução do seu ponto de fusão) são de interesse<br />
farmacêutico. As observações dessas outras propriedades<br />
oferecem alternativas às medidas da pressão osmótica<br />
como método para comparar as propriedades<br />
coligativas de diferentes soluções<br />
Pressão osmótica<br />
A pressão osmótica de uma solução é a pressão externa<br />
que deve ser aplicada a uma solução para evitar que<br />
ela seja diluída pela entrada de solvente por um processo<br />
conhecido como osmose. Esse consiste na difusão<br />
espontânea de solvente de uma solução de baixa concentração<br />
de soluto (ou solvente puro) para uma mais<br />
concentrada por meio de uma membrana semipermeável.<br />
Esse tipo de membrana separa as duas soluções e<br />
é permeável apenas a moléculas do solvente (ou seja,<br />
não às do soluto).<br />
Embora o processo ocorra espontaneamente sob<br />
temperatura e pressão constantes, as leis da termodinâmica<br />
indicam que ele será acompanhado por redução<br />
na energia livre (G) do sistema. Essa energia livre pode<br />
ser encarada como a energia disponível para a realização<br />
de trabalho útil. Quando se consegue uma posição<br />
de equilíbrio, não resta diferença entre as energias dos<br />
estados que estão em equilíbrio. A taxa de aumento<br />
na energia livre de uma solução causada por um<br />
aumento no número de mols de um componente é<br />
determinada pela energia livre molar parcial ( G ) ou<br />
pelo potencial químico (µ) daquele componente. Por<br />
exemplo, o potencial de solvente em uma solução<br />
binária é dado pela Equação 3.24. Os subscritos fora do<br />
parêntese do lado esquerdo indicam que a temperatura,<br />
a pressão e a quantidade de componente 1 (o soluto,<br />
neste caso) permanecem constantes:<br />
⎛ ∂G⎞<br />
⎝<br />
⎜<br />
∂ ⎠<br />
⎟ = G2 = µ 2<br />
n<br />
2 TPn , , 1<br />
(3.24)<br />
Uma vez que (por definição) apenas moléculas do<br />
solvente podem passar através de uma membrana<br />
semipermeável, a força-motriz (driving force) para<br />
osmose surge da desigualdade de potenciais químicos<br />
do solvente nos lados opostos da membrana. Assim, a<br />
direção de fluxo osmótico é da solução diluída (ou do<br />
solvente puro), em que o potencial químico do solvente<br />
é maior, devido à maior concentração de moléculas<br />
de solvente, para a solução mais concentrada, na<br />
qual a concentração e, consequentemente, o potencial<br />
químico do solvente são reduzidos pela presença de<br />
mais soluto. O potencial químico do solvente na<br />
solução mais concentrada pode ser aumentado, forçando-se<br />
as moléculas a uma proximidade maior sob a<br />
influência de uma pressão aplicada externamente. A<br />
osmose pode ser prevenida por tais meios – daí o<br />
termo pressão osmótica.<br />
A relação entre a pressão osmótica (π) e a concentração<br />
de um não eletrólito é definida para soluções<br />
diluídas. Presume-se que estas apresentam comportamento<br />
ideal pela equação de van’t Hoff (Equação<br />
3.25):<br />
πV<br />
= n 2 RT<br />
(3.25)<br />
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