Solução: Mecanismo de disolução

 Nota: Para outros significados, veja Resolução.

A solução ainda pode ser caracterizada por formar um sistema homogêneo (a olho nu e ao microscópio), por ser impossível separar o disperso do dispersante por processos físicos.

As soluções são compostas por moléculas ou íons comuns. Podem ser sólidas, líquidas ou gasosas . Quando uma solução é muito rica em um componente, este componente é geralmente chamado de solventes enquanto os outros são chamados de solutos . No entanto isso não pode ser usado como se fosse uma regra, pois se imaginarmos, por exemplo, uma solução composta por 50 ml de água e 50 ml de álcool veremos que ambos (soluto e solvente) estão na mesma proporção.

A solução também pode apresentar-se em qualquer combinação envolvendo os três estados da matéria. É importante destacar que soluções gasosas não são formadas apenas por solvente e soluto gasosos.

As soluções podem apresentar diversas aplicações no nosso cotidiano como por exemplo: água mineral, o ar, o álcool hidratado, acetona, o soro fisiológico entre outros. As soluções podem ter aplicações importantes nas áreas da farmácia, da biologia e da química por exemplo.

• Quanto ao estado físico: sólidas, líquidas ou gasosas.
• Quanto à condutividade elétrica: eletrolíticas ou não eletrolíticas.
• Quanto à proporção soluto/solvente: diluída (não-saturada), concentrada, saturada e supersaturada.

Coeficiente de solubilidade é definido como a máxima quantidade de soluto que é possível dissolver de uma quantidade fixa de solvente, a determinadas temperatura e pressão.

A saturação é uma propriedade das soluções que indica a capacidade das mesmas em suportar quantidades crescentes de solutos, mantendo-se homogêneas. Uma solução é dita insaturada se ainda tem capacidade de diluir soluto, sem precipitar excessos. A solução saturada é aquela em que o soluto chegou à quantidade máxima: qualquer adição de soluto vai ser precipitada, não-dissolvida.

Porém, em alguns casos especiais é possível manter uma solução com quantidade de soluto acima daquela que pode ser dissolvida em condições normais. Nesse caso fala-se em solução supersaturada, que é instável: com alterações físicas mínimas a quantidade extra de soluto pode ser precipitada.

Solução concentrada

Quando o soluto se encontra na quantidade máxima que o solvente pode dissolver.

Solução diluída ou insaturada (não saturada)

Quando a quantidade de soluto usado não atinge o limite de solubilidade, ou seja, a quantidade adicionada é inferior ao coeficiente de solubilidade.

Solução saturada

Quando o solvente (ou dispersante) já dissolveu toda a quantidade possível de soluto (ou disperso), e toda a quantidade agora adicionada não será dissolvida e ficará no fundo do recipiente.

Solução supersaturada

Acontece quando o solvente e soluto estão em uma temperatura em que seu coeficiente de solubilidade (solvente) é maior, e depois a solução é resfriada ou aquecida, de modo a reduzir o coeficiente de solubilidade. Quando isso é feito de modo cuidadoso, o soluto permanece dissolvido, mas a solução se torna extremamente instável. Qualquer vibração faz precipitar a quantidade de soluto em excesso dissolvida.

Denomina-se dissolução endotérmica aquela em que quanto maior a temperatura, maior o coeficiente de solubilidade do solvente (temperatura e solubilidade são diretamente proporcionais). Também há a dissolução exotérmica, que é o inverso da endotérmica, quanto menor a temperatura, maior o coeficiente de solubilidade do solvente (temperatura e solubilidade são inversamente proporcionais).

Os gases apresentam propriedades particulares para a solubilidade. Quando aumenta-se a pressão, a solubilidade aumenta (Lei de Henry). O mesmo não acontece quanto à temperatura. Quando aumenta-se a temperatura, diminui a solubilidade. Assim, a solubilidade é diretamente proporcional à pressão e inversamente proporcional à temperatura. Vale lembrar que essas leis são válidas para qualquer gás, mas não para substâncias em outros estados físicos, como foi mostrado acima.

pH

Grande número de fármacos usados atualmente são ácidos ou bases fracas e as dificuldades para sua solubilização podem ser influenciadas pelo pH do meio. Essas equações baseadas na lei de ação das massas, da físico-química, podem prever a dissolução de ácidos ou bases, em função do pH, com uma precisão alta.

Ao solucionar o pH, no entanto outros fatores devem ser considerados. O pH ideal da solução não deve ser mais importante que os requisitos de estabilidade e compatibilidade fisiológicos da formulação.

Quando houver necessidade de ajuste do pH, usar um alcalinizante ou acidificante, ou seja, fazer o tamponamento do sistema.

Escolha do tampão

A escolha do tampão adequado deve estar de acordo com os seguintes critérios:

• deve ter a capacidade desejada na faixa de pH adequados.
• deve ser atóxico.
• não deve interferir na estabilidade do produto.
• deve permitir sabor e coloração aceitáveis.

Cossolvente

Os eletrólitos fracos e as moléculas pouco polares apresentam, normalmente, pouca solubilidade em água. Essa pode ser aumentada pela adição de outro solvente que seja solúvel em água (etanol, sorbitol, propilenoglicol, PEG etc.).

Solubilização

É a passagem de moléculas de um soluto, espontaneamente para uma solução contendo um tensoativo, detergente. O mecanismo resultante tem a ver com a possibilidade das moléculas do soluto serem solubilizadas ou adsorvidas em estruturas denominadas micelas, formadas após a adição gradativa e continuada do tensoativo no sistema.

Complexação

Compostos orgânicos em solução tendem a se unir formando complexos de maneira natural. A dissolução de determinado soluto pode ser adequadamente aumentada pela adição de um agente complexante. Com isto o soluto pode ser completamente dissolvido. No entanto deve ser analisado se o complexo resultante não irá afetar a eficácia e a segurança terapêutica.

Muitas formulações pouco solúveis em água podem ser modificadas quimicamente. Um exemplo é a betametasona, um corticosteróide, modificado quimicamente.

• Betametasona - solubilidade 5,8 mg/100 mL a 25 °C
• Éster-21 de Betametasona fosfato dissódico - solubilidade de 10 g/100 mL a 25 °C

A quantidade de soluto dissolvida em uma quantidade de solvente nos dá um valor que chamamos de concentração da solução. A concentração de uma solução é tanto maior quanto mais soluto estiver dissolvido em uma mesma quantidade de solvente.

A concentração das soluções pode ser expressa de diversas formas. O que se entende simplesmente por concentração é a quantidade de soluto existente em relação ao volume da solução. Matematicamente, ${\displaystyle C={\frac {m}{V}}}$ ; onde ${\displaystyle m}$  é a massa de soluto e ${\displaystyle V}$  o volume da solução.

A unidade usual para concentração é gramas por litro (g/L).

Há outros tipos de cálculo para a concentração em soluções, uma muito difundida refere-se à massa molar do soluto dissolvida num dado volume de solução: ${\displaystyle CM={\frac {n}{V}}}$ , onde ${\displaystyle n={\frac {m}{M}}}$ 

${\displaystyle CM}$  = concentração molar [mol/l]

${\displaystyle n}$  = número de mols de soluto [mol]

${\displaystyle V}$  = volume da solução [litro]

${\displaystyle M}$  = massa molar do soluto [g/mol]

Quando duas soluções têm a mesma concentração, elas são chamadas isotônicas ou isosmóticas (iso = igual).

Quando a concentração é diferente, a mais concentrada é chamada hipertônica ou hiperosmótica (hiper = superior) e a menos concentrada é chamada hipotônica ou hiposmótica (hipo = inferior).

Uma solução sólida é uma solução em que os átomos do ácido são utilizados para sufocar o efeito metálico do material em questão, o qual pode ser Bromo, Iodo ou Ferro apenas e o resultado dessa mistura deve ser um cátion isoeletrônico ao elemento com maior número de elétrons na camada de valência mais próximo da tabela periódica.As soluções podem ser substitucionais ou intersticiais.

Soluções sólidas substitucionais

Ocorrem quando o soluto (átomo em menor concentração) substitui o solvente (átomo em maior concentração). Exemplos de soluções sólidas substitucionais são as ligas de bronze (cobre/estanho) e latão (cobre/zinco). No latão, o cobre com raio atômico de 0,1278 nanômetros é substituído pelo átomo de zinco com 0,139 nanômetros. Nesta liga, o zinco pode substituir até 40% do cobre, mantendo a estrutura CFC (Cúbica de Face Centrada).

Soluções sólidas intersticiais

Ocorrem quando um átomo muito pequeno é inserido na estrutura cristalina.Exemplos mais utilizados é a liga de aço, onde adiciona-se carbono do ferro para gerar um aumento na resistência mecânica.

• Mistura de um soluto com um solvente.
• Uma fase líquida, gasosa ou sólida contendo dois ou mais componentes dispersos uniformemente na fase.
• Mistura homogênea de duas ou mais substâncias.

• Mistura
• Propriedades coligativas