U FACULTA LICEN GUÍA PA L FÍSICO DR. RO UNIVERSIDAD LATINA AD DE CIENCIAS DE LA SA NCIATURA EN FARMACIA ARA LAS SESIONE LABORATORIO FARMACIA II LF OLANDO VARGAS ZÚÑI 2011 ALUD A ES DE FA-23 IGA
UNIVERSIDAD LATINA
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD
LICENCIATURA EN FARMACIA
GUA PARA LAS SESIONES DE
LABORATORIO
FSICO FARMACIA
DR. ROLANDO VARGAS ZIGA
UNIVERSIDAD LATINA
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD
LICENCIATURA EN FARMACIA
GUA PARA LAS SESIONES DE
LABORATORIO
FSICO FARMACIA II LFA
DR. ROLANDO VARGAS ZIGA
2011
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD
LICENCIATURA EN FARMACIA
GUA PARA LAS SESIONES DE
I LFA-23
DR. ROLANDO VARGAS ZIGA
1
CONTENIDO
Aspectos administrativos ______________________________________________________________________ 2
Reglas para el trabajo en el laboratorio ____________________________________________________ 4
Sesin 1. Repaso de matemticas y del mtodo de regresin ___________________________ 9
Sesin 2. Absorcin de la radiacin electromagntica __________________________________ 11
Sesin 3. Aplicacin de la ley de Beer en procedimientos farmacuticos ___________ 21
Sesin 4. Verificacin de la tonicidad de disoluciones farmacuticas _______________ 29
Sesin 5. Efecto del pH sobre la estabilidad de los frmacos __________________________ 42
Sesin 6. Efecto del pH en la distribucin de los principios activos ___________________ 47
Sesin 7. Clculo de la solubilidad y de la pKa de una sustancia farmacutica ____ 54
Sesin 8. Preparacin de sistemas coloidales farmacuticos _________________________ 58
Sesin 9. Pruebas fsico qumicas bsicas del control de calidad _____________________ 72
Sesin 10. Reologa en sistemas farmacuticos __________________________________________ 85
Sesin 11. Velocidad de las reacciones qumicas _________________________________________ 97
Sesin 12. Orden de las reacciones ________________________________________________________ 101
Sesiones 13 y 14. Exposicin de los trabajos de investigacin _______________________ 106
Sesin 15. Examen final de laboratorio _________________________________________________ 112
Gua para la presentacin del informe escrito _________________________________________ 113
Bibliografa recomendada__________________________________________________________________ 118
2
Aspectos administrativos
Es requisito realizar todas las prcticas de laboratorio para aprobar el curso, el
laboratorio no es opcional. El estudiante que no se presente a una sesin de
laboratorio sin justificacin perder automticamente el curso, tanto terico como
el de laboratorio. Es requisito presentar el pre-reporte de la prctica de la semana
en cuestin, y el reporte completo de la sesin anterior para poder ingresar al
laboratorio; de no presentarlos el estudiante no podr ingresar, y se tomar como
ausencia sin justificacin alguna y por tanto perder automticamente el curso.
La entrada al laboratorio ser a la hora establecida en el programa. Se darn 10
minutos de tiempo y luego se proceder a cerrar las puertas y el estudiante no
podr realizar la prctica. Si existiera una justificacin de peso para la llegada
tarda podr reponer el laboratorio en el horario que se le indique, si el profesor
del curso considera que la justificacin es vlida.
Una vez iniciada la prctica, si el estudiante requiere salir, debe solicitar permiso
al respectivo profesor.
El estudiante que no asista a una prctica de laboratorio deber justificarla ante el
profesor, antes de que se lleve a cabo la prctica, el cual le indicar cuando debe
reponerla. No se permitir la salida de ningn estudiante antes de la conclusin de
la prctica. Si hubiese terminado la prctica correspondiente, proceder a iniciar
la elaboracin de su reporte dentro del laboratorio.
Al finalizar cada sesin prctica de laboratorio y antes de que el estudiante
abandone el laboratorio se har una sesin de discusin sobre los resultados
obtenidos con el fin de que el profesor pueda darse cuenta si los conceptos
tericos quedaron claros y permita que el estudiante sugiera en caso de no haber
obtenido los resultados esperados, posibles fuentes de error y como corregirlas.
La evaluacin de reportes busca evaluar otros aspectos relacionados con el trabajo
de laboratorio, tales como la puntualidad en la entrega, presentacin y contenido
global de los mismos. Estos se entregarn, para su revisin, a ms tardar una
semana despus de la realizacin de la prctica correspondiente. El docente
3
brindar las instrucciones necesarias para la elaboracin de dichos reportes. El
reporte, debidamente corregido, ser devuelto 10 das despus de su entrega. Por
cada da de atraso en la entrega del reporte se rebajarn 30 puntos a la nota total
del respectivo reporte.
Para trabajar en el laboratorio se requiere traer: gabacha, pao de limpieza,
marcador, papel semilogartmico y milimtrico, jabn lquido o detergente, papel
toalla, etiquetas, pera. Se exigir utilizar en todas las prcticas anteojos de
seguridad y, mascarillas, cuando sea necesario.
Obligaciones del Estudiante:
Conocer y cumplir con las reglas mnimas de seguridad en el laboratorio, las cules
se incorporaran como un documento del manual del laboratorio. Estas normas de
seguridad podrn ser parte de la evaluacin del curso en cualquier momento.
Al finalizar la prctica debe almacenar los reactivos que utiliz acomodados en su
respectivo lugar.
Trabajar ordenado y al finalizar dejar las mesas limpias.
Debe verificar que antes de salir del laboratorio los aparatos electricos estn
desconectados los aparatos elctricos utilizados
Debe realizar el trabajo de forma ordenada en los fregaderos, deben evitarse los
derrames de agua y deben quedar limpios y ordenados.
Es responsabilidad del estudiante verificar que los instrumentos y equipos estn
lavados antes de utilizarlos y luego lavarlos y secarlos muy bien, todo el material
que utiliz en la prctica y entregarlo en perfectas condiciones al asistente.
Al realizar las prcticas debe ser comedido con el uso de reactivos y no
desperdiciar los reactivos.
Evaluacin:
La nota de laboratorio corresponde a un 25% de la nota total del curso, dividida de la
siguiente manera:
Reportes 40%
Trabajo de investigacin 20%
Examen final 40%
Total Laboratorio 100%
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Reglas para el trabajo en el laboratorio
Al trabajar en un laboratorio es necesario cumplir con ciertas reglas que permiten
desempearse con orden, eficiencia y sobre todo seguridad.
Las siguientes son reglas que deben cumplirse en el Laboratorio de Fsico Farmacia I:
1) Al laboratorio debe traerse todo lo necesario para efectuar un trabajo
seguro y eficiente.
2) Las mesas, equipo de vidrio y aparatos en general deben permanecer
siempre limpios y en ptimas condiciones.
3) Los reactivos que hay en el laboratorio deben permanecer siempre
acomodados en su respectivo lugar y en condiciones de luz y temperatura
adecuadas.
4) Todo recipiente que contenga reactivos debe estar etiquetado. El contenido
de recipientes sin etiqueta se debe desechar.
5) Nunca debe devolver sobrantes al recipiente original.
6) De los frascos originales de reactivos se debe tomar estrictamente la
cantidad que necesite en un beaker, pero nunca se deben introducir en stos
pipetas, goteros y otros con tal fin.
7) Sobre la mesa de trabajo slo debe permanecer lo estrictamente necesario
para la realizacin de la prctica.
8) Todo material biolgico (sangre, orina, jeringas, etc) debe ser autoclavado
antes de desecharlo.
9) Al concluir cada prctica de laboratorio todo el material utilizado debe
quedar limpio y acomodado. Los aparatos deben apagarse y desconectarse. Las
pilas deben quedar limpias y los tubos cerrados para evitar derrames de agua.
Normas de Seguridad para el Laboratorio
Todos los laboratorios son escenario frecuente de accidentes, la mayora de los cuales
apenas tienen importancia. Algunos, no obstante, revisten especial gravedad. Lo que
denominamos accidentes, no es algo que ocurre casualmente, si no que est
5
ocasionado por procedimientos inadecuados o realizados sin cuidado. Si se observa
cuidadosamente, las precauciones que se enumeran en este apartado evitar
contratiempos y el alumno aprender, el hbito de adoptar medidas de seguridad, que
le resultarn de un valor inestimable no solo en el laboratorio, sino tambin en
cualquier lugar de trabajo.
La regla principal indica que ante cualquier accidente, debe procederse racionalmente y
con calma, notificando inmediatamente al asistente o la persona a cargo en ese
momento.
1. Manipulacin de material punzo cortante:
Cuando se manipula vidrio, para introducirlo en tapones o mangueras, se debe
lubricar con glicerina o agua y proteger las manos con una toalla. Las manos no deben
trabajar muy prximas a materiales punzo cortantes para evitar lesiones por contacto
accidental.
2. Proteccin de los ojos
Los ojos deben ser protegidos durante todo el periodo de laboratorio, sea o no
peligroso lo que se est haciendo. Los anteojos corrientes son aceptables pero
preferiblemente utilizar los de seguridad.
3. Precauciones generales
a. Mantener los grifos del gas y del agua, cerrados cuando no se estn utilizando.
Asignar un encargado de abrir y cerrar los grifos respectivos al inicio y al final de la
prctica.
b. Los desechos insolubles, tales como papeles de filtro, cerillas o similares, deben
desecharse en las papeleras o cubos de basura, pero nunca en las pilas de desage.
c. Mantener siempre limpia las mesas y aparatos de laboratorio. Sea limpio en su
trabajo. Si salpica algo, lmpielo.
d. Coloque sobre la mesa de trabajo, slo aquellos utensilios que sean
indispensables para la realizacin de la prctica.
6
e. Maneje cuidadosamente, con pinzas u otros utensilios, los objetos calientes y
colquelos sobre una lmina de asbestos.
f. Nunca se debe trabajar sin que haya otra persona en el laboratorio. Se debe
trabajar cerca de otras personas para que en caso de accidente se den cuanta
rpidamente y puedan brindar ayuda.
g. Lavarse con abundante agua las manos despus de utilizar los reactivos o
despus de salpicarse con uno de ellos.
h. Al determinar el olor de un compuesto conocido certificado como no txico,
coloque el recipiente a no menos de una cuarta de la nariz y suavemente lleve con la
otra mano un poco del aire que est sobre el recipiente. Inhale lentamente, si no se
detecta olor alguno, puede acercar ms la botella pero nunca inhale profundamente.
4. Precauciones contra incendios
a. Nunca deje el quemador encendido si no lo est usando.
b. Debe evitarse el uso de mangas flojas o pauelos sueltos y el cabello largo debe
amarrase hacia atrs.
c. El fumado se prohbe dentro del laboratorio.
d. Nunca arrojar fsforos a canales o pilas.
e. Nunca dirija un tubo de ensayo o la boca de un matraz con lquidos en
ebullicin o material en reaccin, hacia el vecino o hacia s mismo. Puede proyectarse
el contenido.
f. Antes de encender el quemador, est seguro de que no se est manipulando
disolventes en su cercana. Los vapores orgnicos son ms pesados que el aire y
descienden rpidamente y sobre las mesas se pueden inflamar a varios metros de
distancia.
g. Se debe estar familiarizados con la localizacin de los extintores, mantas,
aspersores de agua y otros sistemas de extincin de fuego.
5. Como combatir el incendio
e. Un fuego pequeo se puede apagar tapando la zona con una toalla hmeda. Se
deben cerrar las llaves de quemadores vecinos.
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f. Se puede aplicar el chorro de anhdrido carbnico de un extintor en fuegos de
mayor extensin, siempre que la aplicacin se haga a una distancia prudente (a no
menos de un metro) y no sea por disolventes inflamables.
g. En caso de que se encienda la ropa de una persona, se debe cubrir con una
toalla hmeda, envolver con una manta apropiada mientras tanto y si no se extingui
el fuego, se la puede trasladar bajo la ducha de agua.
6. Primeros auxilios
a. Cortaduras
Lavar la herida con abundante agua fra y aplicar un vendaje antisptico.
b. Quemaduras
Las quemaduras causadas en la piel por agentes qumicos se tratarn segn la
naturaleza de los mismos, por lo tanto si son de:
NATURALEZA CIDA, luego de lavar con abundante agua, se debe aplicar una pasta de
bicarbonato de sodio y agua, dejarla unos minutos sobre la piel y lavar con agua
NATURALEZA BSICA, luego de lavar con agua en abundancia, se debe aplicar una
solucin al 1% de cido brico y despus con agua nuevamente. Aplicar finalmente
unas gotas de aceite de oliva estril, que contenga 1% de para-aminobenzoato de etilo.
Para esterilizar el aceite se habr calentado previamente a 110 C y se tendr
guardado en condiciones aspticas.
c. Quemaduras extensas
Aplicar sobre la parte afectada una crema de sulfanilamida, jalea de violeta cristal de
genciana o de sufadiazina de plata, o una solucin de cido tnico al 5%. Si el caso lo
requiere, acostar al accidentado, abrigarlo y suministrarle una bebida caliente.
d. Incendio en la ropa
Hacer rodar a la vctima por el suelo. De ninguna manera que corra. Cubrir
inmediatamente con una toalla o una manta la parte que est ardiendo. El extintor de
dixido de carbono puede ser muy til.
e. Salpicadura en los ojos por cidos o bases
Aplicar agua en abundancia sobre la parte afectada. Si es de carcter cida, aplicar
una solucin diluida de bicarbonato de sodio y despus nuevamente agua en
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abundancia. Si es de carcter bsico, una solucin de cido brico y agua en gran
cantidad.
f. Para cristales que se hayan introducido en los ojos
Si no se pueden extraer fcilmente, hacer que el ojo se mantenga constantemente
abierto, sujetando los prpados hasta la llegada del mdico.
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Sesin 1. Repaso de matemticas y del mtodo de regresin
JUSTIFICACIN
El curso de Fsico Farmacia II, como el segundo curso bsico de fsico qumica,
requiere la conjuncin de conocimientos qumicos, fsicos y matemticos. En el
desarrollo de cada tema se utilizarn modelos relativamente simples, que requieren
del estudiante manejo de conceptos matemticos fundamentales, as como del mtodo
de regresin lineal.
OBJETIVOS
Repasar conceptos matemticos bsicos para su utilizacin en el desarrollo del curso.
Resolver ejercicios mediante el uso del mtodo de regresin lineal para su correcta
utilizacin en este curso y posteriores.
INSTRUCCIONES
Resuelva los siguientes ejercicios, segn lo indicado en cada apartado.
1. Encontrar las derivadas parciales primeras con respecto a x e y
a. , 2 3 5 b. , 3 7 c. , ln d. , ln e. , f. , g. ,
2. La temperatura en todo punto (x,y) de una placa metlica viene dada por
500 0,6 1,5
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donde x e y se miden en metros. En el punto (2,3), encontrar la razn de cambio de la temperatura respecto de la distancia al movernos sobre la placa en las direcciones de los ejes x e y.
3. Segn la ley de los gases ideales, PV=kT, donde P es la presin, V el volumen, T la
temperatura y k una constante de proporcionalidad. Hallar !
"
4. Resuelva las siguientes ecuaciones diferenciales
a. ## 3
b. ##
c. ##
d. ## $
5. Se obtuvieron los siguientes resultados al analizar un conjunto de soluciones
patrn de plata por espectrometra de absorcin atmica.
Concentracin/ ng mL-1 0 5 10 15 20 25 30
Absorbancia 0,003 0,127 0,251 0,390 0,498 0,625 0,763
6. Los siguientes datos corresponden a la descomposicin de un nuevo frmaco en
solucin ajustada a pH 5,0 y a 25C de temperatura.
Conc. (g/mL) 250,0 215,3 179,0 145,5 105,7 71,0
Tiempo (semanas) 0 10 20 30 40 50
Determine la ecuacin que relaciona ambas variables.
REFERENCIA
1. Miller, J. N.; Miller, J. C. Estadstica y Quimiometra para Qumica Analtica, 4ta.
edicin; Prentice Hall: Madrid, 2002; pp. 119-120.
11
Sesin 2. Absorcin de la radiacin electromagntica
JUSTIFICACIN
El anlisis cuantitativo de la mayora de los principios activos recurre a un mtodo
que involucra el concepto fsico qumico de absorcin de la radiacin
electromagntica. Por lo anterior se entiende la importancia de estudiar, comprender
e interpretar los espectros de absorcin de diferentes sustancias.
OBJETIVOS
1. Determinar el espectro de absorcin en la regin visible de varias sustancias
qumicas.
2. Analizar el espectro de absorcin de una determinada sustancia para
seleccionar la longitud ptima de absorcin.
INTRODUCCIN
Todos los tomos y molculas absorben radiacin electromagntica a longitudes de
onda determinadas. Esto es debido a que tanto iones como molculas slo pueden
existir en ciertos estados discretos caracterizados por cantidades fijas de energa. Por
lo tanto, cuando una especie qumica absorbe radiacin, lo hace slo cuando la
cantidad de energa de la radiacin, corresponde a las transiciones individuales de un
estado energtico a otro (Sinko, 2006).
Los espectrofotmetros de absorcin de la regin del visible (colormetros) son
instrumentos analticos de importancia y utilidad en la medicin cuantitativa,
permitiendo conocer la atenuacin de la intensidad con que un haz de luz incidente
atraviesa una solucin transparente. Como se ver ms adelante, conociendo esta
medicin, ser posible determinar la concentracin de alguna sustancia en solucin
(Skoog, Holler, y Nieman, 2001).
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La medicin de la intensidad luminosa se puede interpretar en trminos de, ya sea de
"intensidad absorbida" (Absorbancia, A), o como "intensidad expedida"
(Transmitancia, T). Para obtener la informacin sobre la longitud de onda adecuada,
se mide y grafica el % de transmitancia o la absorbancia de la solucin como una
funcin de la longitud de onda de la luz incidente, a travs de toda la regin del
espectro visible ultravioleta. La grfica resultante es llamada espectro de
absorcin (Skoog, Holler, y Nieman, 2001; Sanz, 1992).
La longitud de onda de la luz seleccionada u ptima debe ser aquella en la cual la
intensidad absorbida sea mayor, la cual se observa en el espectro de absorcin como
un mximo, con el fin de que las mediciones sean menos sensibles a errores debidos a
una posible falta de reproducibilidad en el ajuste instrumental de la longitud de onda.
Es decir, la regin o ancho de banda donde se presente el mximo debe ser tal que un
cambio en la longitud de onda no implique un cambio considerable en la absorcin,
esto debido a que el espectrofotmetro (colormetro) es capaz de separar un ancho de
banda que usualmente es de 8 nm. As de sta forma la situacin se asemeje a la que
se obtiene si fuera posible aislar una longitud de onda simple. ste mximo se
presenta a una longitud de onda denominada longitud de onda mxima de absorcin o
longitud de onda de trabajo (Skoog y West, 2002).
Dependiendo de la longitud de onda en la cual ms absorba la sustancia en solucin,
las longitudes de onda emitidas llegan al ojo, stas son las que indican el color del
medio. As se dice que ste color es complementario al color que se percibe si la luz
absorbida se pudiera detectar, debido a que la intensidad de la luz emitida y absorbida
juntas forman la luz blanca original. El cuadro I puede utilizarse como una gua que
longitud absorbe y cual color observaremos la solucin de la sustancia analizada
(Sinko, 2006; Skoog, Holler, y Nieman, 2001).
Existen sustancias medicamentosas, que por su estructura qumica son coloreadas,
por ejemplo, la presencia de grupos azo, como en la fenazopiridina, o la existencia de
cadenas resonantes conjugadas extensas, como en los carotenos, permite que
absorban luz en el espectro visible y puedan ser analizadas por colorimetra. Por
ejemplo la fenazopiridina se emple como colorante asociado desde 1920. El
compuesto es una azoanilina que produce una coloracin, de naranja a rojo a la orina,
hecho que debe informarse al paciente. Ejerce acciones analgsicas y anestsicas
locales sobre la mucosa del tracto urinario, aunque su mecanismo de accin exacto no
se conoce completamente, existe evidencia de su accin al aliviar los sntomas en
casos de: disuria, polaquiuria, tenesmo, cistitis, prostatitis y uretritis
2007; Feria, 1998).
Figura 1. Fenazopiridina (Dibujado con ACD/ChemSketch 10.02)
Otras sustancias obtienen color mediante la formacin de complejos de forma directa
o indirecta, el salicilato forma complejos con el hierro (III) y los compuestos
imidazlicos como el metronidazol, el clotrimazol , o el ketoconazol entre otros,
desplazan el complejo octaedrco de color rosado plido, formado entre el cloroformo
y el cloruro cobaltoso en acetona , hacia un complejo cuadraedrico de color celeste
agua, de manera proporcional a la concentracin del activo
Foundation, 1983).
Figura 2. cido Saliclico, precursor del in salicilato (Dibujado con ACD/ChemSketch
absorban luz en el espectro visible y puedan ser analizadas por colorimetra. Por
ejemplo la fenazopiridina se emple como colorante asociado desde 1920. El
ompuesto es una azoanilina que produce una coloracin, de naranja a rojo a la orina,
hecho que debe informarse al paciente. Ejerce acciones analgsicas y anestsicas
locales sobre la mucosa del tracto urinario, aunque su mecanismo de accin exacto no
onoce completamente, existe evidencia de su accin al aliviar los sntomas en
casos de: disuria, polaquiuria, tenesmo, cistitis, prostatitis y uretritis
Figura 1. Fenazopiridina (Dibujado con ACD/ChemSketch 10.02)
Otras sustancias obtienen color mediante la formacin de complejos de forma directa
o indirecta, el salicilato forma complejos con el hierro (III) y los compuestos
imidazlicos como el metronidazol, el clotrimazol , o el ketoconazol entre otros,
n el complejo octaedrco de color rosado plido, formado entre el cloroformo
y el cloruro cobaltoso en acetona , hacia un complejo cuadraedrico de color celeste
agua, de manera proporcional a la concentracin del activo
co, precursor del in salicilato (Dibujado con ACD/ChemSketch
10.02)
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absorban luz en el espectro visible y puedan ser analizadas por colorimetra. Por
ejemplo la fenazopiridina se emple como colorante asociado desde 1920. El
ompuesto es una azoanilina que produce una coloracin, de naranja a rojo a la orina,
hecho que debe informarse al paciente. Ejerce acciones analgsicas y anestsicas
locales sobre la mucosa del tracto urinario, aunque su mecanismo de accin exacto no
onoce completamente, existe evidencia de su accin al aliviar los sntomas en
casos de: disuria, polaquiuria, tenesmo, cistitis, prostatitis y uretritis (Pyridium,
Figura 1. Fenazopiridina (Dibujado con ACD/ChemSketch 10.02)
Otras sustancias obtienen color mediante la formacin de complejos de forma directa
o indirecta, el salicilato forma complejos con el hierro (III) y los compuestos
imidazlicos como el metronidazol, el clotrimazol , o el ketoconazol entre otros,
n el complejo octaedrco de color rosado plido, formado entre el cloroformo
y el cloruro cobaltoso en acetona , hacia un complejo cuadraedrico de color celeste
agua, de manera proporcional a la concentracin del activo (Liechti, 2003;
co, precursor del in salicilato (Dibujado con ACD/ChemSketch
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Reactivos: Por lado
de mesa Total
Rojo vegetal 500 mg/L 1 L
Violeta de genciana 30 mg/L 1 L
Salicilato de sodio 1,25 g/L 2 L
Fenazopiridina (Pyridium ) 100 mg/mL 0,5 L
Nitrato de hierro III (20 g/L) 2 L
Etanol 0,5 L
Materiales y equipo por lado de mesa:
Espectrofotmetro visible (colormetro) 1 5
Baln 25mL con tapn 3 15
Baln 100mL con tapn 3 15
Beaker 50mL 4 20
Cubetas 2 10
Goteros 2 10
Pipeta volumtrica 2mL 1 5
Pipetas volumtricas 5mL 2 10
Pipeta volumtrica 10mL 1 5
Pipeta serolgica 1mL 1 5
Tubos de ensayo 2 10
Termmetro 100 C 1 5
PROCEDIMIENTO
I. Espectro de absorcin de Fenazopiridina
a. Tomar una tableta de liberacin inmediata de 100 mg de fenazopiridina
(Pyridium) y colocarla dentro de un baln de 100,00 mL, agregar 50 mL de agua
destilada al baln y agitar suavemente para disolver la tableta, continuar
agregando cantidades pequeas de agua destilada, hasta tener completamente
disuelto el contenido de la tableta, finalmente aforar a 100,00 mL (observacin:
15
puede quedar un residuo que corresponde a algunos excipientes no disueltos,
estos deben ser lo mnimo posible en cantidad).
b. Colocar una alcuota de 1,00 mL de la solucin de un 1,00 mg/mL de
fenazopiridina, en un baln aforado de 100,00 mL, para preparar una disolucin
de 10,00 ug/mL de fenazopiridina. Diluir con agua destilada hasta la marca de
aforo y agitar.
c. Ajustar el espectrofotmetro a una longitud de 300 nm y medir en % tramitancia.
Introducir la cubeta con el blanco (en este caso agua destilada), en el
portamuestras y ajustar a 100% la tramitancia. Asegurar que esta cubeta sea
utilizada siempre para el blanco.
d. Tomar entre 3 a 5 mL de fenazopiridina de 10 ug/mL en una segunda cubeta,
colocar en el porta-muestras y leer el porcentaje de tramitancia.
e. Realizar mediciones a las siguienes longitudes de onda: 350, 360, 370, 380, 390,
400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500, 510, 520, 530, 540 nm. Para
cada longitud de onda repita los pasos c y d.
f. Tomar entre 3 a 5 mL de fenazopiridina de 100 ug/mL en una segunda cubeta,
colocar en el porta-muestras y leer el porcentaje de tramitancia y la adsorbancia.
g. Realizar mediciones a las siguienes longitudes de onda: 320, 330, 340, 350, 360,
370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500, 510, 520, 530,
540 nm. Para cada longitud de onda repita los pasos c y d.
h. Tabular y graficar los datos obtenidos en papel milimtrico %T vs , tambin
realizarlo para A vs ; indicar la longitud de onda de ptima en cada caso.
i. Comparar el efecto de la concentracin en la cantidad de luz adsorbida o tramitada
y comparar los espectros de la solucin ms concentrada y de la menos
concentrada y analizar si existe un desplazamiento o no de la longitud de onda
ptima.
j. Finalmente, lavar las cubetas en varias ocasiones (al menos 5) con etanol al 95,0 %
p/v.
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II. Espectro de Violeta Genciana en solucin acuosa
a. Medir una alcuota de 10,00 mL de la solucin de 0,30 mg/mL de violeta de
genciana y colocarla en un baln aforado de 25,00 mL para preparar una
disolucin de 120,00 ug/mL de violeta de genciana. Diluir con agua destilada
agitando suavemente y llevar hasta la marca de aforo con cantidades pequeas de
agua destilada.
b. Ajustar el espectrofotmetro a una longitud de 470 nm y medir en % tramitancia.
Introducir la cubeta con el blanco (en este caso agua destilada) en el
portamuestras y ajustar a 100% la tramitancia. Asegurar que esta cubeta sea
utilizada siempre para el blanco.
c. Tomar entre 3 a 5 mL de violeta de genciana de 120 ug/mL en una segunda cubeta,
colocar en el porta-muestras y leer el porcentaje de tramitancia y la absorbancia
d. Realizar mediciones a las siguienes longitudes de onda: 420, 430, 440, 450, 460,
470, 480, 490, 500, 510, 520, 530, 540, 550, 560, 570, 580, 590, 600, 610, 620, 630,
640 nm. Para cada longitud de onda repita los pasos b y c.
e. Proceder a realizar el espectro absorcin de una solucin acuosa que contenga 30
ug/mL (0,030 mg/mL) de violeta genciana. Realizar mediciones a las siguienes
longitudes de onda: 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500, 510, 520, 530,
540, 550, 560, 570, 580, 590, 600, 610, 620, 630, 640 nm. Para cada longitud de
onda repita los pasos b y c. Utilizar agua como blanco.
f. Tabular y graficar los datos obtenidos en papel milimtrico %T vs , tambin
realizarlo para A vs v; indicar la longitud de onda de ptima en cada caso.
g. Comparar el efecto de la concentracin en la cantidad de luz absorbida o tramitada
y comparar los espectros de la solucin ms concentrada y de la menos
concentrada y analizar si existe un desplazamiento o no de la longitud de onda
ptima.
h. Finalmente, lavar las cubetas en varias ocasiones (al menos 5) con etanol al 95,0 %
p/v.
17
III. Espectro de absorcin del complejo salicilato-hierro (III)
a. Medir una alcuota de 2,00 mL de la solucin de 1250 ug/mL de salicilato de sodio
y colocarla en un baln aforado de 25,00 mL para preparar una disolucin de
100,00 ug/mL de salicilato de sodio. Diluir con agua destilada agitando
suavemente y llevar hasta la marca de aforo con cantidades pequeas de agua
destilada.
b. Tomar una alcuota de 5,00 mL de una solucin 100,0 ug/mL de salicilato de sodio
y mezclarla con 1,00 mL de una solucin acuosa de nitrato de hierro (III) al 2% y
con 2,00 mL de agua destilada, en un tubo de ensayo. Agitar hasta mezcla
homognea.
c. Ajustar el espectrofotmetro a una longitud de 440 nm y medir en % tramitancia.
Introducir la cubeta con el blanco (en este caso el blanco a utilizar es una
disolucin que contiene 1,00 mL de nitrato de hierro (III) y 7,00 mL de agua
destilada) en el portamuestras y ajustar a 100% la tramitancia. Asegurar que esta
cubeta sea utilizada siempre para el blanco.
d. Proceder a realizar el espectro de absorcin de una solucin acuosa que contenga
100 ug/mL de salicilato de sodio acomplejado con hierro (III). Realizar
mediciones a las siguienes longitudes de onda: 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500,
510, 520, 530, 540, 550, 560, 570, 580, 590, 600, 610, 620 nm. Para cada longitud
de onda repita los pasos c y d.
e. Anotar, para cada longitud de onda, el %T y la absorbancia.
f. Tabular y graficar los datos obtenidos en papel milimtrico %T vs , tambin
realizarlo para A vs ; indicar la longitud de onda ptima en cada caso.
g. Finalmente lave las cubetas en varias ocasiones (al menos 5) con etanol al 95,0 %
p/v.
IV. Espectro de absorcin del colorante Rojo No 40
a. Medir una alcuota de 5,00 mL de la solucin de 1 mg/mL de rojo 40 y colocarla en
un baln aforado de 25,00 mL para preparar una disolucin de 200,00 ug/mL de
rojo 40. Diluir con agua destilada agitando suavemente y llevar hasta la marca de
aforo con cantidades pequeas de agua destilada.
18
b. Ajustar el espectrofotmetro a una longitud de 400 nm y medir en % tramitancia.
Introducir la cubeta con el blanco (en este caso agua destilada) en el
portamuestras y ajustar a 100 % la tramitancia. Asegurar que esta cubeta sea
utilizada siempre para el blanco.
c. Tomar entre 3 a 5 mL de rojo 40 de 200 ug/mL en una segunda cubeta, colocar en
el porta-muestras y leer el porcentaje de tramitancia y la adsorbancia
d. Realizar mediciones a las siguienes longitudes de onda: 400, 410, 420, 430, 440,
450, 460, 470, 480, 490, 495, 500, 505, 510, 520, 530, 540, 550, 560, 570, 580 nm.
Para cada longitud de onda repita los pasos b y c.
e. Tabular y graficar los datos obtenidos en papel milimtrico %T vs , tambin
realizarlo para A vs ; indicar la longitud de onda de ptima en cada caso.
f. Finalmente lave las cubetas en varias ocasiones (al menos 5) con etanol al 95,0 %
p/v.
Observaciones Importantes para la evaluacin del laboratorio: Para esta prctica
y el resto de prcticas del presente curso, el estudiante debe manejar de forma previa
y adecuada los conceptos bsicos de concentraciones, conversiones entre
concentraciones, diluciones y los dems aspectos bsicos del trabajo de laboratorio,
esto a razn de que el procedimiento es una gua de realizacin de la prctica, pero la
misma puede sufrir ajustes, como cambio de equipos volumtricos, cambios en las
alcuotas, cambio de reactivos, cambio de concentraciones, entre otros, esto a causa
del equipo y reactivos disponible y de las posibles situaciones inesperadas de la
prctica fisicoqumica, por lo cual el estudiante debe estar en capacidad de llegar por
ejemplo a las mismas concentraciones del procedimiento en caso de utilizar equipos
diferentes ajustando los volmenes, o las alcuotas necesarias, igualmente el
estudiante debe manejar el criterio cientfico suficiente para lograr un resultado
ptimo de la prctica de laboratorio, al tomar decisiones in situ ante problemas
relacionados con la prctica diaria fisicoqumica farmacutica, estos aspectos sern
evaluados en el trabajo de laboratorio como en las diferentes evaluaciones realizadas
a travs del ciclo lectivo, es decir reportes, quices, exmenes entre otros.
19
Tabla I. Colores de la radiacin visible
Longitud de onda/nm Color Complemento
400-435 Violeta Amarillo verde
435-480 Azul Amarillo
480-490 Verde azul Anaranjado
490-500 Azul verde Rojo
500-560 Verde Prpura
560-580 Amarillo verde Violeta
580-595 Amarillo Azul
595-610 Anaranjado Verde azul
610-750 Rojo Azul verde
Tomado de (Day y Underwood, 1989).
CUESTIONARIO
1. Qu caractersticas debe tener la zona en el espectro de absorcin para elegir la
longitud de onda de mxima absorcin?
2. Cite los 5 partes fundamentales que constituyen los espectrofotmetros para
realizar anlisis por absorcin de luz ultravioleta, visible e infrarrojo. Indique
cuales son las lmparas ms utilizadas para emitir en cada tipo de radiacin
electromagntica.
3. En la regin visible una disolucin acuosa de K2Cr2O7 muestra dos mximos y tres
mnimos en trminos de %T, dibuje esquemticamente su espectro de absorcin,
adems realizarlo en trmino de absorbancia.
4. Explique ampliamente la finalidad que tiene en este tipo de anlisis el blanco, y
qu lo compone.
5. Calcule cuntas veces es mayor la energa de la luz verde (longitud de onda de 530
nm) que la energa de la luz roja (longitud de onda = 680 nm).
6. Cite cinco principios activos farmacuticos no utilizados en la prctica que pueden
ser analizados por colorimetra, es decir adsorcin en el visible, indique la longitud
de onda ptima y la forma o tcnica como cada uno obtiene un color medible en el
espectro visible.
20
REFERENCIAS
1. Day, R., y Underwood, A. (1989). Qumica Analtica Cuantitativa. Mxico, D.F.:
Prentice-Hall Hispanoamericana S.A.
2. Feria, M. (1998). Frmacos analgsicos-antitrmicos y antiinflamatorios no
esteroideos. Antiartrticos. En J. Florez, Farmacologa Humana (3 ed., pg. 370).
Barcelona: Masson, S.A.
3. Foundation, T. N. (1983). Ciencias Fsicas Avanzadas Nuffield. Barcelona: Editorial
Revert.
4. Liechti, H. (2003). A quantitative methodology for determination of imidazolic
compounds in creams, utilizing a cobalt complex (II) assay. Recuperado el julio de
2009, de http://www.geocities.com/ciencia_farma/cobaltesp.htm
5. Pyridium. (2007). Recuperado el agosto de 2010, de Thomsom PLM:
http://plm.wyeth.com.mx/centroamerica/prods/31914.htm
6. Sanz, P. (1992). Fisicoqumica para Farmacia y Biologa. Barcelona: Ediciones
Cientficas y Tcnicas, S.A.
7. Sinko, P. (2006). Martin's Physical Pharmacy and Pharmaceutical Sciences (5th ed).
Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins.
8. Skoog, D., y West, D. (2002). Introduccin a la Qumica Analtica. Barcelona:
Editorial Revert.
9. Skoog, D., Holler, J., y Nieman, T. (2001). Principios de Anlisis Instrumental (5 ed.).
Madrid: McGraw-Hill/Interamericana de Espaa.
21
Sesin 3. Aplicacin de la ley de Beer en procedimientos farmacuticos
JUSTIFICACIN
Continuando con lo visto en la sesin anterior, el uso de la ley de Beer en el anlisis
cuantitativo de sustancias activas es una prctica comn en Farmacia. Por lo tanto, es
necesario que el estudiante domine a profundidad el concepto desde el punto de vista
fsico qumico.
OBJETIVO
Verificar por medio de datos experimentales propios, el cumplimiento de la ley de
Beer para diferentes compuestos de uso frecuente en el laboratorio.
INTRODUCCIN
Con el objeto de determinar, cuantitativamente, la concentracin de una solucin,
midiendo la intensidad de radiacin absorbida, es necesario disponer de alguna
expresin matemtica simple que relacione, la concentracin de la solucin con la
intensidad de la luz transmitida. La Ley de Beer ofrece una relacin de este tipo
(Chang, 2008).
Si se representa como I, la intensidad de la luz transmitida y como I0, la intensidad de
luz incidente, se encuentra que la rapidez de cambio en I con respecto a "b" (es la
longitud de la trayectoria a travs del medio absorbente o ancho de la cubeta) es
directamente proporcional a la intensidad de la luz incidente. La ecuacin que
expresa este fenmeno es (Chang, 2008):
KIdbdI = (1)
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K, es la constante de proporcionalidad, el signo negativo explica el hecho de que I
disminuye conforme b aumenta. Resolviendo la ecuacin 1, se obtiene (Levine,
2004):
303,2=log=
00K
bIIeII Kb (2)
El efecto que produce el espesor de la cubeta es similar al ocasionado por la
concentracin C, de la sustancia disuelta. Entonces, conforme aumente C, mayor es la
disminucin de la intensidad del haz incidente, a una determinada longitud de onda,
por tanto podemos escribir la siguiente expresin:
)(303,2=log 0 Cf
KbI
I (3)
Generalizando el efecto de ambos factores, la Ley de Beer, se puede expresar as
(Chang, 2008; Levine, 2004):
303,2=log= 00
KbCI
IeII KbC (4)
En esta expresin, b, se da en cm y, si C se expresa en moles por litro, entonces la
constante K se llama coeficiente de absortividad molar y se expresa con la letra a. sta
es caracterstica de cada sustancia a una longitud de onda determinada (Day y
Underwood, 1989).
Como el espesor de la cubeta b (cm), es esencialmente constante en la mayor parte del
trabajo experimental, se sigue que %&' () ( est relacionado linealmente con la concentracin molar. Si se grafica %&' () ( contra la concentracin C para una solucin que obedezca la Ley de Beer, resulta una lnea recta cuya pendiente es a.b
(Chang, 2008; Day y Underwood, 1989).
23
La Ley de Beer, tal como viene expresada en la ecuacin 4, no es directamente
aplicable al anlisis qumico a causa de que I e I0, tal como han sido definidos, no se
pueden medir fcilmente en el laboratorio. La razn principal de ello reside en que, la
solucin a estudiar tiene que estar contenida en alguna clase de recipiente; as, antes
de poder someter el haz de radiacin a medicin, tiene que atravesar las paredes de
este recipiente. Cuando la luz atravieza las paredes de la cubeta se produce
interaccin entre la radiacin y el material de las paredes, dando lugar a una prdida
de intensidad en cada interfase como consecuencia de la reflexin y posiblemente, de
la absorcin. Adems, el haz puede experimentar una disminucin de intensidad
durante su paso a travs del aire al vidrio y de ste ltimo a la solucin, situacin que
se repite al terminar de cruzar todo el trayecto de la cubeta. Las prdidas por reflexin
son bastantes considerables; por ejemplo, al pasar perpendicularmente del aire al
vidrio se refleja alrededor del 4% de la luz visible (Chang, 2008; Sinko, 2006).
Para aplicar experimentalmente la Ley de Beer, hay que proceder a la correccin de
estos efectos. Esto se consigue comparando la intensidad del haz transmitido por la
solucin en estudio con la intensidad de un haz que atraviese una cubeta idntica que
contenga solo el disolvente de la muestra. Con ello se puede calcular una absorbancia
experimental que se aproxima mucho a la absorbancia verdadera de la solucin.
La medicin en el espectrofotmetro suele realizarse generalmente en absorbancia
(se le llama tambin, densidad ptica), aunque stos equipos tambin tienen opcin a
realizar mediciones en %T, a continuacin se definen ambas mediciones:
100=%0I
IT (5)
)log(%2log=0 TI
IA
(6)
24
Como puede observarse, el trmino absorbancia no tiene un significado fsico
definido. Su existencia se justifica con el hecho de obtener la relacin matemtica ms
sencilla para expresar la Ley de Beer (Day y Underwood, 1989):
KbcA = (7)
Reactivos: Por lado de mesa
Total
Rojo vegetal 500 mg/L 1 L Violeta de genciana 30 mg/L 1 L Salicilato de sodio 1,25 g/L 2 L Fenazopiridina (Pyridium ) 100 mg/mL 0,5 L Nitrato de hierro III (20 g/L) 2 L Etanol 0,5 L Materiales y equipo por lado de mesa: Espectrofotmetro visible (colormetro) 1 5 Baln 25mL con tapn 3 15 Baln 100mL con tapn 3 15 Beaker 50mL 4 20 Cubetas 2 10 Goteros 2 10 Pipeta volumtrica 2mL 1 5 Pipetas volumtricas 5mL 2 10 Pipeta volumtrica 10mL 1 5 Pipeta serolgica 1mL 1 5 Tubos de ensayo 6 30 Termmetro 100 C 1 5
PROCEDIMIENTO
I. Ley de Beer para la Fenazopiridina
a. Tomar una alcuota de 1,00 mL de una solucin de fenazopiridina de concentracin
de 1,00 mg/mL, y colocarla en un baln aforado de 100,00 mL, para obtener una
solucin de 10 ug /mL.
b. Preparar las siguientes disoluciones de fenazopiridina (preparar 25,00 mL de cada
una): 1 ug/mL, 2ug/mL, 3ug/mL, 4ug/mL y 5ug/mL.
25
c. Realizar el espectro de absorcin con la concentracin mayor de las soluciones
preparadas.
d. Ajustar el espectrofotmetro a la longitud de onda a la cual es ptima la absorcin
para fenazopiridina, utilizar como blanco agua destilada.
e. Determinar el porcentaje de transmitancia y la absorbancia a la longitud de onda
elegida para cada una de las disoluciones.
f. Tabular los datos obtenidos para el espectro de absorcin y la ecuacin de la lnea
recta en tablas separadas.
g. En papel semilogartmico graficar el % T vs. concentracin ug/mL de
fenazopiridina y establecer si dentro del mbito de concentraciones usadas se sigue
la Ley de Beer. Para estas mediciones, pero en trminos de absorbancia graficar en
papel milimtrico.
h. Encontrar la ecuacin de la recta de mejor ajuste para los grficos anteriores, el r, r2
y las incertidumbres del intercepto y ordenada en el origen.
i. Tomar una tableta de liberacin inmediata de 100 mg de fenazopiridina
(Pyridium) y colocarla dentro de un baln de 1000,00 mL, agregar 500 mL de
agua destilada al baln y agitar suavemente para disolver la tableta totalmente, ir
agregando cantidades pequeas de agua destilada hasta tener completamente
disuelto el contenido de la tableta, finalmente aforar a 1000mL)
j. Medir una alcuota de 5,00 mL de la solucin de 100 ug/mL de fenazopiridina y
colocarla en un baln aforado de 100,00 mL para preparar una disolucin de
aproximadamente 5 ug/mL de fenazopiridina. Diluir con agua destilada agitando
suavemente hasta la marca de aforo.
k. Utilizando la recta de mejor ajuste del punto h, determinar la concentracin real en
la muestra.
l. Calcular el porcentaje de etiquetado de la tableta de fenazopiridina.
m. Finalmente lave las cubetas y la cristalera en varias ocasiones (al menos 5
ocasiones) con etanol al 95,0 % p/v.
26
II. Comprobacin de la Ley de Beer para el Complejo de Salicilato-Hierro (III)
a. A partir de una solucin madre de 1250 ug/mL de salicilato sodio, preparar 25 mL
de las siguientes disoluciones: 25,0, 45,0, 65,0, 85,0 y 100,0 ug/mL.
b. Tomar 5,00 mL de cada uno de las disoluciones y colocar en sendos tubos (deben
estar limpios y secos) y mezclar con 2,00 mL de agua y 1,00 mL de solucin al 2%
de nitrato de hierro (III) para desarrollar color.
c. Usar como blanco una mezcla de 1,00 mL de solucin de nitrato de hierro (III) con
7,00 mL de agua
d. Realizar mediciones de 515 nm hasta 535 nm, cada 5 nm para graficar el espectro
de absorcin.
e. Medir el % de T y absorbancia de cada una de las soluciones preparadas a la
longitud de onda mxima para el complejo salicilato-Fe+3.
f. Tabular y graficar %T o Absorbancia contra concentracin. Encontrar en la curva
de calibracin (o curva de la Ley de Beer) la recta de mejor ajuste el r, r2 y las
incertidumbres del intercepto y ordenada en el origen.
g. Con lo anterior determinar la concentracin de una solucin incgnita de salicilato
de sodio. Anotar el nmero de incgnita.
h. Finalmente lave las cubetas y la cristalera en varias ocasiones (al menos 5
ocasiones) con etanol al 95,0 % p/v.
III. Comprobacin de la Ley de Beer para Rojo N 40
a. A partir de una solucin de 1,00 mg/mL de Rojo No 40, preparar 25,00 mL de las
siguientes soluciones: 40, 80, 120, 160 y 200 ug/mL.
b. Medir el %T con la solucin de 0,200 mg/mL (100 ug/mL) de 490 nm hasta 520 nm
cada 10 nm y obtener la longitud de onda que corresponde al mnimo de
transmitancia para el colorante.
c. Utilizar agua destilada como blanco
d. Determinar el porcentaje de transmitancia y la absorbancia de cada una de las
soluciones anteriores.
e. Tabular los datos obtenidos .
27
f. Graficar en papel semilogartmico %T vs concentracin del colorante, tambin
graficar la absorbancia vs concentracin ug/mL en papel milimtrico.
IV. Comprobacin de la Ley de Beer para Violeta de Genciana
a. A partir de una solucin de 0,3 mg/mL de Violeta de Genciana, preparar 25,00 mL de
las siguientes soluciones: 12, 24, 36, 48, 72, 84 ug/mL.
b. Medir el %T con la solucin de 0,100 mg/mL (84 ug/mL) de 540 nm hasta 640 nm
cada 10 nm y obtener la longitud de onda que corresponde al mnimo de
transmitancia para el colorante.
c. Utilizar agua destilada como blanco
d. Determinar el porcentaje de transmitancia y la absorbancia de cada una de las
soluciones anteriores.
e. Tabular los datos obtenidos .
f. Graficar en papel semilogartmico %T vs concentracin del colorante, tambin
graficar la absorbancia vs concentracin ug/mL en papel milimtrico.
CUESTIONARIO
1. La acetona disuelta en etanol tiene una absortividad molar de 2,75*103 Lcm-1 mol-1
a 366 nm. Qu gama de concentraciones de acetona puede determinarse si el
porcentaje de transmitancia de la soluciones se requiere mantener dentro del
intervalo de 10 a 90 %, y se utilizan celdas de 1,00 cm?
2. De acuerdo al problema anterior indique el procedimiento y el material de
laboratorio necesario para preparar una curva de calibracin para la acetona
disuelta en etanol.
3. Una solucin que contiene X a la concentracin de 1,54*10-4 M tiene una
transmitancia de 0,0874, cuando se mide en una celda de 2,00 cm Qu
concentracin de X permitir obtener una transmitancia tres veces mayor si se
utiliza una celda de 1,00 cm?
4. El coeficiente de extincin molar del barbital es 1,5 veces mayor que el del
fenobarbital a 220 nm. Cul es el %T de una disolucin de barbital de 4,5 mg/L, si
28
la absorbancia de una disolucin de la misma concentracin de fenobarbital es
0,250? MFenobarbital = 232 g/mol y MBarbital = 184 g/mol, b = 1,2 cm
5. La absortividad molar de un principio activo es de 0,5 (M = 250 g/mol); si la
transmitancia obtenida en cubetas de 1,2 cm de dimetro es 0,36, calcule la
concentracin de la disolucin en mol/L.
REFERENCIAS
1. Chang, R. (2008). Fisicoqumica (Tercera edicin). Mxico D.F.: McGraw-Hill
Interamericana.
2. Day, R., y Underwood, A. (1989). Qumica Analtica Cuantitativa. Mxico, D.F.:
Prentice-Hall Hispanoamericana S.A.
3. Levine, I. (2004). Fsicoqumica (Quinta edicin). Madrid: Mc-Graw Hill
Interamericana.
4. Sinko, P. (2006). Martin's Physical Pharmacy and Pharmaceutical Sciences (5th ed).
Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins.
29
Sesin 4. Verificacin de la tonicidad de disoluciones farmacuticas
JUSTIFICACIN
La preparacin de disoluciones parenterales, oftlmicas y ticas requiere el dominio,
por parte del farmacutico, del concepto de tonicidad. Esto por cuanto es necesario
que dichas disoluciones, al ser administradas al paciente, no provoque en el mismo,
irritacin, dolor o lisis celular.
OBJETIVOS
Diferenciar entre disoluciones hipo, hiper e isotnicas, para su aplicacin en la
preparacin de disoluciones parenterales, oftlmicas y ticas.
Verificar si las disoluciones preparadas son isotnicas, por su efecto sobre eritrocitos.
INTRODUCCIN
Si una pequea cantidad de sangre desfibrinada (conservada para evitar la
coagulacin), se pone en contacto con una solucin de NaCl al 0,9% m/v, las clulas
sanguneas conservan su tamao normal. De esta observacin podemos concluir que,
la solucin tiene esencialmente la misma concentracin salina y la misma presin
osmtica que la que poseen los glbulos rojos (eritrocitos); en este caso se dice que la
solucin es isotnica con la sangre. Si los corpsculos sanguneos se suspenden en
una solucin al 2% de NaCl, el agua del interior de las clulas pasa a travs de la
membrana celular y diluye la solucin del medio que las rodea con el fin de obtener la
misma concentracin efectiva que el contenido celular. Se dice que la solucin
concentrada es hipertnica con respecto a la sangre. Finalmente, si la sangre se
mezcla con una solucin de NaCl al 0,2% o con agua destilada, el solvente pasa al
interior de las clulas; en este caso, la solucin diluida o el agua son soluciones
hipotnicas con respecto a la sangre (Sinko, 2006).
30
La membrana celular de los eritrocitos no es impermeable a todos los frmacos, es
decir, que se comporta como una membrana semipermeable. La membrana de los
eritrocitos permite el paso no slo de las molculas de agua, sino tambin de algunos
solutos como la urea, cloruro de amonio, alcohol y cido brico. Por ejemplo una
solucin al 2% de cido brico tiene la misma presin osmtica que la sangre, sin
embargo, a pesar de la concentracin presente, las molculas de cido brico pasan
libremente a travs de la membrana celular, por ello una solucin de cido brico
acta como si fuera agua en contacto con los corpsculos sanguneos. Entonces, si
tenemos una solucin que contenga una cantidad de frmaco que la haga iso-osmtica
con la sangre, es isotnica con respecto a sta, solamente cuando la membrana de las
clulas sanguneas es impermeable a las molculas del soluto. Por otro lado, la
membrana de las clulas de la mucosa del ojo acta con respecto a una solucin de
cido brico como una verdadera membrana semipermeable, o sea, que una solucin
al 2% de cido brico se puede emplear como un colirio isotnico pues no provoca
alteracin en las clulas (Cherng-ju, 2004; Gennaro, 2003; Sinko, 2006).
De lo anterior se puede inferir que, aquellas soluciones de frmacos con presiones
osmticas distintas a la de los fluidos corporales, pueden producir trastornos en el
balance osmtico normal, que pueden dar como resultado irritacin e inflamacin de
los tejidos. Por esto, para el farmacutico es de mucha importancia estar en capacidad
de ajustar las soluciones inyectables, lo mismo que los colirios y las pulverizaciones
nasales, a concentracin isotnica (Sanz, 1992).
Se pueden emplear varios mtodos para calcular la cantidad de cloruro de sodio,
dextrosa o cualquier otra sustancia que se pueda adicionar a las soluciones de
frmacos, para obtener al final soluciones isotnicas.
Para propsitos de discusin estos mtodos se dividen en dos clases:
Mtodos de la clase 1, se le adiciona a la solucin del frmaco cloruro de sodio u otro
soluto apropiado- en cantidad suficiente para hacerla isotnica con los fluidos
31
corporales. A esta clase pertenece el mtodo del equivalente en cloruro de sodio
que se ilustra ms adelante con un ejemplo (Sinko, 2006).
Mtodos de la clase 2, se le adiciona al frmaco agua en cantidad suficiente para
obtener una solucin isotnica; luego la preparacin se lleva a su volumen final por
adicin de otra solucin isotnica (por ejemplo NaCl al 0.9 %). A esta clase pertenece
el mtodo de White Vincent (Sinko, 2006).
Se define, como equivalente en cloruro de sodio de un frmaco, a la cantidad de
cloruro de sodio que es equivalente (es decir, que tiene el mismo efecto osmtico) a
un gramo del frmaco en cuestin. Los clculos para determinar la cantidad de
cloruro de sodio o de otra sustancia inerte necesaria para hacer una solucin
isotnica, se limitan sencillamente a multiplicar la cantidad de cada frmaco de la
receta por su equivalente en cloruro de sodio, y luego se resta este valor de la
concentracin de cloruro de sodio que es isotnica con los fluidos corporales (Sinko,
2006).
Ejemplo 1. Una solucin contiene 1,0 g de sulfato de efedrina en 100mL. Qu
cantidad de cloruro de sodio debe agregarse para hacer isotnica la solucin? Cunta
dextrosa se requiere para el mismo fin?
La cantidad de frmaco se multiplica por su equivalente en cloruro de sodio,
obtenindose el peso de cloruro de sodio representado por el frmaco, en cuanto a
propiedades osmticas:
Sulfato de efedrina: 1,0 g x 0,23 = 0,23 g, el sulfato de efedrina ha contribudo con
0,23 g de material osmticamente equivalente a cloruro de sodio. Puesto que para la
isotonicidad se requieren 0,9 g de cloruro de sodio por cada 100 mL, se deben
adicionar 0,67 g (0,90 0,23) de cloruro de sodio.
32
Con un razonamiento similar, se resuelve el siguiente ejemplo, por el mtodo de White
Vincent.
Ejemplo 2. Se desea preparar 30 mL de una solucin isotnica de clorhidrato de
cocana que contiene 0,3 g del frmaco. En primer lugar, el peso de frmaco w se
multiplica por su equivalente en cloruro de sodio, E:
0,3 g x 0,16 = 0,048 g
Esta es la cantidad de cloruro de sodio osmticamente equivalente a 0,3 g de
clorhidrato de cocana.
Luego se determina el volumen V de solucin isotnica que se puede preparar con
0,048 g de cloruro de sodio (equivalentes a los 0,3 g de clorhidrato de cocana):
V = 0,048 x (100/0,9) (1)
V = 5,3 mL
En la ecuacin (1) la cantidad 0,048 es igual al peso de frmaco w, multiplicando por
su equivalente en cloruro de sodio E. EL valor de la razn 100/0,9 es 111,1 De
acuerdo con esto, la ecuacin (1) puede escribirse:
V = w x E x 111,1 (2)
Donde V es el volumen en mililitros de solucin isotnica que puede prepararse
disolviendo el frmaco en agua; w es el peso en gramos de frmaco y E es el
equivalente en cloruro de sodio.
El problema se resuelve en un solo paso usando la ecuacin (2):
V = 0,3 x 0,16 x 111,1
V = 5,3 mL
33
Con el objeto de completar el volumen de solucin solicitada se adiciona cualquier
solucin isotnica apropiada en cantidad suficiente para ajustar el volumen pedido; o
sea, hasta 30 mL.
Reactivos: Por lado de mesa
Total
NaCl 0,15 % m/m 2 L NaCl 0,45 % m/m 2 L NaCl 0,9 % m/m 2 L NaCl 1,5 % m/m 2 L NaCl 3 % m/m 3 L Cloruro de amonio 0,8% m/m 1 L Urea 1,8 % m/m en NaCl 0,9 % m/m 1 L Urea 5 % m/m 2 L Cloruro de benzalconio 0,5 g/100 mL 100 mL Amortiguador fosfatos pH = 6,6 3 L Lidocana 50 g Sangre (o eritrocitos) 250 mL Materiales y equipo por lado de mesa: Baln aforado 100 mL 5 25 Baln aforaro 50 mL 1 5 beaker 100 mL 2 10 beaker 50 mL 1 5 bureta 50 mL 1 5 gotero 1 5 pipeta volumtrica 10mL 1 5 pipeta serolgica 5mL 1 5 Tubos ensayo 10 50 probeta 25 mL 1 5 probeta 10 mL 1 5
PROCEDIMIENTO
I. Efecto de la concentracin de cloruro de sodio en los glbulos rojos.
a. En sendos tubos de ensayo colocar una gota de sangre con 10,0 mL de las
siguientes soluciones acuosas de NaCl: 0,15%, 0,9% y 1,5%.
b. Colocar la gota de sangre cerca de la superficie de la solucin con el fin de reducir
la hemlisis.
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c. Agitar los tubos suavemente por inversin de dos o tres veces y luego centrifugar
por unos cinco minutos a 1500 rpm.
d. Colocar los tubos sobre un fondo blanco y observar el aspecto de las soluciones.
e. Tabular los datos obtenidos.
II. Efecto de la urea, el cloruro de amonio y los tensioactivos sobre los eritrocitos.
a. De manera similar al punto I, suspender una gota de sangre en 10,0 mL de las
siguientes soluciones acuosas: cloruro de amonio al 0,8% y urea al 1,8% en suero
fisiolgico y en suero fisiolgico al cual se le ha adicionado una gota de cloruro de
benzalconio al 0,5%.
Nota: el experimento ilustra el hecho de que ciertas sustancias en solucin isosmtica
producen hemlisis, o sea que a pesar de ser soluciones iso-osmticas no son
isotnicas. Tambin se muestra el efecto de que los tensioactivos hacen permeables
las membranas biolgicas al NaCl. Las soluciones empleadas de cloruro de amonio y
de urea son iso-osmticas con respecto a los glbulos rojos.
III. Estudio cuantitativo del grado de hemlisis
a. Preparar las siguientes soluciones acuosas de NaCl, 0,18; 0,36; 0,45; 0,54; 0,63;
0,72; 0,90 % m/v.
b. Colocar 10,0 mL de cada una de las soluciones en sendos tubos de ensayo y agregar
una gota de sangre a cada uno. Adems colocar 10,0 mL de agua destilada en un
tubo y agregar la misma cantidad de sangre.
c. Agitar los tubos suavemente por inversin de dos o tres y centrifugar por 5
minutos a 1500 rpm.
d. Realizar las mediciones de las soluciones, posterior a la centrifugacin, en un
espectrofotmetro a una longitud de onda de 540 nm.
e. Medir la absorbancia de las soluciones anteriores, utilizar agua como blanco.
Considerar, para efectos de clculo, el 100 % de hemlisis cuando se suspende la
gota de sangre en agua.
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e. Realizar una grfica que represente el porcentaje de hemlisis versus la
concentracin de NaCl.
Nota: A partir de la absorbancia que muestra la solucin en la que se present
hemlisis total, por una simple proporcin se obtiene el porcentaje de hemlisis en las
otras soluciones. Por ejemplo, si la lectura para hemlisis completa da una
absorbancia de 0,600 entonces una solucin que presente una absorbancia de 0,300
representa un porcentaje de hemlisis de (0,3/0,6)x100 = 50%.
IV. Preparacin de soluciones farmacuticas isotnicas, hipertnicas e hipotnicas
amortiguadas
Parte A
Prepare 50,00 mL, mediante el mtodo de White-Vincent, de una disolucin isotnica
de 0,3% m/v de clorhidrato de lidocana, a partir de una solucin amortiguadora de
fosfatos pH = 6,6; = 0,074 y = 0,41623 y una solucin al 3% m/v de NaCl, mediante
los siguientes pasos:
a. Anotar cada uno de los pasos del procedimiento.
b. Calcular el ENaCl y el volumen de Sprowls, del clorhidrato de lidocana.
c. Calcular la cantidad de solucin amortiguada isotnica que debe agregarse para
completar el volumen de 50,00 mL de colirio isotnico.
d. Preparar, adecundose al equipo volumtrico existente, la solucin amortiguadora
isotnica, a partir de la solucin de fosfatos pH 6,6, la solucin de cloruro de sodio
al 3% p/v y agua destilada. Recuerde tomar en cuenta los fosfatos para el clculo
de la isotonicidad.
e. Pesar la cantidad necesaria en balanza analtica de clorhidrato de lidocana para
formular 50,00 mL de colirio.
f. Agregar el volumen de agua destilada necesario para isotonizar a la cantidad de
principio de activo pesado previamente.
g. Isotonizar y llevar a volumen de 50,00mL con la solucin amortiguada preparada
en el punto d.
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h. Medir el pH de la disolucin final y hacer la prueba de hemlisis, comparar con un
blanco de una solucin istonica de cloruro de sodio y fosfatos de pH 6,6 , por
preparar en la Parte B siguiente.
i. Indicar si el colirio es isotnico, hipertnico, o hipotnico segn la prueba de
hemlisis.
j. Escribir la frmula para elaborar el colirio usando cantidades en gramos de cada
excipiente o del principio activo.
k. Realizar un esquema del modus operandi de elaboracin del colirio siguiendo el
mtodo de White Vincent.
Parte B
a. Preparar exactamente el volumen que se le indique (entre 25,00 a 100,00 mL),
mediante el mtodo de Hammarlund Pedersen-Bjergaard, de colirio: una solucin
isotnica de cloruro de sodio amortiguada con fosfatos, de pH 6,6; una solucin
isotnica isoosmtica de urea al 0,5% m/v, una solucin isotnica e hiperosmtica
de urea al 3% m/v, una solucin hipertnica de cloruro de sodio al 2% y una
solucin hipotnica de cloruro de sodio al 0,45 % m/v. Para realizar lo anterior,
partir de una solucin amortiguada de fosfatos pH 6,6, una solucin de cloruro de
sodio al 3% m/v, una solucin de urea al 5 %p/v y agua destilada, segn sea
necesario.
b. Anotar todos los clculos y volmenes a medir, para cada una de las soluciones, as
como el equipo volumtrico utilizado para esta parte de la prctica.
c. Medir las alcuotas necesarias y colocarlas en un baln aforado, llevar a volumen
con agua destilada o solucin amortiguada, segn sea el caso.
d. Medir el pH de la disolucin final y hacer la prueba de hemlisis, comparar con un
blanco, el cual corresponde a una solucin istonica de cloruro de sodio y fosfatos
de pH = 6,6; = 0,074 y = 0,41623, que prepara en el punto a. Para calcular el
aporte de tonicidad de los fosfatos calcule la concentracin del bifosfato y fosfato y
utilice el mtodo del NaCl.
e. Indicar si los colirios son isotnicos, hipertnicos, o hipotnicos segn la prueba
de hemlisis.
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f. Escribir la frmula, para elaborar cada colirio, usando cantidades en gramos de
cada excipiente o del principio activo.
g. Realizar un esquema del modus operandi de elaboracin de los colirios siguiendo
el Mtodo de Hammarlund Pedersen-Bjergaard.
Nota Importante: Recuerde que para esta prctica deben manejarse, los conceptos de
actividad, clculo de pH y capacidad amortiguadora, los cuales podrn ser evaluados
en cualquier momento del semestre.
Tabla 1. LISTA DE VALORES DE (E) (EQUIVALENTES EN CLORURO DE SODIO)
Acriflavina 0,10 Benzetonio cloruro N.F 0,05 Adenifeno HCl 0,22 Benzopirinio bromuro N.F 0,20 Adenosina 5 monofosfato 0,410 Betanecol cloruro U.S.P 0,39 Adrenalina HCl 0,27 Betanecol cloruro U.S.P 0,39 Alcohol deshidratado N.F 0,70 Bismuto y potasio tartrato 0,09 Alcohol U.S.P. 0,65 Bismuto y sodio tartrato 0,13 Alumbre de (potasio) N.F 0,18 Brico cido U.S.P 0,50 Amidricana HCl 0,24 Bromodifefidramina HCl 0,17 Amilcana HCl 0,22 Bromofehidramina maleato 0,09 Aminacrina HCl 0,17 Butacaina sulfato 0,20 Aminocaproico cido 0,26 Butetamina formiato 0,26 Aminocaproico cido 0,26 Butetamina HCl N.F 0,25 Aminofilina U.S.P. 0,17 Cafeina U.S.P 0,08 Aminofilina U.S.P. 0,17 Cafena y sodio benzoato U.S.P 0,26 Amiodoxil benzoato 0,20 Cafena y sodio salicilato 0,21 Amitriptilina HCl 0,18 Calci aminosalicilat N.F 0,27 Amobarbital sdico 0,25 Calcio cloruro anhidro 0,6 Amonio carbonato N.F 0,70* Calcio cloruro U.S.P. 0,51 Amonio cloruro U.S.P. 1,12 Calcio cloruro (6H2) 0,35 Amonio fosfato dibasico 0,55 Calcio disdico edtato U.S.P 0,21 Amonio lactato 0,33 Calcio gluconato U.S.P. 0,16 Amonio nitrato 0,69 Calcio lactato N.F. 0,25 Amonio sulfato 0,55 Calcio levulinato 0,27 Amprotropina fosfato 0,18 Calcio pantotenato U.S.P. 0,18 Anfetamina fosfato N.F 0,34 Carbacol U.S.P. 0,36 Anfetamina sulfato N.F 0,22 Cetiltrimetil amonio bromuro 0,09 Antazolina fosfato N.F 0,20 Chinifon 0,13 Antazolina HCl 0,23 Ciclizina HCl U.S.P 0,20
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Antimonio y potasio tartrato U.S.P 0,18 Ciclofosfamina N.F. 0,10 Apomorfina HCl N.F 0,14 Ciclopentamina HCl U.S.P 0,36 Ascrbico cido U.S.P. 0,18 Ciclopentolato HCl U.S.P 0,20 Asenico trixido N.F 0,30 Citrico cido U.S.P 0,18 Atropina metil nitrato 0,18 Cloramina + T 0,23 Atropina sulfato U.S.P. 0,13 Cloranfenicol sodico succinato USP 0,14 Aurotioglucosa U.S.P 0,03 Clorciclizina HCl U.S.P 0,17 Bacitracina U.S.P 0,05 Clorfeniramina maleato U.S.P 0,17 Barbital sdico 0,30 Clorobutanol (hidratado) U.S.P 0,24 Bencil alcohol N.F 0,17 Clortetraciclina sulfato 0,13 Bencil alcohol N.F 0,17 Cocana HCl U.S.P 0,16 Benoxinato HCl 0,18 Codena fosfato U.S.P 0,14 Benzalconio cloruro U.S.P 0,16 Codena HCl 0,15 Cprico sulfato anhidro 0,27 Fenobarbital sdico U.S.P 0,24 Cuprico sulfato N.F. 0,18 Fenol U.S.P 0,35 Decametonio bromuro 0,25 Fentolamina mesilato U.S.P 0,17 Deperodon HCl 0,14 Fenilefrina HCl U.S.P 0,32 Dexametasona sdica fosfato N.F 0,17 Fenilefrina tartrato 0,19 Dextroanfetamina fosfato N.F 0,25 Fenilpropanolamina HCl 0,38 Dextroanfetamina HCl 0,34 Fenilpropilmetilamina 0,38 Dextrosa anhidra 0,18 Fisostigmina sulfato 0,13 Dextrosa U.S.P. 0,16 Fisostigmina salicilato U.S.P 0,16 Dibucaina HCl U.S.P 0,13 Frrico amnico citrato verde 0,17 Dibutolina sulfato 0,16 Frrico cacodilato 0,09 Diciclomina HCl 0,18 Ferroso gluconato 0,15 Diclorofenarsina HCl 0,55 Ferroso lactato 0,21 Dicolina HCl 0,24 Fluorescena sdica U.S.P 0,31 Dietilearbamazina citrato U.S.P 0,14 D-Fructosa 0,18 Difenhidramina HCl U.S.P 0,28 Galactosa 0,18 Difilina 0,12 Glucosulfona sdica U.S.P 0,16 Dihidrocodeina enolacetato H.C.L 0,14 D-Glucornico cido 0,20 Dihidroestreptomicina sulfato 0,06 L-Glutmico cido 0,25 Dimetindene maleato 0,12 Glicerina U.S.P 0,35 Dipirona 0,19 Guanidina HCl 0,65 Disdico etato U.S.P 0,23 Heparina sdica U.S.P 0,08 Edrofonia cloruro U.S.P 0,31 Hexametonio bromuro 0,22 Efedrina HCl U.S.P 0,30 Hexametonio cloruro 0,27 Efedrina lactato 0,26 Hexametonio tartrato 0,16 Efedrina sulfato U.S.P 0,23 Hexobarbital sdico N.F 0,26 Emetita HCl U.S.P 0,10 Hexilcana HCl 0,24 Epinefrina bitartrato U.S.P 0,18 Histamina de HCl 0,40 Epinefrina HCl 0,29 Histamina fosfato U.S.P 0,25 Ergonavina maleato U.S.P 0,16 Histidina mono HCl 0,29
39
Eritromicina glucoheptonato U.S.P 0,07 Holocana HCl 0,20 Eritromicina lactobionato U.S.P 0,07 Homotropina Hbr U.S.P 0,17 Escopolamina HBR U.S.P. 0,12 Homatropina metilbromuro U.S.P 0,19 Escopolamina metilnitrato 0,16 Hialuronidasa N.F 0,01 Estreptomicina HCl 0,17 Hidralazina HCl N.F 0,37 Estreptomicina sulfato U.S.P 0,07 Hidrastina HCl 0,15 Estricnina HCl 0,18 Hidromorfona N.F 0,22 Estricnina nitrato 0,12 Hidroxianfetamina Hbr U.S.P 0,26 Etilendiamina U.S.P 0,44 Hiosciamina Hbr U.S.P 0,19 Etilhidrocupreina HCl 0,17 Hiosciamina sulfato N.F 0,14 Etilmorfina HCl N.F 0,15 Imipromina HCl N.F 0,20 Etilnorepinefrina HCl 0,32 Intracana HCl 0,23 Evans Azul de U.S.P. 0,06 Iodolftalena sdica 0,17 Fenarsone sulfoxilato 0,33 Isoniazida U.S.P 0,25 Fenildamina tartrato N.F. 0,17 Kanamicina sulfato U.S.P 0,07 Holocana HCl 0,20 Lctico cido U.S.P 0,41 Homotropina HBr U.S.P. 0,17 Lactosa U.S.P 0,07 Feniramina maleato N.F 0,16 Lidocana HCl U.S.P 0,22 Lobelina HCl 0,16 Pantesina 0,18 Magnesio cloruro 0,45 D-Pantosenil alcohol 0,18 Magnesio sulfato U.S.P 0,17 Papaverina HCl N.F 0,10 Manitol N.F 0,17 Penicilina G. potsica U.S.P 0,18 Menadiona difosfato 0,25 Penicilina G. sdica U.S.P 0,18 Menadiona sdica bisulfito 0,20 Pentobarbital sdico U.S.P 0,25 Meperidina HCl 0,22 Pentolinio tartrato 0,17 Mefenesn N.F 0,19 Pentilentetrazol N.F 0,22 Mefentermina sulfato N.F 0,22 Pilocarpina nitrato U.S.P 0,23 Mepivacana HCl N.F 0,14 Pilocarpina HCl U.S.P 0,24 Merbromina N.F 0,14 Piperocana HCl U.S.P 0,21 Mercaptomerina sdica U.S.P 0,18 Piridocana HCl 0,24 Mercrico cianuro 0,15 Plata nitrato 0,33 Mercurofilina N.F 0,13 Polisorbato 80 U.S.P 0,02 Mercurio Cloruro N.F 0,13 Potasio acetato N.F 0,59 Mersalilo U.S.P 0,12 Potasio clorato N.F 0,49 Metaraminol bitartrato U.S.P 0,20 Potasio cloruro U.S.P 0,76 Metacolina bromuro N.F 0,28 Potasio Yoduro U.S.P 0,34 Metacolina cloruro N.F 0,32 Potasio nitrato 0,56 Metantelina bromuro N.F 0,15 Potasio permanganato U.S.P 0,39 Metadona HCl U.S.P 0,18 Potasio fosfato N.F 0,46 Metapirileno HCl N.F 0,19 Potasio fosfato monobsico 0,44 Metanfetamina HCl U.S.P 0,37 Potasio sulfato 0,44 Metanamina N.F 0,23 Pralidoxina cloruro 0,32 Metionina N.F 0,28 Pramoxine HCl 0,18
40
Metoxifenamina HCl 0,26 Probarbital sdico 0,32 Metilatropina bromuro 0,14 Procainamida HCl U.S.P 0,22 Metildopata HCl 0,21 Procana HCl U.S.P 0,21 N-Metilglucamina 0,20 Promazina HCl N.F 0,13 Metilfenidato HCl N.F 0,22 Prometazina HCl U.S.P 0,18 Monoetanolamina N.F 0,53 Propiln glicol U.S.P 0,45 Morfina HCl 0,15 Piratiazina HCl 0,17 Morfina nitrato 0,19 Piridoxina HCl U.S.P 0,37 Morfina sulfato U.S.P 0,14 Pirilamina maleato N.F 0,18 Nalarfina HCl U.S.P 0,21 Quinacrina HCl U.S.P 0,18 Nafazolina HCl N.F 0,27 Quinacrina metanosulfonato 0,11 Narcotina HCl N.F 0,10 Quinidina gluconato U.S.P 0,12 Neorsfenamina 0,40 Quinidina sulfato U.S.P 0,10 Neomicina sulfato U.S.P 0,11 Quinina bisulfato 0.09 Neostigmina bromuro U.S.P 0,22 Quinina diHCl 0,23 Neostigmina metilsulfato U.S.P 0,20 Quinina HCl 0,14 Niacinamida U.S.P 0,26 Quinina y Urea HCl U.S.P 0,23 Nicotnico cido N.F 0,25 Racefedrina N.F 0,31 Niketamida U.S.P 0.18 Resorcinol U.S.P 0,28 Oxofenarsina HCl U.S.P 0,24 Secobarbital sdico U.S.P 0,24 Oxicodona 0,14 Sodio acetato anhidro 0,77 Oxiquinolina sulfato 0,21 Sodio acetato N.F 0,46 Oxitetraciclina HCl U.S.P 0,13 Sodio acetolamida U.S.P 0,23 Sodio aminosalicilato U.S.P 0,29 Sodio lauril sulfato U.S.P 0,08 Sodio antimonil tartrato 0,13 Sodio metabisulfito 0,67 Sodio arsenato dibsico 0,25 Sodio nitrato 0,68 Sodio ascorbato U.S.P 0,33 Sodio nitrito U.S.P 0,84 Sodio benzoato U.S.P 0,40 Sodio oxacilina U.S.P 0,17 Sodio bicarbonato U.S.P 0,65 Sodio fenilbutazona 0,18 Sodio bifosfato anhidro 0,46 Sodio fosfato desecado N.F 0,53 Sodio bifosfato U.S.P 0,65 Sodio fosfato N.F 0,29 Sodio bifosfato (2 H2O) 0,36 Sodio fosfato dibsico (2 H2O) 0,42 Sodio y bismuto tioglicolato 0,19 Sodio fosfato dibsico (12 H2O) 0,22 Sodio bisulfito U.S.P 0,61 Sodio propionato N.F 0,61 Sodio borato U.S.P 0,42 Sodio ricinoleato 0,10 Sodio bromuro N.F 0,37 Sodio salicilato U.S.P 0,36 Sodio cacodilato N.F 0,32 Sodio sulfato N.F 0,26 Sodio carbonato anhidro 0,70 Sodio sulfato anhidro 0,58 Sodio carbonato monohidratado 0,60 Sodio sulfito desecado N.F 0,65 Sodio cloruro U.S.P 1,00 Sodio sulfobromoftalena U.S.P 0,06 Sodio citrato U.S.P 0,31 Sodio tiosulfato N.F 0,31 Sodio folato 0,12 Sacarosa U.S.P 0.08 Sodio hipofosfito 0,61 Succinilcolina cloruro U.S.P 0,20
41
Sodio yoduro U.S.P 0,39 Sulfacetamida sdica U.S.P 0,23 Sodio lactato 0,39 Sulfadiazina sdica U.S.P 0,24 Tomado de (Cherng-ju, 2004; Sinko, 2006).
CUESTIONARIO
1. Se conoce que una disolucin de cido brico de 17,3 g por cada 1000 g de agua es
isotnico con el lquido lacrimal al igual que una solucin de 9,09 g de cloruro de
sodio por cada 1000 g de agua. Con esta informacin encuentre cul es el
equivalente de cloruro de sodio para el cido brico.
2. Cunto cido brico debera usarse en la siguiente preparacin oftlmica:
Sulfato de atropina 1 %
cido brico q.s.
Agua destilada 30 mL
Hacer la preparacin isotnica. Qu uso tiene este colirio?
3. Una disolucin al 1% de fosfato de antazolina congela a 0,11 C. Cmo hara
isotnicos 100 mL de esta disolucin utilizando NaCl. Emplee el mtodo del
descenso crioscpico y el del equivalente en NaCl.
REFERENCIAS
Cherng-ju, K. (2004). Advanced Pharmaceuticals. Boca Raton, Fl: CRC Press.
Gennaro, A. (2003). Remington. Farmacia (20a ed.). Madrid: Editorial Panamericana.
Sanz, P. (1992). Fisicoqumica para Farmacia y Biologa. Barcelona: Ediciones
Cientficas y Tcnicas, S.A.
Sinko, P. (2006). Martin's Physical Pharmacy and Pharmaceutical Sciences (5th ed).
Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins.
42
Sesin 5. Efecto del pH sobre la estabilidad de los frmacos
JUSTIFICACIN
Es bien conocido el efecto del pH sobre la velocidad de ciertas reacciones y el
equilibrio de disociacin de electrolitos dbiles, por lo cual es crucial, en Farmacia, la
determinacin del pH (o rango de pH) ptimo para la mayor estabilidad de una
formulacin.
OBJETIVO
Determinar el pH ms adecuado para una mayor estabilidad de las preparaciones
farmacuticas.
INTRODUCCIN
La concentracin de in hidrgeno en las disoluciones es importante en las ciencias
farmacuticas, pues de ello depende, por ejemplo, la estabilidad de un frmaco en
solucin. La velocidad de hidrlisis de los frmacos que contienen steres, disminuye
a pH cido. En agentes medicinales tales como cido ascrbico, epinefrina, la eserina y
la tiamina, la degradacin oxidativa es aumentada por pH alcalinos; por lo tanto, tales
frmacos son dispensados en soluciones cidas. Algunos antibiticos tales como la
oxitetraciclina y el cloranfenicol se degradan rpidamente en soluciones neutras o
alcalinas (Florence y Attwood, 2006; Sinko, 2006).
En soluciones neutras o alcalinas el cido benzoico se usa como inhibidor del
crecimiento microbiano, pero no es bacteriosttico ni aun en concentraciones del 3%.
El cido benzoico muestra su mayor potencia como preservante en soluciones cidas,
en las cuales se puede emplear en concentraciones de 0,2%. Igualmente, el
hexilresorcinol es ms efectivo en un medio cido. El timerosal no muestra una accin
satisfactoria en medio cido, y muestra su mayor accin preservante en soluciones
alcalinas (Sinko, 2006).
43
El control del pH en los ungentos no slo es para prevenir la irritacin, sino que
tambin promueve la estabilidad de los frmacos y de esta manera, permite aumentar
apreciablemente su potencial teraputico.
En procesos de manufactura, el control del pH de las formulaciones lquidas es muy
importante. Por ejemplo para la extraccin del principio activo de un extracto crudo,
el ajuste de la concentracin de in hidrgeno no slo facilita la extraccin sino que
tambin puede prevenir la degradacin del frmaco extrado (Gennaro, 2003).
Para el farmacutico, el efecto ms inmediato del pH, se manifiesta en la solubilidad.
Los anestsicos locales y los compuestos de tipo alcaloidal, se dispensan
corrientemente como sales de una base, con el objeto de aumentar su solubilidad, ya
que por lo comn la base libre es muy poco soluble en agua. En las preparaciones
magistrales, el farmacutico puede encontrar incompatibilidades, en las cuales, la sal
de una sustancia alcalina insoluble en agua debe dispersarse en vehculos alcalinos.
Esta clase de incompatibilidad, es el tipo ms comn, por el fenmeno cido-base, que
se puede presentar en una formulacin de formas farmacuticas a nivel magistral o
industrial (Florence & Attwood, 2006; Gennaro, 2003; Sinko, 2006).
Reactivos: Por lado de mesa Total
Benzoato de sodio 150 g/L 0,5 L Bromhidrato de dextrometorfano 2 g/L 0,5 L Sulfato de quinina 2 g/L 0,5 L Amortiguador pH = 3,5 1 L Amortiguador pH = 7,0 1 L Amortiguador pH = 9,0 1 L NaOH aprox 0,5 M 0,5 L HCl aprox 0,5 M 0,5 L Materiales y equipo por lado de mesa: Beaker 100mL 2 10 Beaker 250mL 4 20 Gradilla 1 5 Gotero 1 5
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pH Metro 1 5 Pipeta serolgica 5mL 1 5 Pizeta 1 5 Probeta 10mL 1 5 Probeta 100mL 1 5 10 tubos de ensayo 10 50
PROCEDIMIENTO
I. Comportamiento de las frmacos en diferentes vehculos.
a. Determinar el pH, de los vehculos de uso oral, que sern indicados y
suministrados en el laboratorio. Medir el pH de cada vehculo por medio de un
potencimetro previamente calibrado y anotarlo.
b. Preparar 75,0 mL de una solucin acuosa al 1,5% de fenobarbital sdico. Mezclar
volmenes iguales de esta solucin con agua, para obtener la dosis usual de
fenobarbital por cucharadita (5 mL).
c. Mezclar 3,00 mL de la solucin de fenobarbital sdico con 3 mL de cada uno de los
vehculos. Observar, medir el pH y anotar los resultados (una hora despus de
realizar la mezcla y ocho das despus).
d. Preparar 75,0 mL de una solucin de bisulfato de quinina al 0,2 % y una de
benzoato de sodio al 15% y para ambas soluciones, seguir un procedimiento
anlogo al indicado en c.
II. Precipitacin de frmacos.
a. Tomar 50 mL de las soluciones acuosas de frmaco y determinar su pH (pH
experimental) mediante el potencimetro. Calcular con las frmulas matemticas
correspondientes, el pH terico de cada solucin. Comparar ambos resultados.
b. Emplear las ecuaciones simplificadas para calcular el pH de precipitacin para
cada una de las soluciones estudiadas.
c. Separar la mitad de las soluciones de las sales de cidos dbiles, adicionar
HCl 0,5 N e ir midiendo el pH, con el potencimetro, hasta obtener la precipitacin
del frmaco. Si la precipitacin no ocurre al pH calculado, separar la mitad de sta
solucin y dejarla en reposo por 30 minutos, con la otra mitad continuar
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agregando cido a las soluciones hasta provocar la precipitacin y determinar el
pH a la que ocurre. Con la mitad separada, si luego de cumplido el tiempo de
reposo no precipita, dejarla tapada y guardada por ocho das.
d. Repitir el procedimiento anterior para sales de bases dbiles, pero adicionndoles
NaOH 0,5 N, en lugar del HCl.
e. Anotar los pH tericos calculados y los medidos, adems de presentar las
observaciones correspondientes.
Notas: con los datos obtenidos y las observaciones que se encontraron, explique el
porqu de las observaciones obtenidas en la primera parte.
Presente tablas en las cuales estn indicados los fenmenos que se observan en las
mezclas que se preparan en las partes a, b y c de la primera parte del experimento.
Indique la aparicin o no del precipitado al hacer observaciones inmediatas, despus
de una hora y despus de una semana. A cul generalizacin puede llegar basndose
en estos datos?. Tambin presente las tablas con los valores de pH tericos y
experimentales de las soluciones utilizadas en ambas partes.
CUESTIONARIO
1. Para cierto principio activo, se encontr que presenta las siguientes solubilidades
a saturacin, a temperatura ambiente:
pH S/mol dm-3
7,4 205,0
9,0 10,0
10,0 5,5
12,0 5,0
Indique qu tipo de compuesto es (cido o base), y cul es su pKa?
2. Cul es la solubilidad de la bencilpenicilina G, a un pH lo suficientemente bajo
como para que solamente la forma no disociada est presente? La pKa de la
bencilpenicilia G es 2,76 y la solubilidad del principio activo a pH de 8,0 es 0,174
mol dm-3.
3. El flurbiprofeno es un cido dbil, utilizado como analgsico y antiinflamatorio.
Su solubilidad en agua es de 5,00 x 10-3 mol/L y su pKa es 4,22. Diga si es correcto
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formular una disolucin acuosa de flurbiprofeno 0,200 mol/L amortiguada a un
pH de 5.
REFERENCIAS
1. Florence, A., & Attwood, D. (2006). Physicochemical Principles of Pharmacy (3 ed.).
Londres: Pharmaceutical Press.
2. Gennaro, A. (2003). Remington. Farmacia (20a ed.). Madrid: Editorial
Panamericana.
3. Sinko, P. (2006). Martin's Physical Pharmacy and Pharmaceutical Sciences (5th ed).
Philadelphia: Lippincott Williams & Wilkins.
47
Sesin 6. Efecto del pH en la distribucin de los principios activos
JUSTIFICACIN
Dado que la mayora de los principios activos son cidos o bases dbiles, la forma que
predomine en disolucin acuosa, determinar la forma en que se distribuye entre dos
fases inmiscibles entre s, lo cual, una vez en el organismo, determina que tanto se
absorbe y/o se distribuye el frmaco. Por lo tanto, estudiar la influencia del pH en el
valor del coeficiente de distribucin aparente, permite al profesional en Farmacia
predecir, hasta cierto punto, el comportamiento del principio activo una vez
administrado al paciente.
OBJETIVO
Determinar el efecto del pH sobre el valor del coeficiente aparente de distribucin del
cido saliclico entre agua y aceite vegetal.
INTRODUCCIN
Para el farmacutico, es muy importante estar familiarizado con la influencia que
ejerce el pH sobre el coeficiente de particin de los frmacos que son bases dbiles o
cidos dbiles poco solubles.
Dos ejemplos que ilustran la importancia de este conocimiento fsico qumico son el
papel que juega el pH en la absorcin gastrointestinal y la manera de establecer la
cantidad de preservantes en los sistemas coloidales de aceite/agua (emulsiones), o
cualquier otro sistema bifsico (Gennaro, 2003).
En esta prctica de laboratorio se ilustran de una manera elemental, los principios
tericos que intervienen en la distribucin de un cido dbil, entre una fase acuosa y
una fase oleosa. La obtencin de la ecuacin que se utiliza para graficar los datos y
para calcular las constantes de equilibrio se comprende fcilmente.
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Considere la distribucin de un cido dbil [HA], entre la fase oleosa y la fase acuosa.
Si aceptamos la suposicin, que no se presenta dimerizacin del cido dbil en la fase
oleosa, los equilibrios a considerar son los siguientes (Cherng-ju, 2004; Sinko, 2006):
Donde Kd es el coeficiente verdadero de participacin y Ka, es la constante de
disociacin cida. Los subndices "a" y "o", se refieren a las fases acuosas y oleosas
respectivamente.
La concentracin molar total de cido en la fase oleosa, Co, est dada por:
[ ]O=Co HA (1)
Y la concentracin total de cido en la fase acuosa, Ca, esta dada por:
(2)
Las tres constantes de equilibrio que se emplean
[ ][ ]acHA
OHA=Kd (3)
[ ][ ][ ]acHA
O -+3 AH=Ka (4)
[ ]
[ ] [ ]acac AHAO
+
HA=K`d (5)
Donde K'd es el coeficiente aparente u observado experimentalmente (el coeficiente
de particin aparente).
[ ] [ ]oa HAHA dK
[ ] [ ] [ ] [ ]+32 ++ AOHOHHAaaK
[ ] [ ]-ac A+=Cac HA
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Al combinar las tres expresiones anteriores se obtiene la siguiente ecuacin (Cherng-
ju, 2004):
[ ]++
1=
1
3' OHKd
K
KK
a
dd (6)
Esta ltima expresin es una ecuacin lineal de la forma:
y = mx + b (7)
de manera que una representacin grfica de:
[ ]+1
1
3'd OHvs (8)
es una lnea recta cuya pendiente es d
a
y la ordenada en el origen es d
1 .
Reactivos: Por lado de mesa
Total
Nitrato de hierro III 20 g/L 1 L cido ctrico 0,1 M 2 L Salicilato de sodio 0,2 M 1 L Na2HPO4 0,2 M 2 L Aceite vegetal 1 L Materiales y equipo por lado de mesa: Baln aforado 25 mL 2 10 Baln aforado 100 mL 2 10 Beaker 50 mL 2 10 Beaker 250 mL 2 10 Cubetas 2 10 Espectrofotmetro visible 1 5 Pipeta volumtrica 10 mL 1 5 Pipeta volumtrica 25 mL 1 5 Pipeta serolgica 1 mL 1 5 Pipeta serolgica 10 mL 1 5 Probetas 25mL 2 10 Tubos ensayo 2 10
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PROCEDIMIENTO
Tabla 1. Volmenes requeridos de la solucin A y de la solucin B, para elaborar amortiguadores
Mc-Ilvaine dentro de un intervalo de pH que va de 3,2 - 4,6. (Para realizar 100 mL de solucin)
pH Solucin A (cido ctrico 0,1M)
Solucin B (Fosfato cido disdico 0,2 M)
3,2 75,3 mL 24,7 mL
3,4 71,5 mL 28,5 mL
3,6 67,8 mL 32,2 mL
3,8 64,5 mL 35,5 mL
4,0 61,4 mL 38,6 mL
4,2 58,6 mL 41,4 mL
4,4 55,9 mL 44,1 mL
4,6 53,2 mL 46,8 mL
Tomado de (McIlvaine's Buffer System)
Nota: La primera parte del procedimiento consiste en la elaboracin de la curva de
calibracin que permite determinar colorimtricamente las concentraciones de
salicilato en las diferentes fases acuosas. Para este objeto se debe utilizar la ley
Lambert- Beer, para el complejo salicilato-hierro(III), segn se obtuvo en los
laboratorios de colorimetra.
a. Preparar cinco soluciones de diferente concentracin de salicilato de sodio a
distintos valores de pH, de la siguiente manera: pipetee 10,00 mL de salicilato de
sodio con una concentracin aproximada a 0,20 M en un baln aforado de
100,0.mL
b. Preparar 100,0 mL de los amortiguadores de Mac-Ilvaine den