Teorías de disolución.docx

Teorías de disolución Las teorías de disolución derivan, a partir de modelos que consideran las siguientes condiciones: a) La disolución de una partícula única de forma esférica, de un compuesto puro. b) El volumen del disolvente es entre 5 y 10 veces mayor al de saturación. Es decir, que la disolución final esta infinitamente diluida. A esta condición se le conoce como “sumidero” o de “penetrabilidad”. Las teorías parten desde un punto simple hacia uno más complejo. Las diferentes teorías de disolución son: Teoría de la Capa estacionaria. (Nerst y Brunner). Esta Teoría es la más simple e ilustra los conceptos básicos del proceso de disolución que involucra: 1. Una primera etapa donde las moléculas del sólido se solubilizan y equilibran instantáneamente en la interfase formando una capa estacionaria inherente a la partícula que se disuelve, cuya concentración es máxima o de saturación; por lo tanto no hay un gradiente de concentración en dicha capa estacionaria. 2. Una segunda etapa en la cual la transferencia de masa en la interfase hacia el seno del líquido, es el proceso más lento y se efectúa exclusivamente por difusión. Debido a que las partículas se encuentran en un estado de saturación, el coeficiente de difusión de las moléculas disueltas del soluto es independiente de la concentración. Por lo tanto, la velocidad de disolución del sólido está determinada por el movimiento Browniano de difusión de las moléculas disueltas en la capa estacionaria. Además se considera que el disolvente circula sobre la partícula sólida en una dinámica de flujo laminar, es decir sin turbulencias. Asimismo, se establece que las partículas pequeñas del sólido se disuelven más rápidamente que las grandes, debido a que hay una mayor área disponible para interactuar con el disolvente. La agitación incrementa la velocidad de disolución, debido a que disminuye el grosor de la capa estacionaria de difusión y las moléculas disueltas están más cercanas a la gran masa del disolvente. Es importante mencionar que en condiciones de sumidero o dilución infinita, el proceso de disolución estará caracterizado por una constante de velocidad de orden cero. Es decir, que el proceso es independiente de la concentración. Esta se considera una aproximación al fenómeno de disolución in vivo, ya que se considera que la barrera gastrointestinal actúa como un “sumidero” natural donde el fármaco es absorbido casi instantáneamente, a partir de que sus moléculas entran en solución. Teoría de la renovación superficial. (Dankwerst). Esta teoría establece que:



No existe una capa estacionaria de saturación alrededor de las partículas sólidas.  El flujo del disolvente alrededor de las partículas es de tipo turbulento.  El líquido sobre la superficie del sólido es constantemente reemplazado por disolvente fresco o limpio. Pero algunas semejanzas a la teoría de la capa estacionaria son:  Se establece un equilibrio en la interfase entre las moléculas en estado sólido y las moléculas que pasan al estado disuelto.  El paso limitante del proceso de disolución es: el transporte de masa hacia el seno del líquido. Este modelo puede ser descrito como una capa muy delgada alrededor de la partícula sólida, que es expuesta constantemente al disolvente que tiene una concentración menor de soluto en comparación a la que contiene la capa delgada (alrededor de la partícula), por lo que se le considera disolvente fresco. El flujo del disolvente es en forma de remolinos (turbulento), por lo que expone continuamente nuevas superficies del sólido. Teoría combinada de capa estacionaria y renovación superficial NerstDankwerst. (Toor y Marchelo). Tanto la teoría de la capa estacionaria y la de la renovación de superficie son conceptos relacionables. El punto de unión se establece a través del número de Schmidt. En este punto, valores pequeños del número de Schmidt están asociados a la teoría de la capa estacionaria y a una rápida velocidad de disolución, y valores altos para éste número, están asociados a bajas velocidades de disolución y patrones de flujo turbulentos. Es importante mencionar que, la velocidad con la cual las moléculas de soluto son transferibles hacia la solución, es muy importante desde el punto de vista biofarmacéutico. Teoría de la Barrera Interfacial o de solvatación limitada (Nedich y Kildsig). La barrera interfacial se presenta cuando se necesita una alta energía de activación para lograr el proceso de transporte de las moléculas del soluto en la interfase. Es decir, hay una reacción heterogénea de interfase, y este es el proceso más lento o limitante del fenómeno de disolución; por lo tanto, no hay un equilibrio en la interfase. La velocidad de transporte difusional es más lenta en la barrera interfacial, que en la capa estacionaria o en la renovación superficial. El coeficiente de difusión del soluto no es independiente de su concentración en el medio. Debido a que el coeficiente de difusión del soluto puede disminuir cuando la concentración de la solución aumenta, sobre todo en presencia de agentes que aumentan la viscosidad.

En otras palabras, esta teoría sugiere que las moléculas de soluto hidratadas, fluyen a través de un disolvente líquido estacionario. El disolvente actúa como una barrera porosa estacionaria en relación con el flujo del soluto. Lo anterior, aunado al paso limitante de transporte de moléculas de soluto hacia el seno del líquido, hace que se le denomine a este modelo de la “doble barrera”. Número de Schmidt Nos ayuda a determinar la velocidad a la que el soluto pasa a la solución. Números de Schmidt pequeños implican que la viscosidad del disolvente es baja y el coeficiente de difusión del soluto es alto, por lo tanto el proceso de disolución es rápido. Por el contrario, un valor alto del número de Schmidt, indica procesos de disolución lentos, debido a bajos coeficientes de difusión de las moléculas de soluto en un medio altamente viscoso.

Tensión superficial de un líquido La tensión superficial de un líquido se describe como la fuerza de cohesión o unión interna de sus moléculas. Cuando estas fuerzas son muy altas, el líquido tiene poca tendencia a extender su área y adherirse o interactuar con otra fase. Ángulo de humectación. La humectación de un sólido por un líquido está en función de la fuerza de atracción entre las moléculas de ambas fases, menos la fuerza de cohesión entre las moléculas del líquido puro. Una medida de la tendencia de humectación de un sólido por un líquido es el llamado ángulo de humectación, el cual se define como el espacio que impide la formación o en el cual no existe una interfase, entre los elementos de interés. En un ángulo de humectación mayor de 90° , el líquido tiende a permanecer aislado del sólido y la adición de un agente tensoactivo disminuye la tensión entre el sólido y el líquido, favoreciendo un aumento en el área de contacto entre estos. Con un ángulo de humectación menor de 90° se favorece el proceso de humectación del sólido con el líquido, ya que hay una mayor área de contacto que favorece el proceso de humectación.