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Agua

Liliana Lara Espanhol

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Agua

Propiedades físicas
- Superficie terrestre ~70%
- La viscosidad del H2O da cierta consistencia a fluidos corporales
- La sublimación es importante para la liofilización
- Proceso de evaporación y presión para la esterilización por vía húmeda (autoclavado con vapor de H2O)
- Humanos necesitan 2,5L al día
Características
- Principal vehículo farmacéutico
- Proceso de aglutinación con H2O para compresión de tabletas
- Forma tetraedros y redes por puentes de hidrógeno
  - Fuertes enlaces de hidrógeno
- Momento dipolar es 1,83 Debyes
  - Es asimétrico
  - Carga al interior de la molécula
    - µ(polaridad) = Q(carga) x r(distancia que separa los centros de las cargas)
- Absorción
  - Incorporación dentro del agua dentro del material, unida por enlace
- Adsorción
  - Monocapa en la superficie que se adhiere o absorbe el otro material
Propiedades químicas
- Fuerzas
  - Cohesivas (C)
    - Entre moléculas de la misma sustancia
      - H2O + Aceite = C>A
    - Tensión superficial (goticulas)
      - Forma en la que se organizan las moléculas de la superficie
      - Explica la mojabilidad de sólidos, la formación de gotas, etc.
      - Tensión superficial interfacial
        Ambas fases son líquidas
        Energía de Gibbs por unidad de área de interfaz a T° y P fijas
      - Una de las fases es el aire
      - Es mayor entre más polares sean las sustancias
  - Adhesivas (A)
    - Entre moléculas de diferentes sustancias
      - Solubilidad = A>C
    - Miscibilidad: Compatibilidad entre las moléculas adhesivas
      - Si no hay es porque la cohesividad es muy fuerte
      - Fuerzas de van der-waals
  - Agente surfactante o tensioactivo
    - Disminuye la tensión, aumenta la fuerza de adhesión, disminuye la fuerza de cohesión, hace que sea miscible
- Solubilidad
  - Ocurre por la disposición polar que tiene la molécula de agua y por la capacidad de solvatar (encerrar) iones
  - La película de solvatación permite que la molécula se oriente según el ion que se solvata
    - Se orienta respecto a la carga, H hacía -, y O hacía +
  - Punto de saturación: ya no se solubiliza más
  - Factores
    - Efectos químicos
      - Reacciones de neutralización ácido-base
        Considerar el ajuste del pH
    - Estructurales
      - Presencia de grupos hidrófilos y/o lipófilos y su balance
    - Eléctricos
      - Momento dipolar
      - Constante dieléctrica
        Efecto que tiene una sustancia cuando actúa como vehículo (solvente)
        Medida de la habilidad de la molécula para resistir la separación de cargas
        Molécula dipolo permanente tiene resistencia mínima
        E(mezcla) = (%a*Ea) + (%b*Eb)
        Se puede determinar la polaridad de una mezcla de solventes
        Útil para solubilizar principios activos
      - Fuerzas de Van Der Waals
      - Fuerzas de London
        Las más débiles
      - Fuerzas electrostáticas
- Temperatura
  - Capacidad calorífica
    - Cantidad de calor (energía) necesaria para elevar la T° de un gramo de una sustancia 1°C
    - Hace que la T° interna del cuerpo se mantenga +/- constante
      - Sudor para bajar T° y grasa para aumentar T°
  - Caloría
    - Cantidad de calor necesario para elevar la temperatura de 1g de H2O 1°C
  - Calor de vaporización
    - Cantidad de energía necesaria para transformar 1g de una sustancia líquida en gas a Tcte
- Actividad del agua (aw)
  - Medida del estado de energía del agua en un sistema
  - No depende de la cantidad de masa
  - Fracción del agua disponible para intervenir en transformaciones químicas y biológicas
    - Crecimiento de microorganismos
  - Agua ligada (no congelable)
    - Fracción que no congela a -20°C
    - No disponible para reacciones
  - Agua libre (congelable)
    - Fracción de agua que congela primero
    - Fracción fácilmente volatilizable
    - Principal responsable de la actividad de agua
    - Disponible para reaccionar
  - Los valores varían de 0 a 1, de producto totalmente seco hasta el agua pura
  - Parámetro aw
    - Agrupación y aglutinación de productos en polvo y granulados
    - Vida útil de los productos
    - Límites crecimiento de microorganismo
      - También controlado por la T°, pH bajo o alto, ausencia de nutrientes, presencia de tensoactivos y adición de agentes antimicrobianos
  - 0,4 y 0,6 es la actividad aceptada pero se espera tener 0,5 o menos
- Isotermas de sorción
  - Saber el contenido de humedad del agua se debe saber la cantidad de agua libre
  - No depende de la cantidad de material
  - Medida del estado de energía del agua en un sistema
  - Permite observar el comportamiento de un producto en un rango amplio de humedades
Propiedades coligativas de una solución
- Dependen del número de moléculas o iones de soluto en sln
- Presión osmótica
  - Osmosis
    - Mantiene la tonicidad en las células
- Disminución de la presión de vapor
- Aumento del punto de ebullición
- Disminución del punto de fusión