Transcript
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
1/28
1
CURS VI
DISPERSII LIOFOBE DE TIP S1 /L2
SOLURI. SUSPENSII
Sistemele disperse eterogene în care limita de separaţie interfazică este de tipul S1 / L2 sunt
suspensiile şi solurile. În funcţie de dimensiunea particulelor ce constituie faza dispersată, respectivde gradul de dispersie, aceste sisteme se numesc soluri (sisteme ultra – micro – eterogene: 10-9 – 10-7 m respectiv ∆ = 107 – 109 m-1) sau suspensii (sisteme micro – eterogene: 10-7 – 10-5 m respectiv ∆ = 105 – 107 m-1 şi macro – eterogene: 10-5 – 10-3 m respectiv ∆ = 103 – 105 m-1).
Tabelul I. Dispersii liofobe de tip S 1 / L2
DenumireaSistemului
Suprafaţainterfazică
Tipulsistemului
d(m)
∆ (m-1)
Soluri (coloizi liofobi,
soluri liofobe) S1 /L2
ultramicro
eterogen 10
-9
– 10
-7
10
7
– 10
9
Suspensiimicroeterogen 10- – 10- 10 – 10
macroeterogen 10- – 10- 10 – 10
SOLURI
(COLOIZI LIOFOBI, SOLURI LIOFOBE)
Definiţie: Solurile sunt sisteme disperse liofobe ultramicroeterogene de tip solid dispersat înlichid S1 /L2 cu dimensiunile 10
-9 - 10-7 m (grad de dispersie ∆=107 – 109 m-1).
Obţinerea solurilor
În funcţie de dimensiunea particulelor solide de la care se pleacă, solurile se pot obţine prindouă modalităţi:
prin condensarea (aglomerarea) în particule coloidale a moleculelor cu dimensiuni micisau a ionilor dintr-o soluţie, când are loc o creştere a dimensiunilor particulelor respectivscădere a gradului de dispersie al sistemului;
prin dispersarea (fragmentarea, mărunţirea) particulelor mari în altele mai mici, până seajunge în domeniul dimensiunilor coloidale, proces însoţit de creşterea gradului de
dispersie.Ob ţ inerea solurilor prin condensare
Pentru obţinerea solurilor prin condensare în se pot apllica procedee chimice sau procedeefizice.
Procedee chimice de ob ţ inere a solurilor prin condensare
Procedeela chimice au la bază formarea fazei disperasate (substanţa insolubilă) în urma uneireacţii chimce într-o soluţie.
Astfel, procesul de formare a particulelor prin condensarea moleculelor sau ionilor are loc îndouă etape: apariţia germenilor de condensare (aglomerări de particule – molecule sau ioni);
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
2/28
2
creşterea germenilor prin procesul de cristalizare.
În funcţie de tipul de reacţie ce are loc, substanţele insolubile ce constituie faza dispersată asolurilor se pot obţine prin: reacţii de dublu schimb, reacţii de hidroliză, reacţii redox, reacţii dedublă descompunere şi reacţii de peptizare.
Ob ţ inerea solurilor prin condensare chimică în urma reac ţ iilor de dublu schimb
Exemple de soluri ce se pot obţine prin reacţii de dublu schimb: solurile sulfurilor,hidroxizilor, ferocianurilor metalelor grele, halogenurilor de argint, toate în mediu apos.
Pentru exemplificare, redăm:
ecuaţia reacţiei de obţinere a sulfurii de arseniu:
3 3 2 2 3 22H AsO 3H S As S 6 H O+ → ↓ +
ecuaţia generală a reacţiei de obţinere a halogenurilor de argint:
3 3K X Ag NO AgX K NO+ − + − + −+ → ↓ +
în care: X = Cl, Br, I
Solurile care prezintă o stabilitate bună se formează doar în prezenţa unui mic exces dinreactivii utilizaţi.
Astfel, la obţinerea solului de iodură de argint prin reacţia dintre AgNO3 şi KI sunt posibiledouă cazuri: exces de AgNO3 sau exces de KI.
−+−+−+ +↓→+ 33 NOKAgINOAgIK
în exces de AgNO3, micela liofobă se formează prin unirea unui număr mare de moleculemici (n molecule de AgI) ca urmare a manifestării unor forţe fizice de interacţiune. Din cauzasuprafeţei de separaţie mari, unităţile cinetice se pot contopi. Stabilizarea se realizează prinadsorbţia de ioni de electrolit aflaţi în exces în soluţie la suprafaţa particulelor, când se formează unstrat dublu electric: în stratul solidar m ioni de argint şi (m – x) ioni nitrat iar în stratul difuz x ioninitrat ce compensează sarcina pozitivă a particulei:
3 3
nucleu strat difuzstrat dublu electric solidar(în mediul de dispersie)
particula coloidală
micela liofobă
; ;( )
x
nAgI mAg m x NO xNO
+
+ − − − ⋅
în exces de KI , micela liofobă se formează prin unirea unui număr mare de molecule mici(n molecule de AgI) ca urmare a manifestării unor forţe fizice de interacţiune. Din cauza suprafeţei
de separaţie mari, unităţile cinetice se pot contopi. Stabilizarea se realizează prin adsorbţia de ionide electrolit aflaţi în exces în soluţie la suprafaţa particulelor, când se formează un strat dublu
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
3/28
3
electric: în stratul solidar m ioni iodură şi (m – x) ioni de argint iar în stratul difuz x ioni de argint cecompensează sarcina negativă a particulei:
strat difuznucleu strat dublu electric solidar (în mediul de dispersie)
particula coloidală
micela liofobă
; ; ( )
x
nAgI mI m x K xK
−
− + +
− ⋅
Schematic, micela liofobă ce se formează poate fi reprezentată astfel:
Figura 1. Schema unei micele liofobe: a = în exces de AgNO3; b = în exces de KI
Ob ţ inerea solurilor prin condensare chimică în urma reac ţ iilor de hidroliză
Exemplu de sol ce se pot obţine prin reacţii de hidroliză: solul de hidroxid feric. Acest solpoate fi obţinut atât prin hidroliză la cald a clorurii ferice cât şi prin hidroliza la rece a acesteia înprezenţă de carbonat de amoniu.
Obţinerea solului de hidroxid feric prin hidroliza FeCl3 la cald:
3 2 2FeCl H O FeOCl HCl+ → ↓ + oxiclorura ferică
2 ( )FeOCl H O FeO OH HCl+ → ↓ + oxihidroxid feric
Nucleul particulei coloidale este format atât din oxiclorură ferică FeOCl, cât şi dinoxihidroxidul feric FeO(OH); o parte din moleculele de oxiclorură ferică ionizează în stratulsuperficial conferind sarcină pozitivă particulei coloidale:
FeOCl FeO Cl+ −→ +
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
4/28
4
strat difuznucleu strat dublu electric solidar (în mediul de dispersie)
particula coloidală
micela liofobă
( ) ; ;( )
x
mFeO OH pFeOCl nFeO n x Cl xCl
+
−+ −
+ − ⋅
În stratul superficial există deci ioni FeO+ şi Cl- iar în stratul difuz restul de ioni Cl-.
Obţinerea solului de hidroxid feric prin hidroliza FeCl3 la rece în prezenţă de (NH4)2CO3:
Reacţia de hidroliză la rece a clorurii ferice se conduce în prezenţa carbonatului de amoniu.
Se formează un precipitat de carbonat feric care în mediul de reacţie se descompune formând solul
de hidroxid feric – amstec FeO(OH) şi FeOCl:
3 4 2 3 2 4 24 5( ) 2 ( ) 2 10 5FeCl NH CO H O FeO OH FeOCl NH Cl CO+ + → + + +
Ob ţ inerea solurilor prin reac ţ ii redox
Exemplu: solul de sulf se obţine în urma reacţiei de oxidare a H2S cu un agent oxidant, ca deexmplu cromat de potasiu sau clorat de potasiu.
[ ]2 2 H S O S H O+ → ↓ + O altă reacţie în urma căreia se poate obţine solul de sulf poate fi oxidarea tiosulfatului de
sodiu cu acid sulfuric:2 2 3 2 4 2 4 2 2 Na S O H SO Na SO SO S H O+ → + + ↓ +
Ob ţ inerea solurilor prin dublă descompunere
Solul de As2S3 este obţinut prin trecerea unui curent (barbotarea) de H2S printr-o soluţieapoasă diluată de oxid arsenios:
2 3 2 2 3 23 3 As O H S As S H O+ → ↓ +
Ob ţ inerea solurilor prin peptizare
Peptizarea – este un proces de trecere a unui precipitat în particule coloidale prin adăugareaunui electrolit adecvat numit „agent de peptizare”.
În timpul peptizării, unii ioni din electrolitul adăugat vor fi adsorbiţi pe particuleleprecipitatului. Particulele astfel formate, fiind încărcate cu aceeaşi sarcină, se vor respinge şi vorforma soluţia coloidală.
De exemplu, la tratarea unui precipitat de Fe2O3 cu o cantitate mică de soluţie FeCl3 seobţine o soluţie coloidală de culoare roşu – brună.
3 33 3( ) ( )Fe OH Fe Fe OH Fe
+ ++ →
precipitat electrolit soluţie coloidală
Similar, un precipitat de AgCl poate fi peptizat prin agitare cu o solu ţie diluată de AgNO3,obţinînd astfel o soluţie coloidală de AgCl.
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
5/28
5
Procedee fizice de ob ţ inere a solurilor
Folosind procedee fizice, solurile se pot obţine prin condesarea particulelor cu dimensiunimici şi respectiv prin dispersarea particulelor cu dimensiuni mari.
Procedee fizice de ob ţ inere a solurilor prin condensare
Şi în cazul procedeelor fizice, condensarea moleculelor sau ionilor în particule coloidale areloc dintr-o soluţie suprasaturată.
De exemplu, condensarea prin procedee fizice poate avea loc:
prin răcire excesivă (soluţie alcoolică de sulf, seleniu etc., amestec de apă şi eter); prin evaporare îndelungată (exemplu: soluţie suprasaturată de acid molibdenic); prin înlocuirea solventului (se pot obţine soluţii coloidale ale unor substanţe cum sunt S
sau P – solubile în alcool dar insolubile în apă – prin diluarea unei soluţii alcoolice cuapă. Exemple: solul de colofoniu în apă, solul de sulf în apă sau solul de acid palmitic în
apă. prin schimbarea stării fizice – solurile unor substanţe cun sunt Hg sau S se pot obţine prin
trrecerea acestora în stare de vapori print-ro soluţie apoasă rece care conţine un stabilizantadecvat cum sunt unele săruri de amoniu sau citraţii.
Procedee fizice de ob ţ inere a solurilor prin dispersare
Prin dispersarea (fragmentarea) unei substanţe solide într-un mediu de dispersie lichid, la început se obţin particule relativ mari, grosiere (suspensii); mărunţirea continuă a acestor particulepoate duce în final la formarea unui sol.
Trecerea de la un sistem macro – eterogen la un sistem micro – eterogen şi apoi la un sistemultramicro – eterogen se realizează printr-o succesiune de sisteme intermediare cu grade dedispersie tot mai ridicate adică sisteme în care dimensiunea particulelor este din ce în ce mai mică.
Dispersarea substanţei are loc prin creşterea suprafeţei sale de separaţie faţă de mediul dedispersie şi implicit prin creşterea energiei libere superficiale (σ).
Mărirea suprafeţei interfazice, respectiv dispersarea substanţei este un proces provocat şiprin urmare este necesară cheltuirea unui anumit lucru mecanic (L) care pentru unitatea de suprafaţă creată va fi egală tocmai cu tensiunea superficială (γ ) existentă la limita fază dispersată / mediu dedispersie:
L k γ = ⋅ în care: k = coeficient al procesului de dispersare.
Lucrul mecanic consumat pentru dispersarea substanţei solide va fi cu atât mai mare cu câttensiunea superficială creşte. În prezenţa substanţelor tensioactive, tensiunea superficială scade,deci lucrul mecanic consumat pentru dispersare scade adică dispersarea se realizează mult mai uşor.
Particulele care rezultă prin dispersarea substanţei solide în prezenţa agenţilor tensioactivivor poseda la suprafaţa lor un strat superficial de adsorbţie.
Dispersarea se poate efectua: prin procedee mecanice (utilizând zdrobitori, mori sau mixere); prin procedee electrice (utilizând insttrumente pentru obţ inerea de spray electrolitic); prin procedee acustice (utilizând ultrasunetele);
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
6/28
6
Dispersare prin procedee mecanice
Reducerea dimensiunilor particulelor prezintă importanţ ă în practica farmaceutică, deoareceo dimensiune mai mică şi respectiv o suprafaţ ă mai mare duc la:
o mai mare uniformitate la cântăriri şi respectiv la conţ inutul în substanţ e active; o mai bună împrăştiere a prafurilor şi a pudrelor;
stabilitate mai bună a suspensiilor; creşterea vitezei de reacţ ie, de uscare, de extracţ ie etc.
Există bineînţ eles şi unele dezavantaje datorită reducerii excesive a dimensiunilorparticulelor:
posibilitatea apariţ iei unor modificări în formele polimorfe; posibilitatea degradării la încălzire; flotabilitate mică; apariţia unor probleme datorate electricităţii statice; adsorbţie de aer, şi astfel mai puţină umezeală.
După mecanismul prin care are loc reducerea dimensiunilor particulelor, deosebimmecanism de compresie, de impact; de tăiere şi de frecare.
Compresie (materialul este zdrobit prin aplicarea unei presiuni pozitive); Impact - apare când materialul este mai mult sau mai puţ in staţ ionar şi este lovit de un
obiect ce se mişcă cu viteză mare sau când particulele lovesc faza staţ ionară .În ambele cazuri seformează particule mai mici. De regulă au loc ambele fenomene, deoarece susbstanţ a este lovită deun corp iar particulele formate sunt aruncate spre carcasa maşinii;
Tăiere (materialul este tăiat prin intermediul unor lame); Frecare (materialul este supus unei presiuni externe, ca şi în compresie, dar suprafeţ ele se
mişcă relativ una faţ ă de cealaltă, rezultând o forţ ă de torsiune care va sparge particulele.Metode de reducere a dimensiunilor
Tăierea şi compresiunea au utilizare limitată în practica farmaceutică, în timp cemecanismele de impact şi frecare se folosesc fie separat fie combinate.
Instrumentele utilizate pentru reducerea dimensiunilor particulelor se numesc mori.Echipamentele bazate pe mecanismul de tăiere conţ in cuţ ite rotative ascuţ ite.
Figura 2. Exemple de cu ţ ite rotative
În cazul echipamentelor bazate pe compresiune, materialul este împins în interiorul unuiansamblu rotativ de formă conică, astfel încât, odată cu deplasarea materialului, acesta este şimărunţ it.
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
7/28
7
Figura 3. Reducerea dimensiunilor prin compresiune
Echipamente bazate pe mecanismul de impact
Mori cu ciocane – conţ in capuri ce ciocan fixate pe un rotor.Mori plate – conţ in două placi circulare, una fixă şi una rotativă, între care este introdus
materialul în apropierea axului de rotaţ ie şi este mărunţ it odată cu deplasarea spre exterior.
mori cu ciocane mori plate
Figura 4. Reducerea dimensiunilor prin impact
Echipamente bazate pe mecanismul de frecare
În laborator – se utilizează mojarul şi pistilul iar la scară mică se utilizează o moară cu role.
Echipamente bazate pe combinaţ ia mecasnismelor de impact ş i frecare
Sunt trei tipuri de echipamente: Moară coloidală; Moară cu bile; Moară cu fluid de înaltă energie.
În moara cu bile materialul primeşte impact de la bile şi este supus frecării între bile.În moara cu fluid, impactul şi frecarea apare între particulele aflate în micşare cu viteză
mare.
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
8/28
8
Moar ă coloidală
Moara coloidală este utilă pentru mărunţ ire, dispersare, omogenizare şi dsitrugereaaglomeratelor în producerea de pastelor alimentare, emulsiilor, agenţ ilor de acoperire, cremelor etc.
Scopul principal al unei mori coloidale este să producă particule cu dimensiuni foarte mici
(aproximativ 1 µm). Materialul este introdus între stator şi un rotor ce are o viteză de 20000 –30000 rotaţ ii / min. Între rotor şi stator este o distaţ ă de aproximativ 25 – 125 µm.
Datorită forţ elor de frecare foarte mari, moara coloidală se încălzeşte excesiv – necesită sisteme de răcire.
Figura 5. Mori coloidale
Moara cu bile
Moara cu bile conţ ine un container care se roteşte în jurul unui ax şi în care se află un numărde bile şi materialul ce trebuie mărunţ it. Efectul de cascadă ce are loc în interior aduce materialul ladimensiuni foarte mici.
moară rotativă cu bile moară vibratoare cu bile
Figura 6. Mori cu bile
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
9/28
9
Moar ă cu fluid
Moara cu fluid constă dintr-o conductă cu diametru de 20 – 200 mm în care se injectează unfluid (aer) sub presiune obţinând astfel o circulaţie a materialului în condiţii foarte turbulente. Caurmare a acesteia, a impactului precum şi a forţelor de frecare, particulele se dezintegrează.
Figura 7. Moar ă cu fluid
Ob ţ inerea solurilor prin procedeul ultrasunetelor
Se converteşte energia cinetică a unui flux de lichid într-o acţine de amestecare. Particulelesolide oscilează cu frecveţe mari rezultând cavitaţii, turbulenţe şi frecare, astfel încât substanţasolidă introdusă într-un câmp ultrasonic se dispersează fin.
Ex. de soluri obţinute prin acest procedeu: solul de Pb, Bi, Cu, Ag.
Acţiunea ultrasunetelor este selectivă, depinzând de natura materialului supus dispersării.
Ob ţ inerea solurilor prin procedeul arcului electric
Particulele de dimensiuni mari sunt pulverizate sub presiune într-un arc electric unde suntfragmentate.
Dacă între 2 electrozi introduşi în mediul de dispersie se realizează un arc voltaic, va luanaştere hidrosolul metalului din care sunt confecţionaţi electrozii (procedeul lui Bredig).
Ex. de soluri obţinute prin acest procedeu: soluri intens colorate de Au, Ag şi Pt.
Figura 8. Schema dispozitivului Bredig utilizat la ob ţ inerea solurilor prin procedeul în arc electric
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
10/28
Solurile pot conţine 2 tipuri d
particule grosiere (suspen
dispersii moleculare (ioni
Particulele grosiere se înd
Ionii sau moleculele se în
Purificare prin ultrafiltra
Datorită dimensiunilor mi
Sub vid;
Sub presiune
Cromatografie de per
Figura
Purificare prin dializă
Dializa se supune legii lui
Din aceste motive, dializei i se p
în care:
dtdn = viteza de dializă (variaţia n
S = suprafaţa eficace a membran
D = coeficient de difuziune al m
dx
dc= gradientul de concentraţi
dializante (împreună cu solul) şi
Dializa reprezintă proces
mari) prin difuzia amestecului pr
10
Metode de purificare a solurilor
e impurităţi:
sii)
sau molecule)
epărtează prin filtrare.
epărtează prin dializă (difuzia prin membra
re
ci, particulele se îndepărtează prin ultrafiltra
eaţie prin gel
9. Flitrare sub vid şi filtrare sub presiune
Fick:
ate aplica legea lui Fick:
−⋅=
dx
dcDS
dt
dn
umărului de moli de substanţă difuzată în fu
i dializante
leculelor ce traversează suprafaţa S
dintre soluţia ce se găseşte de partea inf
ea aflată de partea exterioară.
l de separare a particulelor unui coloid de cr
intr-o membrană semipermeabilă.
ă).
e în condiţii diferite:
ncţie de timp)
rioară a membranei
istaloizi (particule mai
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
11/28
11
Figura 10. Purificarea solurilor prin dializă
Din punct de vedere cinetic dializa este un proces de ordinul întâi.
Dacă peste procesul de difuziune a ionilor prin membrană se suprapune acţiunea unui câmpelectric continuu, eliminarea electroliţilor din solul supus purificării se poate accelera; procesul senumeşte electrodializă.
Aparatura: electrodializor, alcătuit din trei compartimente. În compartimentele laterale (I şiIII) se introduce un electrolit şi câte un electrod legat la o sursă de curent continuu. Încompartimentul din mijloc (II) se introduce solul brut. Ionii prezenţi în sol vor migra sprecompartimentele I şi III iar în compartimentul II rămâne solul purificat.
Figura 11. Electrodializor
Una dintre cele mai importante aplicaţii ale electrodializei constă în purificarea sângeluiprintr-un rinichi artificial.
Figura 12. Purificarea sângelui prin electrodializă
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
12/28
12
Stabilitatea şi distrugerea solurilor
Stabilitatea reprezintă capacitatea de menţinere neschimbată în timp a proprietăţilor iniţialeale sistemului.
Stabilitatea solurilor este conferită artificial prin utilizarea a doi factori: factorul electrostatic ce constă în formarea SDE (ce asigură respingerea electrostatică a
particulelor) → stabilitate electrocratică. factorul steric ce constă în adsorbţia unor molecule amfifile sau ai unor polimeri pesuprafaţa particulelor coloidale constituind o „barieră mecanică” în calea unirii particulelor→ stabilitate sterică sau liocratică.
Stabilitatea solurilor mai poate fi: stabiliatate cinetică = proprietatea particulelor de a se menţine în sol f ără a sedimenta stabiliatate agregativă = proprietatea particulelor de a se opune agregării (coagulării lor
spontane)
Coagularea este un fenomen ce constă în alipirea unor particule între ele cu formarea unor
agregate mai mari care sedimentează în câmp gravitaţional ducând la distrugerea solului.Coagularea este deci un proces de destabilizare a coloizilor prin adăugarea de reactivi care
neutralizează srcina solului. Reactivii de coagulare (coagulanţii) sunt, de obicei, săruri cationicepolivalente – Al3+, Fe3+ etc.).
Coagularea este în esenţă un proces chimic.
Coagularea solurilor cu electroli ţ i
Coagulare (precipitare ireversibilă) = proces prin care particulele unui sistem coloidal sealipesc între ele şi sedimentează în câmp gravitaţional.
Agenţi de coagulare = agenţi fizici (temperatură, lumină, acţiune mecanică) sau agenţichimici (electroliţi).
Concentraţia critică de coagulare sau pragul de coagulare (ck) = concentraţia minimă deelectrolit exprimată în milimoli sau miliechivalenţi gram la litru de sistem coloidal (sol liofob) careprovoacă coagularea acestuia.
Capacitatea de coagulare a electrolitului = mărimea inversă a pragului de coagulare (1/ck).
Tabelul II. Pragurile de coagulare (ck ) ale solului de Al2O3 (încărcat pozitiv) şi ale solului AgI
(încărcat negativ), cu diferi ţ i electroli ţ i
Solul de Al2O3 Solul de AgI
Electrolit ck ck mediu Electrolit ck ck mediu
KCl 46
52
LiNO3 165
142NaCl 43,5 NaNO3 140
KSCN 67 KNO3 136
KNO3 60 RbNO3 126
K2SO4 0,3
0,63
Mg(NO3)2 2,6
2,44MgCrO4 0,95 Ca(NO3)2 2,4
K2Cr2O7 0,63 Ba(NO3)2 2,26
K2CrO4 0,69 Zn(NO3)2 2,5
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
13/28
13
Acţiunea coagulantă a electroliţilor se datorează ionilor de semn contrar încărcăriiparticulelor de sol. S-a constatat că pe măsură ce creşte valenţa acestor ioni coagulanţi, pragurile decoagulare scad extrem de pronunţat.
Regula valenţei: când valenţa ionilor coagulanţi creşte în progresie aritmetică, pragurile decoagulare (ck) scad în progresie geometrică.
Figura 13. Gelificare şi coagulare
În prezenţa electroliţilor, forţele de repulsie dintre particulele încărcate ale solurilor scadeastfel încât coagularea devine mai uşoară.
Forţă de repulsie mare Forţă de repulsie mică
Figura 14. Coagularea solurilor în prezen ţă de electroli ţ i
Flocularea
O altă metodă de aglomerare a particulelor este flocularea.Procesul de floculare constă în aglomerarea particulelor destabilizate în particule mai mari
(flocoane) care pot fi îndepărtate prin sedimentare sau flotaţie.Preparate farmaceutice ca sisteme disperse ultramicroeterogene
Soluri cu complecşi coloidali de argint:Protargol (proteinat de argint) FRX 1 – 2,00 gColargol (argint coloidal) FRX 1 – 2,00 gArgirol (vitelinat de argint) 1 – 2,00 gApă distilată 100,00gAdministrare: la nivelul mucoasei nazale (erine) şi la nivelul mucoasei oculare (colire)
pentru acţiune antiseptică.
Protargolul (proteinatul de argint) conţine între 7,8 – 8,3% argint.Colargolul (argintul coloidal) conţine cel puţin 70% argint (se obţine din AgNO3 redus cusulfat feros).
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
14/28
14
Argirolul (vitelinatul de argint) conţine 20% argint.
ARGYROEPHEDRINE preparat tipizat (industrial)
Ephedrini levulinas 1,00 gArgenti vitelinas (20% argint) 0,50 g
Calcii levulinas 0,30 gNatrii levulinas anhydricus 0,20 gAqua destillata q.s. ad 100,00gForma farmaceutică: spray nazal sub formă de sol liofob.Indicaţii: rinite acute sau cronice, sinuzite, rinofaringite.
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
15/28
15
SUSPENSII
Suspensiile sunt sisteme disperse microeterogene (mai rar macroeterogene) liofobe, în carefaza dispersată se află în stare solidă iar mediul de dispersie este un lichid polar sau nepolar (S1 /L2).
Suspensiile pot conţine şi un al treilea component: agent de suspendare sau agent destabilitate.
d = 0,1 – 102
µm; ∆ = 104
– 107
m-1
;7 1
1 6
1 1d 0,1 m 10 m
d 10 10 µ ∆ −
− −= ⇒ = = =
⋅, 2 4 1
2 6
1 1d 10 m 10 m
d 10 10 µ ∆ −
−= ⇒ = = =
⋅
Componentele unei suspensii
faza dispersată sau faza internă – reprezintă faza discontinuă (substanţa aflată în staresolidă, insolubilă);
mediul de dispersie sau faza dispersantă – reprezintă faza externă sau faza continuă sauvehicul (substanţa aflată în stare lichidă); mediul de dispersie poate fi un lichid polar sau un lichidnepolar.
lichid polar: apa distilată, soluţii apoase; hidrocoloizi; se pot asocia: alcool, glicerol, propilenglicol.
lichid nepolar: uleiuri vegetale; parafină lichidă; soluţii uleioase la care se pot adăuga: lanolină, ceara, span-uri.
agentul de suspendare sau agent de dispersie sau agent de stabilitate (se adaugă laconcentraţii
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
16/28
16
Clasificarea suspensiilor după numărul de dimensiuni conţinute: suspensii monodisperse (particulele fazei dispersate au aceeaşi dimensiune); suspensii polidisperse (particulele fazei dispersate au dimensiuni diferite);
Clasificarea suspensiilor după dimensiunea particulelor solide suspensii coloidale (dimensiune < 10-6 m – fac parte din categoria sistemelor disperse
microeterogene); suspensii grosiere (dimensiune > 10-6 m – fac parte din categoria sistemelor dispersemicroeterogene şi macroeterogene);
nanosuspensii (masă de aproximativ 10 ng).
Clasificarea suspensiilor după natura mediului de dispersie lichid: hidrodispersii: suspensii apoase; organosuspensii:
suspensii hidro – alcoolice; suspensii hidro – glicerolate; suspensii hidro – propilen – glicolice;
suspensii alcoolice; suspensii glicerolate; suspensii uleioase.
Clasificarea suspensiilor după raportul fazelor suspensiei: suspensii diluate (în care concentraţia fazei dispersate este
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
17/28
17
suspensii administrate la nivelul mucoaselor: oculară, otică, nazală, rectală, vaginală,pulmonară;
suspensii administrate la nivelul pielii.
Ob ţ inerea suspensiilor
În general, suspensiile se prepară prin dispersarea substanţei solide, proces care constă îndivizarea avansată a fazei interne, insolubile, urmată de amestecarea şi suspendarea în mediul dedispersie lichid.
Modul de obţinere a suspensiilor include trei metode generale:
utilizarea floculării controlate; utilizarea unui vehicul structurat; o combinaţie a acestora.
Utilizarea unui vehicul structurat
sunt numiţi şi agenţi de îngroşare sau suspendare; sunt soluţii apoase de gume naturale şi sintetice. sunt utilizaţi pentru a creşte vâscozitatea suspensiei. metoda este aplicabilă doar pentru suspensii defloculate. Exemple: metilceluloza, carboxi – metil – celuloza sodică, acacia, gelatin, guma
tragacanta etc. Acestea sunt substanţe netoxice, inerte din punct de vederefarmacologic şi compatibile cu o gamă largă de ingrediente active şi inactive.
vehiculele structurate înglobeză particulele fazei disperse şi reduce sedimentarea lor; astfel, utilizarea particulelor defloculate în structura unui vehicul poate conduce la
formarea unui depozit solid la depozitare îndelungată; nu este de dorit o vâscozitate prea mare deoarece aceasta: determină dificultăţi în turnarea şi administrarea suspensiei; poate afecta absorbţia medicamentului, acesta fiind adsorbit pe suprafaţa
particulelor şi astfel se reduce viteza de dizolvare. nu este util pentru prepararea de suspensii parenterale deoarece acestea pot crea
probleme în capacitatea de a fi manevrate cu siringa datorită vâscozităţii mari.
Utilizarea floculării controlate se realizează prin adăugarea de agenţi de floculare, care pot fi electroliţi, substanţe
tensioactive sau polimeri;
Floculare în vehicule structurate uneori, în suspensia floculată pot fi adăugaţi agenţi de suspendare în scopul de a
întârzia sedimentarea; exemple de astfel de agenţi: carboxi – metil - celuloza, Carbopol 934, Veegum,
bentonita etc. Suspensiile preparate sunt evaluate prin determinarea stabilităţii lor fizice. Pentru
aceasta sunt utili doi parametri: volumul de sedimentare (evaluare calitativă); gradul de floculare (evaluare cantitativă).
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
18/28
18
Factori care influen ţ ează ob ţ inerea suspensiilor
În obţinerea suspensiilor farmaceutice trebuie luaţi în considerare mai mulţi factori:
proprietăţile structurale şi dimensiunea particulelor fazei dispersate (a substanţei solide); umectarea particulelor;
proprietăţile interfaciale (S/L); proprietăţile cinetice şi optice; proprietăţile electrice; proprietăţile reologice.
Controlul dimensiunii particulelor
Controlul dimensiunii particulelor (este o mărime critică şi trebuie să fie redusă în intervaluldeterminat timpul studiilor de preformulare). Este indicat să se evite particule prea mari sau preamici.
particule prea mari vor sedimenta mai repede;
particulele cu diametrul > 5 µm conferă o textură nisipoasă produsului ceea cepoate provoca iritaţii în cazul suspensiilor injectabile sau oftalmice;
particulele cu diametrul > 25 um pote bloca acul seringii. particulele prea mici formază cu uşurinţa o crustă la fundul vasului.
Umectarea particulelor
Materialele hidrofile (talc, ZnO, Mg2CO3) sunt umectate uşor cu apă în timp ce materialehidrofobe (sulf, cărbune) nu sunt umectate uşor cu apă datorită stratului de aer adsorbit pe suprafaţă.Astfel, particulele, chiar dacă au densitate ridicată, vor pluti pe suprafaţa lichidului, până ce stratulde aer este înlocuit complet.
Utilizarea unui agent de umectare permite eliminarea aerului de la suprafa ţă şi pătrundereauşoară a vehiculului în pori. Totuşi materiale hidrofobe sunt udate uşor de lichide nepolare.
Agenţii de umectare pot fi substanţe tensioactive, coloizi sau solvenţi:
substanţe tensioactive surfactanţii scad tensiunea superficială dintre particulele solide şi lichid şi, astfel
lichidul penetrează în porii particulelor înlocuind aerul şi astfel asigurând umectarea; ca agenţi de umectare sunt utilizate substanţe tensioactive cu HLB = 7 – 9; dezavantajele folosirii surfactanţilor ac agenţi de umectare sunt: au tendinţe de spumare;
au gust amar. unii agenţi tensioactivi, cum ar fi polisorbatul 80 interacţionează cu uniiconservanţi (de exemplu metil parabenul) şi reduc activitatea antimicrobiană;
pentru formularea suspensiilor orale şi parenterale cel mai des utilizat tensioactiv este polisorbatul 80;
laurilsulfatul de sodiu este utilizat pentru aplicare externă. coloizi hidrofili
coloizi hidrofili acoperă particulele substanţei solide hidrofobe cu unul sau mai multestraturi; acest lucru oferă caracter hidrofil particulelor solide şi facilitează astfelumectarea;
utilizarea coloizilor hidrofili determină deflocularea suspensiei datorită eliminării
forţei de atracţie; exemple de coloizi hidrofili: acacia, guma tragacanta, alginaţi, gelatina, lanolina,gălbenuş de ou, bentonita, metilceluloza etc.
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
19/28
19
solvenţi solvenţii cel mai frecvent folosiţi sunt alcoolul, glicerina, polietilen – glicolul şi
polipropilen – glicolul; mecanismul umectării constă în faptul că solventul intră în golurile dintre particule
înlocuind aerul şi separă materialul astfel încât apa poate pătrunde şi umectaparticulele.
Stabilitatea şi instabilitatea suspensiilor
Există situaţii în care suspensiile sunt instabile. În aceste cazuri este necesară intervenţia dinexterior pentru a conferi astfel stabilitate suspensiei.
Instabilitatea
Instabilitatea se manifestă în două moduri: tendinţa particulelor solide de a sedimenta în câmp gravitaţional (instabilitate cinetică); creşterea dimensiunilor particulelor şi implicit modificarea gradului de dispersie (în
sensul scăderii lui) ca urmare a agregării sau întărirea sedimentului prin cimentare(instabilitate agregativă).
De exemplu, micşorarea diametrului particulelor fazei dispersate determină creştereasuprafeţei totale a particulelor şi prin urmare conduce la creşterea energiei libere superficiale (F) aacestora, conform relaţiei:
F S ∆ γ ∆= ⋅ în care:
∆F = energia liberă superficială;γ = tensiunea superficială;∆ S = suprafaţa totală a particulelor.
Prin suspendarea particulelor solide şi amestecarea cu mediul de dispersie lichid, sistemuldispers capătă o energie liberă superficială mare şi devine instabil.Pentru a obţine o valoare redusă a energiei libere superficiale, se va realiza un grad de
dispersie mare şi se va micşora tensiunea superficială (γ ) prin utilizarea unui surfactant (tensid =agent tensioactiv) şi prin fenomenul de umectare a particulelor solide.
Surfactantul poate fi asociat cu un compus macromolecular care acţionează ca agent destabilizare a suspensiei prin creşterea vâscozităţii mediului de dispersie, cât şi prin formarea în jurulparticulelor fazei dispersate a unui film multimolecular.
În afară de surfactanţi, cu rol de agenţi umectanţi sunt folosiţi o serie de solvenţi miscibili cuapa: alcool etilic, glicerol, propilenglicol, soluţia de sorbitol, siropul simplu.
Influen ţ a sediment ării asupra stabilit ăţ ii suspensiilor
Stabilitatea suspensiilor este caracterizată de viteza de sedimentare a particulelor fazeidispersate. Ecuaţia de calcul a acestei viteze este dată de relaţia lui Stokes:
( )2 p m2 r gv
9
ρ ρ
η
⋅ ⋅ − ⋅=
⋅
în care:v = viteza de sedimentare a particulelor fazei dispersate (cm/s);r = raza particulelor fazei dispersate (cm);ρp = densitatea particulelor fazei dispersate (g/cm
3);
ρm = densitatea mediului de dispersie (g/cm3
);g = acceleraţia gravitaţională (980 cm/s);η = vâscozitatea (Pa·s).
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
20/28
20
Cu cât viteza de sedimentare este mai mică (deci timpul de sedimentare este mai mare), cuatât suspensia este mai stabilă.
Conform ecuaţiei lui Stokes, viteza de sedimentare a particulelor într-o suspensie poate fireduse prin:
micşorarea dimensiunii particulei;
reducerea diferenţei dintre densitatea particulelor şi a mediului de dispersie; densitateamediului de dispersie dintr-o suspensie poate fi mărită prin adăugarea unor substanţe (singure sau încombinaţie) cum sunt: polietilen glicolul, polivinil pirolidona, glicerina, sorbitolul, zahărul etc.
viteza de sedimentare scade odată cu creşterea vâscozităţii mediului de dispersie;vâscozitatea şi densitatea mediului de dipersie depind una de alta.
Parametrii ce vor fi luaţi în calcul în cazul sedimentării sunt volumul de sedimentare (sau înălţimea sedimentului pentru sediment floculate) şi gradul de floculare.
Volumul de sedimentare (F) reprezintă raportul dintre volumul final de sediment şivolumul original al suspensiei înainte de sedimentare:
final
initial
V
F V = unde:
Vfinal – volumul de sediment format;Vinitial – volumul original al suspensiei înainte de sedimentare.
Volumul original al suspensiei înainte de sedimentare
Volumulde sediment format
Figura 15. Determinarea volumului de sedimentare
Volumul de sedimentare (F) poate fi subunitar sau supraunitar. în mod normal, F < 1; dacă F < 1 ↔ Vfinal < Viniţial; volumul de sediment este mai mic decât volumul
original al suspensiei şi prezintă un supernatant clar după repaus; dacă F = 1 ↔ Vfinal = Viniţial; sistemul este în echilibru de floculare şi nu prezintă un
supernatant clar după repaus; dacă F > 1 ↔ Vfinal > Viniţial; volumul de sediment este mai mare decât volumul
original al suspensiei datorită reţelei de flocoane formate în suspensie. Gradul de floculare ( β ) reprezintă raportul dintre volumul de sedimentare al suspensiei
floculate (F) şi volumul de sedimentare al suspensiei defloculate (F∞):
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
21/28
Când volumul total al suspensiei
Valoarea minimă a grad
suspensiei floculate este egal cu
Gradul de floculare este u
referă la volumul de sediment flo
Influen ţ a mi şcării browni
Mişcarea browniană a
dispersat în mişcare aleatoare.
densitatea şi viscozitatea mediul
Bombardamentul cinetic
menţine particulele în stare suspe
Propriet ăţ i electrocinetic
Potenţialul zeta este defi
legat de suprafaţa solidă (plan de
Ionii care dau particulei
suprafaţa particulei există un st
semn contrar faţă de ionii det
formează un strat dublu electricde repulsie între particulele dispe
Dacă potenţialul zeta este
respingere, iar particulele se aglo
Particulele ce transportă
procese cum sunt cristalizarea,
exemplu surfactanţi ionici).
Vâscozitatea suspensiilor
Vâscozitatea suspensiilor
pentru capacitatea de turnare a
fizică din toate formele de dozar
21
final
initial floculat
final
initial defloculat
V
V F
V F
V
β ∞
= =
floculate este egal cu cel al suspensiei defloc
( )
( ) final floculat
final defloculat
V F
F V β
∞
= =
lui de floculare este 1 (în cazul în care vol
olumul de sedimentare a suspensiei deflocul
n parametru mai general decât volumul de se
culat dintr-un sistem defloculat.
ene asupra stabilit ăţ ii suspensiilor
particulelor previne sedimentarea prin m
işcarea browniană depinde de densitatea fa
i de dispersie.
a particulelor de către moleculele mediu
ndată.
ale suspensiilor
nit ca fiind diferenţa de potenţial dintre su
forfecare) şi regiunea electro-neutră a soluţi
sarcina lor sunt numiţi ioni determinanţi d
at de molecule de solvent fixate solid, îm
rminanţi de potenţial. Aceste două stratu
e sarcină (plan de forfecare). Potenţialul zetrsate adiacente, încărcate cu acelaşi semn.
redus sub o anumită valoare, forţele de atrac
merează, fenomen cunoscut sub numele de fl
arcină electrică, o pot primi fie de la adjuv
ionizarea unui grup funcţional, adsorbţia i
prezintă o mare importanţă pentru stabilit
cestora. După cum se ştie, suspensiile au c
din cauza sedimentării şi formării unui sedi
ulate:
mul de sedimentare a
ate);
dimentare deoarece se
nţinerea materialului
ei dispersate dar şi de
lui de suspendare va
rafaţa stratului strâns
i.
potenţial. Imediat la
reună cu unii ioni de
i de ioni la interfaţă
reglementează gradul
ţie depăşesc forţele de
oculare.
anţi fie în timpul unor
onilor din soluţie (de
tea suspensiilor ca şi
a mai mică stabilitate
ent aglomerat.
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
22/28
22
În conformitate cu expresia vitezei de sedimentare dată de legea lui Stokes:
( )2 p m2 r gv
9
ρ ρ
η
⋅ ⋅ − ⋅=
⋅
Odată ce creşte vâscozitatea mediului de dispersie va scade viteza de sedimentare obţinândastfel o stabilitate mai mare a suspensiei.
Pe de altă parte, odată cu creşterea vâscozităţii, scade capacitatea de turnare ceea cereprezintă un inconvenient pentru dozarea la pacienţi.Astfel, vâscozitatea suspensiei trebuie menţinută în intervalul optim pentru a avea o
stabilitate bună şi o capacitate de turnare bună pentru suspensie.Pentru a creşte vâscozitatea unei suspensii se pot folosi: amelioratori de vâscozitate: unele gume (acacia, tragacanta), polimeri derivaţi de celuloză
(carboxi – metil – celuloză sodică, metil – celuloză), argile (bentonita), zaharuri (glucoză,fructoză);
co – solvenţi (unii solvenţi care prezintă o vâscozitate ridicată sunt utilizaţi ca şi co –solvenţi cu scopul de a mări vâscozitatea mediului de dispersie.
vehicule structurate (agenţi de îngroşare sau suspendare).
Defloculare şi floculare
Aşa cum se ştie, în funcţie de stabilitatea şi aspectul sedimentului există două tipuri desuspensii: floculate şi defloculate.
În cazul suspensilor defloculate, particulele fazei dispersate sedimentează individual, lent,cu formarea unui sediment compact, cu volum redus care se va redispersa greu iar în timp poatedeveni compact, cimentat, ce nu se redispersează.
În cazul suspensilor floculate, particulele fazei dispersate sunt legate în agregate laxe numiteflocoane, ce ocupă aproape întreg volumul suspensiei, cu formarea unor sedimente înalte ce se vorredispersa la o uşoară agitare.
Suspensii defloculate
În suspensiile defloculate, particule individuale sedimentează cu o viteză de sedimentaremică, ceea ce previne antrenarea între particule a moleculelor de mediu de dispersie lichid, având carezultat o dificultate mai mare la redispersarea prin agitare. Fenomenul se numeşte încleiere. Însuspensiile defloculate, particulele mai mari sedimentează rapid iar particulele mai mici rămân înlichidul supernatant astfel încât acesta apare tulbure.
Figura 16. Suspensii defloculate
Ob ţ inerea sistemelor disperse defloculate
Sistemele disperse defloculate se obţin prin:
pulverizarea particulelor solide urmată de dispersarea în mediul de dispersie; cristalizarea controlată a substanţei solide, urmată de umectare şi dispersare în mediul dedispersie, amestecare şi agitare.
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
23/28
23
Ulterior, în scopul obţinerii unor suspensii cu o stabilitate bună, urmează procesul depeptizare (realizat în prezenţa unor electroliţi) şi realizarea stratului de solvatare (hidratare) care auca scop asigurarea dispersării individuale a particulelor fazei dispersate în mediul de dispersielichid.
Starea defloculată reprezintă starea în care particulele sedimentează individual cu o viteză
mai mare sau mai mică.
Figura 17. Suspensie defloculat ă
Suspensiile defloculate pot conţine:
particule defloculate în vehicul newtonian; aceste particule se obţin cu ajutorul unui agentde dispersie umectant (tip surfactant) ce scade tensiunea superficială iar mediul dedispersie este un lichid cu comportare newtoniană. În scopul măririi stabilităţii suspensiei
în mediul de dispersie se adaugă polioli. particule defloculate în mediu de dispersie nenewtonian. Mediul de dispersie poate fi
lichid cu comportare pseudoplastică sau plastică. În acest caz viteza de sedimentare va fimai mică deoarece sub acţiunea tensiunii tangenţiale de forfecare vâscozitatea aparentă (η*) este mare.
Ca agenţi de suspendare se pot utiliza:
surfactanţi; peptizanţi (electroliţi).
Ca agenţi de mărire a vâscozităţii se pot utiliza: guma arabică;
guma tragacanta; derivaţi de celuloză: metil celuloză, carboxi – metil celuloză sodică, hidroxi – propil –celuloză, hidroxi – propil – metil – celuloză, Avicel (celuloză microcristalină).
Suspensii floculate
În suspensiile floculate, flocoanele formate (agregate libere) determină creşterea vitezei desedimentare ca urmare a creşterii în dimensiuni a particulelor sedimentate. Prin urmare, suspensiilefloculate sedimentează mai repede. Sedimentarea depinde de dimensiunea flocoanelor dar şi deporozitatea lor.
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
24/28
24
Figura 18. Suspensie floculat ă
În suspensiile floculate, sedimentul tinde să păstreze structura flexibilă a flocoanelor cesedimentează rapid şi care conţin o cantitate apreciabilă de lichid încorporat.
Astfel, volumul de sediment final este relativ mare şi uşor redispersat prin agitare.Chiar şi cele mai mici particule existente sunt incluse în flocoane, astfel încât supernatantul
apare limpede.Pentru formarea unor suspensii floculate se folosesc agenţi de floculare, care pot fi
electroliţi, surfactanţi sau polimeri. electroliţi (de exemplu NaCl, sulfaţi, citraţi, fosfaţi sau alte săruri). Aceştia reduc
potenţialul zeta deoarece moleculele de electrolit înconjoară particulele solide ceea ceduce la scăderea potenţialului de repulsie şi aglomerează particulele formând flocoane.Puterea de floculare creşte cu valenţa ionilor.
surfactanţi - pentru a produce flocularea particulelor suspendate se folosesc atât substanţetensioactive ionice cât şi neionice. Surfactanţii ionici – cauzează neutralizarea sarciniielectrice a fiecărei particule; acestea sunt apoi atrase spre între ele prin forţe Van derWaals formând flocoanele. Surfactanţii neionici – sunt adsorbiţi pe mai mult de o singură particulă formând astfel o structură floculată.
polimerii (de exemplu alginat, amidon, derivaţi de celuloză) – posedă un lanţ lung înmoleculă. O parte din lanţ este adsorbit pe suprafaţa particulelor şi partea rămasă esteorientată spre mediul de dispersie. Apariţia unor punţi de legătură între aceste ultimeporţiuni duce la formarea de flocoane.
Figura 19. Formarea de flocoane folosind polimeri ca agen ţ i de floconare
Ob ţ inerea suspensiilor floculate
Sistemele disperse floculate se obţin în două etape:
Etapa I. Obţinerea fazei dispersate (particulele solide) prin pulverizarea sau prin
cristalizarea controlată a substanţei solide, urmată de umectare şi dispersarea în mediul dedispersie;
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
25/28
25
Etapa II constă în organizarea particulelor individuale în mici aglomerări numite flocoane(agregate laxe, uşoare).
Suspensiile floculate pot conţine:
particule floculate în vehicul newtonian; particulele vor sedimenta dar vor forma un
volum mare de sediment uşor de redispersat. particule floculate în vehicul nenewtonian; ca mediu de dispersie se utilizează vehiculepseudoplstice şi plastice, care la agitare se vor fluidifica ceea ce facilitează redispersarea.
Agenţii floculanţi pot fi:
electroliţi – ce acţionează prin scăderea potenţialului electrocinetic zeta; surfactanţi – ce acţionează prin adsorbţia la suprafaţa particulelor fazei dispersate cu
formarea unui film interfacial monomolecular continuu; ca urmare se produce o scădere atensiunii interfaciale solid/lichid (γ S/L) la o valoare la care particulele nu se mai potapropia unele de altele, rămânând ca unităţi individuale;
polimeri hidrofili.
Exemple de obţinere a unor suspensii floculate utilizând agenţi floculanţi:
dispersarea sulfului în apă utilizând CETRIMID (sare cuaternară de amoniu); dispersarea oxidului de zinc în ulei în prezenţa acidului oleic.
Date comparative între suspensiile floculate şi cele defloculate
În tabelul III se prezintă sumar unele date referitoare la suspensiile floculate şi celedefloculate (larticula fazei dispersate, viteza de sedimentare, sedimentul, redispersareasedimentului, aspectul sedimentului, supernatantul, volum de sedimentare).
Figura 20. Comportamentul la sedimentare a suspensiilor floculate şi defloculate
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
26/28
26
Tabelul III. Propriet ăţ i ale suspensiilor defloculate şi floculate
SUSPENSII DEFLOCULATE FLOCULATE
Particulele fazeidispersate
entităţi separate agregate laxe (flocoane)
Viteza desedimentare
este mică deoarece fiecare particulă dedimensiuni mici sedimentează separat
(rezultă o doză uniformă)
este mare deoarece particulelesedimentează ca agregate laxe(rezultă o doză neuniformă)
Sedimentul compact, cimentatlax, particulele nelegându-se
strâns unele de altele
Redispersareasedimentului
dificilă uşoară
Aspectulsedimentului
bun neelegant
Supernatantul opalescent clarVolum de
sedimentaremic mare
În figura 21 se prezintă modul de sedimentare în cazul suspensiilor defloculate şi floculate.
Figura 21. Sedimentarea într-o suspensie defloculat ă (a) şi floculat ă (b)
Exemple de substan ţ e medicamentoase formulate ca suspensii
Antibiotice (cefalosporine, cloramfenicol, tetracicline, macrolide – eritromicina,peniciline – ampicilina sau amoxiciclina, aminoglicozide – kanamicina sau novabiocina);
Antimicotice (nistatină, clotrimazol, metronidazol); Sulfamide (sulfametoxazol, sulfametoxidiazina, sulfamerazina, sulfametazina); Antimicrobiene diverse (clotrimazol, trimetoprim, fenitoină, negram, acid salicilic); Anti-inflamatoare (hidrocortizon, prednison, dexametazonă, ketazol, indometacin); Diuretice (hidroclorotiazida); Expectorante (terpin hidrat); Antidiareice (furazolidon); Antipruriginoase (mentol, camfor); Antitermice (paracetamol, acid acetil salicilic); Substanţe de contrast (sulfat de bariu);
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
27/28
27
Antiscabie (sulf); Cheratolitice (acid salicilic); Anestezice locale (anestezina); Antiacide (carbonat de calciu, oxid de magneziu, carbonat de magneziu, hidroxid de
aluminiu coloidal - alucol, caolin); Adsorbante (oxid de zinc, talc, caolin).
Exemple de produse farmaceutice
ce conţin sulfat de bariu
GASTROPAC (135 mg) pulbere suspendabilă pentru obţinerea suspensiei 40–60%PRONTO BARIO suspensie int. 60% 200 mLPRONTO BARIO – ESOFAGO – pastă SULFAT DE BARIU PRO RÖNTGENPulbere suspendabilă pentru obţinerea suspensiei 40–60%
Formule magistrale
RpAmidon 15 gOxid de zinc 15 gGlicerină 15 gApă disilată 55 g
M. f. suspensio D. s. extern
RpSulf 5 gCamfor 3 gAlcool etilic 4 gApa de calciu 88 g
M. f. suspensio D. s. extern
Avantaje şi dezavataje ale utilizării suspensiilor farmaceutice
Avantaje ale utilizării suspensiilor
unul din principalele avantaje constă în administrarea sub formă de suspensie a unorsubstanţe insolubile sau puţin solubile care trebuie administrate oral în forme lichide (pentru copii,vârstnici
şi pacien
ţi cu dificult
ăţi de înghi
ţire a formelor solide).
pe de altă parte, se evită degradarea unor medicamente în soluţii apoase prin: reducerea timpului de contact între particulele medicamentului solid şi mediul de
dispersie rezultând o creştere a stabilităţii unor medicamente cum este ampicilina dacă aceasta este adusă în formă de pudră;
suspendarea într-un mediu de dispersie neapos a medicamentelor care se degradează înprezenţa apei (de exemplu fenoxi metil penicilina se suspendă în unlei de cocos iarclorhidratul de tetraciclină în ulei);
medicamentele solide aduse în suspensie prezintă o viteză mare a biodisponibilităţii faţă de alte forme farmaceutice în ordinea:
Soluţie > Suspensie > Capsule > Comprimate > Comprimate acoperite
suspensiile pot masca unele gusturi neplăcute / amare ale unor medicamente (de exemplupentru cloramfenicol);
8/18/2019 Cursul 6 Soluri Si Suspensii
28/28
unele materiale trebuie să fie prezente în formă fin divizată pentru a avea o suprafaţă maimare. De exemplu, carbonatul şi trisiliacatul de magneziu sunt utilizate pentru a adsorbi uneletoxine şi este necesar ca suprafaţa lor adsorbantă să fie cât mai mare.
suspensiile pot fi utilizate pentru aplicaţii topice: de exemplu, loţiunea calmantă Bp, după evaporarea mediului de dispersie, se va găsi sub forma unui depozit solid, luminos;
suspensiile pot fi utilizate pentru administrare parenterală: de exemplu intramuscular
(i.m.) pentru a controla viteza de absorbţie. suspensiile sunt utilizate la producerea vaccinurilor; suspensiile sunt utilizate ca şi substanţă de contrast în radiografia cu raze X; de exemplu
administrarea orală şi rectală a propiliodonei; suspensiile sunt utilizate în aerosoli, de exemplu suspensia unor agenţi activi în amestecul
de propulsori.
Dezavantaje ale utilizării suspensiilor
Principalele dezavantaje ale utilizării suspensiilor sunt:
stabilitatea fizică, sedimentarea şi compactarea poate produce probleme; suspensiile sunt voluminoase, în timpul manipulării şi transportului trebuie să fie luate
măsuri de precauţie; sunt dificil de formulat; nu se poate obţine o doză uniformă şi precisă decât dacă suspensiile sunt ambalate în
unităţi de dozare.
În obţinerea suspensiilor farmaceutice sunt de dorit îndeplinirea mai multor caracteristici: particulele solide din suspensie nu trebuie să sedimenteze repede iar sedimentul obţinut
trebuie să fie uşor de resuspendat prin agitare moderată; trebuie să fie uşor de turnat f ără să fie prea apoasă sau nisipoasă; trebuie să aibă miros, culoare şi gust plăcut; trebuie să poată fi manipulate uşor cu seringa; trebuie să fie stabile fizic, chimic şi microbiologic; suspensiile parenterale şi cele oftalmice trebuie să poată fi sterilizate.
top related