Slides de Aula - Unidade I (8)

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Profa. MSc. Sandra Moretto
UNIDADE I
Físico-Química
Existem três classes de dispersões: 
1. Soluções (Ex.: água e sal) 
2. Coloides (Ex.: gelatina)
3. Suspensões (Ex.: Água Barrenta) Mistura Heterogênea
Dispersões: Soluções, Coloides e Suspensões
Mistura heterogênea,
Mais de uma fase
Mistura homogênea
Uma fase
Mistura homogênea
2 fases
1 fase
Fonte: Disponível em: https://querobolsa.com.br/enem/quimica/misturas-homogenea-e-
heterogenea. Acesso em 07.11.19
Características das fases:
a) fase dispersa: Componente em Menor proporção.
b) fase dispersante. Componente em Maior proporção.
Dispersões
Fonte: Disponível em: 
http://www.usp.br/massa/2013/qfl2452/pdf/E
mulsoes-2013.pdf. Acesso em 07.11.19
A - Disperso
O - Dispersante
O - Disperso
A - Dispersante
Características das Dispersões
Dispersões: Soluções, Coloides e Suspensões
Propriedade Solução Coloide Suspensão
Tamanho médio da 
partícula (10-10 m)
0 a 10 10 a 1000 >1000
Visibilidade da 
partícula no 
disperso
Não visível em 
aparelhos 
convencionais 
de laboratório
Visível em 
ultramicroscópio
Visível em 
microscópio 
comum e, em 
alguns casos, a 
olho nu
Separação por 
filtração
Não Não Sim
Sedimentação das 
partículas do 
disperso
Não
Apenas por 
ultracentrífugas
Sedimentação 
espontânea 
(tempo) ou por 
meio de 
centrífugas 
convencionais.
Mistura Homogênea Homogênea Heterogênea
Fonte: NEVES, L.C. 
M. e Livro-texto.
 Soluções verdadeiras
Disperso Soluto
Dispersante Solvente
Soluções Verdadeiras
Solução
O coeficiente de solubilidade (Cs) é a máxima 
quantidade de soluto que se solubiliza em uma 
dada quantidade de solvente, a uma dada 
temperatura.
Soluto
Solvente Solução
Fonte: NEVES, L.C. M. e Livro-
texto.
 Misturas Homogêneas
 A Solubilidade, varia da quantidade dissolvida, solvente e da temperatura.
Soluções Verdadeiras
Soluto (g)
Solubilidade 
(g) do soluto 
por
100 g de H2O 
na temperatura
de 20 ºC
Solubilidade (g) do soluto 
por
100 g de H2O na 
temperatura
de 50 ºC
C12H22O11 203,9 g 260,4 g
NaCl 36,0 g 37,0 g
KClO3 7,4 g 19,3 g
NaNO3 88,0 g ºC 114,0 g
AgNO3 222,0 g 455,0 g
KCl 34,0 g 42,9 g
Tabela: Solubilidade de alguns 
compostos em diferentes 
temperaturas
Fonte: NEVES, L.C. M. e Livro-
texto.
 Solução Saturada: Quantidade de soluto dissolvida =Cs
 Solução Insaturada: Quantidade de soluto dissolvida <Cs
 Solução Saturada com corpo de Fundo: Quantidade >Cs
 Exemplos: Cs NaCl 357g/L de água a 0oC Saturada Saturada com Corpo de fundo
Soluções Verdadeiras
357 g de NaCI 370 g de NaCI
357g de NaCI
357g de NaCI
Água Água
1 litro, O ºC
Saturada sem corpo de fundo
1 litro, O ºC
13 g se depositam
Saturada com corpo de fundo
Fonte: NEVES, L.C. M. e Livro-texto.
 Comportamento da solubilidade em Função da Temperatura 
Soluções Verdadeiras
Endotérmico
Exotérmico
Curva de solubilidade para o Ca(OH)20 20 40 60 50
Temperatura (ºC)
70
60
50
40
30
20
10
65,6
55,2
45,8
37,2
G de NH4 Cℓ/100g de água
0,20
0,18
0,16
0,14
0,12
0,10
0,08
0,06
0 20 40 60 80 100
Temperatura (ºC)
S
o
lu
b
il
id
a
d
e
 (
g
/1
0
0
g
 d
e
 H
2
O
)
Fonte: NEVES, L.C. M. e Livro-
texto.
Fonte: NEVES, L.C. M. e Livro-
texto.
Um analista químico deverá preparar uma 
solução aquosa de nitrato de potássio (KNO3) 
na temperatura de 70 ºC. A seguir, tem-se a 
curva de solubilidade do KNO3 em água:
Caso esta solução seja preparada a partir da 
adição de 20 g de sal em 50 mL de água, a 
mesma poderá ser classificada como?
140 g a 70 ºC -------------------- 100 g água
x ------------------------------50 g água
x= 70 g, logo a solução será insaturada
Soluções – Previsão do Comportamento da Solução
Temperatura (ºC)
260
240
220
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
S
o
lu
b
il
id
a
d
e
 d
o
 K
N
O
3
e
m
 á
g
u
a
 
(g
 K
N
O
3
/1
0
0
g
 d
e
 H
2
O
)
Fonte: NEVES, L.C. M. e Livro-
texto.
 Produto de solubilidade: é simbolizado por KPS ou KS e é uma constante de equilíbrio entre 
um sólido não dissolvido e seus íons. Exemplo
Soluções – Produto de Solubilidade
x x
Exemplo: O sal BaSO4 o valor de Ks será 1,1x10
-10, então pode ser calculada a sua
solubilidade molar (x).
 Com esses cálculos, podemos fazer a seguinte relação entre o produto de solubilidade (KS) 
e o produto iônico.
 Produto iônico = KS → solução saturada;
 Produto iônico < KS → solução insaturada;
 Produto iônico > KS → solução saturada com corpo de fundo (ou solução supersaturada, o 
que é menos provável).
Soluções – Produto de Solubilidade
 Valores de Constante de Solubilidade para diferentes sais na temperatura de 25 ºC.
Soluções – Produto de Solubilidade
Podemos avaliar a solubilidade de sais pouco 
solúveis pelo valor do KS.
Sal Ks Sal Ks Sal Ks
Fluoretos Cloretos Brometos
MgF2 6,6x10
-9 CuCl 1,9x10-7 CuBr 5x10-9
CaF2 3,9x10
-11 AgCl 1,8x10-10 AgBr 5x10-13
LiF 1,7x10-3 PbCl2 1,7x10
-5 PbBr2 2,1x10
-6
Iodetos Sulfitos Cianetos
CuI 1x10-12 CaSO3 3x10
-7 AgCN 1,2x10-10
AgI 8,3x10-17 BaSO3 8x10
-7 Zn(CN)2 3x10
-10
Fonte: NEVES, L.C. M. e Livro-
texto.
Tem-se uma solução de hidróxido de cálcio (Ks = 5,5 × 10-6). Qual o valor aproximado da 
solubilidade molar (x) para essa substância?
Dado: Ca (OH)2 ↔ Ca
2+ + 20H1–
a) 1,1 x 10-2
b) 5,5 x 10-6
c) 2,5 x 10-6
d) 3,5 x 10-6
e) 6,2 x 10-6
Interatividade
a) 1,1 x 10-2
Resposta
 Existem diferentes maneiras para se preparar soluções em laboratório.
Vai depender da massa ou volume utilizado em cada cálculo:
Exemplos: Concentração comum, molar, normal, porcentagem etc.
Preparo de soluções
Fonte: NEVES, L.C. 
M. e Livro-texto.
Um técnico de laboratório deverá preparar 450 mL de uma solução de NaOH 2,5 g.L-1 . Qual 
massa de hidróxido de sódio deve ser pesada?
Concentração das Soluções: Concentração comum g.L-1
450 mL
NaOH 2,5 g/L
 Deseja-se preparar 300 mL de uma solução de H2SO4 0,1M. Determine qual a quantidade de 
soluto necessário para este preparo. Dado: = 98 g.moL-1.
Concentração das Soluções – Molaridade (mol.L-1)
Tem-se uma solução preparada a partir da adição de 25g de glicose (MM = 180 g.mol-1) a 125g 
de água (MM = 18g.mol-1). Qual a fração molar de glicose para esta solução?
Determinar o número de mols de glicose para esta solução:
Determinar o número de mols de água para esta solução:
Determinar o número de mols total da solução:
Calcular a fração molar de glicose:
Concentração das Soluções: Fração Molar (X)
x1+x2=1.100=100%
Qual é a Molalidade (W) da glicose num soro contendo 4 g de glicose (C6H12O6) em 100 g (0,1 
kg) de água? Dado: massa molar da glicose = 180 g.mol-1.
, substituindo 𝑛1 teremos: 
100:1000=0,1kg
𝑊= 0,22 mol.kg-1.
Concentração das Soluções: Molalidade (W) mol.kg-1
 Qual é o título de uma solução de glicose num soro contendo 5 g de glicose (C6H12O6) e 0,9g 
de cloreto de sódio (NaCl) em 100 g de água? Dado: massa molar da glicose = 180
Concentração das Soluções: Título (𝜏)
H
2
SO
4
 0,1 M
300 mL
Qual é o título em porcentagem de uma solução de cloreto de sódio num soro contendo 5 g de 
glicose (C6H12O6) e 0,9 g de cloreto de sódio (NaCl) em 100 g de água? Dado: massa molar 
da glicose = 180 g.mol-1
a) 3,71%
b) 0,85%
c) 4,72%
d) 2,30%
e) 6,12%
Interatividade
b) 0,85%
Resposta
 Coloides x Soluções verdadeiras
Soluções Coloidais
Propriedade Solução Coloide Suspensão
Tamanho médio da 
partícula (10-10 m)
0 a 10 10 a 1000 >1000
Visibilidade da 
partícula no 
disperso
Não visível em 
aparelhos 
convencionais 
de laboratório
Visível em 
ultramicroscópio
Visível em 
microscópio 
comum e, em 
alguns casos, a 
olho nu
Separação por 
filtração
Não Não SimSedimentação das 
partículas do 
disperso
Não
Apenas por 
ultracentrífugas
Sedimentação 
espontânea 
(tempo) ou por 
meio de 
centrífugas 
convencionais
Mistura Homogênea Homogênea Heterogênea
Fonte: NEVES, L.C. M. e Livro-
texto.
 Misturas com aspecto de solução, ou seja, de uma mistura homogênea. 
 Os coloides estão presentes em nosso cotidiano. 
 São exemplos de coloides: creme hidratante, iogurte, leite, sangue, tintas e geleia.
 Além disso, os coloides permitem a passagem de luz entre eles, o que não acontece com as 
misturas homogêneas.
Coloides
Efeito Tyndall.
Fonte: NEVES, L.C. M. e Livro-
texto.
 Os componentes dos coloides: disperso e dispersante ou dispergente. 
Menor Quantidade Maior Quantidade
Os tipos de coloides são: Aerossol
Emulsão
Espuma O que vai caracterizá-los vai ser o estado 
Gel físico do disperso e do dispergente. 
Sol
Coloides
 Sol: São coloides formados quando há a dispersão de um sólido em um meio líquido.
Exemplos: Pérola, rubi, sangue.
 Componente Disperso: Sólido.
Componente Dispersante: Líquido ou Sólido.
Coloides
Fonte: NEVES, L.C. M. e Livro-
texto.
 Aerossol – Exemplos: Fumaça, neblina, nuvem, spray.
Componente Disperso: Sólido ou Líquido.
Componente Dispersante: Gás.
 fumaça (partículas líquidas ou sólidas dispersas num gás/ar);
 desodorantes e purificadores de ar em “spray” (partículas líquidas num gás comprimido);
 neblina (líquido disperso num gás). 
Numa estrada é possível visualizar as partículas líquidas através da luz dos faróis acesos de 
um carro ao iluminar a neblina (efeito Tyndall).
Coloides
Fonte: NEVES, L.C. M. e Livro-
texto.
 Espuma – Exemplos: Chantili, clara em neve, espuma de barbear, pipoca.
 Componente Disperso: Gás.
 Componente Dispersante: Líquido ou Sólido.
Neste sistema coloidal, um meio líquido ou sólido serve de dispersão para bolhas de gás. 
Temos como exemplo na área farmacêutica as espumas de barbear e o mousse para cabelo. 
Coloides
Fonte: NEVES, L.C. M. e Livro-
texto.
 Gel Exemplos: Gelatina, sílica-gel, pasta de dente.
 Sistema coloidal que consiste, geralmente, em água retida num sólido.
 Componente Disperso: Líquido.
Componente Dispersante: Sólido.
 Temos como exemplos vários géis que são muito usados na indústria de cosméticos, 
medicamentos para diversos fins e, também, as coloridas gelatinas.
Coloides
Fonte: NEVES, L.C. M. e Livro-
texto.
 Emulsão – Exemplos: Maionese, manteiga, queijo, sorvete, leite.
 Componente Disperso: Líquido.
 Componente Dispersante: Líquido ou Sólido.
 Geralmente estabilizadas por um terceiro componente tensoativo (emulsificante) que se 
localiza na interface entre as fases líquidas. 
 (A/O) Água em óleo, com gotículas de água dispersas na fase contínua óleo.(Ex.: Margarina)
 (O/A) Óleo em água, gotículas de óleo dispersas em água. (Ex.: Leite, ação emulsificante de 
uma proteína do leite denominada caseína).
Coloides
A maionese é um sistema coloidal porque as 
gotinhas de óleo se encontram dispersas no 
vinagre com auxílio da gema de ovo.
emulsificante
Classificação e Propriedades dos coloides:
 Coloides LIOFÍLICOS: apresentam AFINIDADE pelo componente da fase contínua 
(dispersante), e, sendo assim, sua dispersão no meio é espontânea. 
 Caso o dispersante seja a água, são denominados COLOIDES HIDRÓFILOS.
 Estas partículas coloidais se dispersam com mais facilidade, pois, geralmente, possuem 
certa semelhança química com o meio de dispersão (fase contínua). 
 Por exemplo: ambas possuem em suas moléculas grupo 
hidroxila (-OH), o qual forma ligações entre os hidrogênios.
Coloides
 Coloides LIOFÓBICOS: possuem AVERSÃO ao líquido ao qual serão misturados. 
- Esses sistemas coloidais são instáveis e, por isso, podem separar-se em duas fases distintas, 
ocorrendo precipitação, que pode ser rápida ou bem lenta. 
 Se esse sistema coloidal possuir água como solvente, receberá o nome de COLOIDE
HIDRÓFOBO.
 Tensoativos ou surfactantes, atuam para manter unidas as duas fases. 
Coloides
Fonte: http://zeus.qui.ufmg.br/~qgeral/?attachment_id=558
Cadeia Apolar (Hidrofóbica)
Surfactante!!
Cabeça Polar
(Hidrofílica)
Considere os sistemas apresentados a seguir:
I. Leite
II. Maionese comercial
III. Óleo de soja
IV. Gasolina
V. Gel para cabelos
Desses, são classificados como sistemas coloidais:
a) apenas I e II.
b) apenas I, II e III.
c) apenas II e V.
d) apenas I, II e V.
e) apenas III e IV.
Interatividade
d) apenas I, II e V.
Resposta
 A solubilidade é determinante para a absorção de um fármaco.
Fatores mais importantes que influenciam na solubilidade de medicamentos. 
 Característica química da molécula presente no medicamento. 
 Hidrofobicidade.
 Forma farmacêutica.
 Área de superfície.
 Estado de ionização.
 pKa da molécula presente no medicamento.
Solubilidade de Medicamentos
 Existe uma relação direta entre a solubilidade de medicamentos e seu efeito sobre a 
biodisponibilidade. 
 Somente o fármaco dissolvido nos líquidos do trato gastrintestinal pode ser absorvido, o que
requer determinada hidrossolubilidade.
 Entretanto, o fármaco deve apresentar também certa lipossolubilidade para atravessar as
membranas biológicas que são de natureza lipoproteica.
Solubilidade de Medicamentos
Moléculas como taxol
(Paclitaxel), em que a 
solubilidade aquosa é 
considerada baixa são 
notados problemas em 
relação à sua 
biodisponibilidade.
Fonte : Livro-texto
 A solubilidade do medicamento é possível de ser determinada a partir da:
1) Estimativa da área de superfície molecular (A). 
2) Avaliação dos grupos químicos principais da estrutura original desta molécula.
Região hidrofílica MAIOR em comparação à área de superfície molecular da região hidrofóbica, 
MAIOR a Solubilidade aquosa para esta molécula. 
Solubilidade de Medicamentos
Fonte: https://pt.routestofinance.com/what-is-bioavailability . Acesso 07.11.19
 Avaliação da solubilidade aquosa, ponto de ebulição e áreas de superfície em função do 
número de carbonos presentes na molécula.
But 4C
Hex 6C
Hept 7C
Área de superfície molecular
Composto
Solubilidade
(mol.kg-1)
Ponto de 
Ebulição
(ºC)
A
(mm2)
Butan-1-ol 1,006 118 2,721
Hexan-1-ol 0,061 157 3,357
Heptan-1-ol 0,0155 176,3 3,675
Fonte: NEVES, L.C. M. e Livro-
texto.
 A forma dos grupos polares e apolares presentes na molécula irão interferir na solubilidade. 
Destes, podemos destacar a influência que as ramificações na cadeia com grupos 
hidrofóbicos terão sobre a solubilidade aquosa do medicamento. 
Área de superfície molecular
Composto
Solubilida-
de
(mol.kg-1)
Ponto de 
Ebulição
(ºC)
A
(mm2)
Pentan-1-ol 0,260 138 3,039
Pentan-3-ol 0,615 115 2,935
2-metilbutan-
2-ol
1,403 102 2,825
2-methylbutan-2-ol
Fonte: 
NEVES, L.C. 
M. e Livro-
texto.
 A solubilidade na água se deve aos diversos efeitos que estes terão sobre as propriedades 
do soluto, notadamente, sobre a coesão molecular.
A influência de substituintes
Substituinte Classificação
-CH3 hidrofóbico
-CH2- hidrofóbico
-Cl, -Br, -F hidrofóbico
-N(CH3)2 hidrofóbico
-SCH3 hidrofóbico
-OCH2CH3 hidrofóbico
-OCH3 Ligeiramente hidrofílico
-NO2 Ligeiramente hidrofílico
-CHO hidrofílico
-COOH Ligeiramente hidrofílico
-COO- Muito hidrofílico
-NH2 hidrofílico
-NH3
+ Muito hidrofílico
-OH Muito hidrofílico
Fonte: NEVES, L.C. 
M. e Livro-texto.
Se um fármaco é muito lipofílico, pode: 
 Ser insolúvel em meio aquoso (p.e. fluido gastrointestinal ou plasma).
 Se ligar muito fortemente às proteínas plasmáticas e assim a concentração plasmática de 
fármaco livre diminui, o que pode reduzir potência/eficácia. 
 Distribuir para bicamadas lipídicas e ser incapaz de alcançar o meio intracelular. 
Se o fármaco for muito polar, pode não ser absorvido na parede intestinal devido à falta de 
solubilidade na membrana.
Solubilidadex estrutura química
A influência de substituintes
Substituinte Solubilidade (mg.L-1)
-H 6,38
-CH3 1,05
-OH 13,9
-OCOCH3 (aceto) 9,87
Acetanilida
Fonte: NEVES, L.C. M. e Livro-texto.
Fonte : Livro-texto
 Solvatação é o termo que descreve o processo de ligação do solvente à molécula do soluto.
 Solvente molécula de água hidratação.
 A hidratação será distinta mesmo quando moléculas apresentarem estruturas químicas muito 
próximas entre si.
 Quando os substituintes hidrofílicos se encontram distribuídos equatorialmente na estrutura 
da molécula existirá maior tendência à hidratação na presença de água.
Hidratação e solvatação
Fonte: 
http://www2.iq.usp.br/docente/lhc/disciplin
as/qfl2340-2013/QFL-
2340_2013_Aula_6_analise_conformacion
al.pdf (adaptado)
a 
a 
a 
a a 
c
c
c
c
c
a 
c
Axial(a) and equatorial(e)
positions
Formas não ionizadas de um fármaco são:
 mais solúveis em solventes orgânicos
 menos solúveis em água que as formas ionizadas Não ionizada ionizada
 A forma não ionizada de um fármaco é mais lipossolúvel que a forma ionizada.
 O pKa da substância e o pH do meio são dois parâmetros que influem diretamente na 
passagem dos fármacos.
Efeito do pH e da ionização
pKa é o pH onde o fármaco é 50% ionizado e 
50% não ionizado
 Fármacos ácidos são melhor absorvidos no estômago, pois nesta região, o pH ácido 
dificulta sua dissociação, promovendo sua difusão passiva pela porção lipofílica da 
bicamada da membrana.
 Os fármacos básicos são absorvidos 
preferencialmente no intestino. 
Efeito do pH e da ionização
Fonte: 
https://edisciplinas.usp.b
r/pluginfile.php/804016/
mod_resource/content/1/
Propriedades%20f%C3
%ADsico-
qu%C3%ADmicas.pdf .
bexiga
rins BHE
fígado
Duto
biliar
Se um fármaco é muito lipofílico, pode: 
 Ser insolúvel em meio aquoso (p.e. fluido gastrointestinal ou plasma).
 Se ligar muito fortemente às proteínas plasmáticas e assim a concentração plasmática de 
fármaco livre diminui, o que pode reduzir potência/eficácia.
 Distribuir para bicamadas lipídicas e ser incapaz de alcançar o meio intracelular.
 Por outro lado, se o fármaco for muito polar, pode não ser absorvido na parede intestinal 
devido à falta de solubilidade na membrana.
 Então é fundamental que a lipofilicidade de um potencial fármaco esteja correta. 
Como podemos medir esta propriedade?
O efeito hidrofóbico
 Este coeficiente indica a tendência preferencial do fármaco se dissolver em uma fase oleosa 
ou aquosa.
 P = 1, mostrando que o composto possui afinidade igual às duas fases (oleosa e aquosa); 
 P > 1, mostrando que o composto tem afinidade maior pela fase oleosa;
 P < 1, assim a solubilidade é maior na fase aquosa.
 O valor ideal de log de P para fármacos fica entre 2 a 5, isso 
porque valores abaixo desse limite dificultam a permeação 
pela membrana plasmática, enquanto que fármaco com logP
maior que 5 pode ficar retido na membrana, devido à sua alta 
lipossolubilidade.
Coeficiente de Partição
Massa Molar x Polaridade
Fonte: Disponível em: 
https://farmacologiauefs.wor
dpress.com/farmacocinetica/
absorcao/ acesso 07.11.19
Apolares, polares 
com reduzida massa 
molecular
Polares massa
molecular moderada
Polares, carga elétrica,
massa molecular
moderada
Alta massa 
molecular
Proteína transportadora
Com relação à solubilidade dos fármacos é INCORRETO afirmar que:
a) Quanto maior a área hidrofílica da molécula, maior a solubilidade em água.
b) O radical metila é considerado hidrofóbico.
c) Uma molécula altamente lipofílica tem dificuldade em se dissolver em água.
d) O coeficiente de partição é um importante indicador para avaliar a solubilidade de fármacos 
em meios diferentes.
e) O grupo hidroxila presente em moléculas diminui a solubilidade em água comparada a uma 
molécula que não o contém.
Interatividade
e) O grupo hidroxila presente em moléculas diminui a solubilidade em água comparada a uma 
molécula que não o contém.
Resposta 
ATÉ A PRÓXIMA!