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Prof. Dr. Luiz Carlos
Estudos Disciplinares I: Parâmetros Físico-Químicos 
de Importância para o Setor Farmacêutico
A caracterização garante a qualidade do produto que se pretende comercializar, bem 
como a certeza de que o mesmo está em concordância com a legislação adotada 
no país:
▪ Os medicamentos devem ter as especificações corretas (peso, dosagem, 
concentração) para surtir o efeito desejado. 
▪ Os efeitos colaterais devem ser estudados e previstos nas bulas. 
▪ A integridade de cápsulas e caixas que chegam ao 
consumidor também têm que ser levadas em conta. 
▪ O armazenamento adequado também ajuda a garantir 
a qualidade dos remédios.
Qualidade dos Medicamentos
▪ Parâmetros físico-químicos ajudam na caracterização da qualidade de 
medicamentos, alimentos, cosméticos e produtos de higiene pessoal. 
▪ Se não respeitarem a legislação, as empresas do ramo podem sofrer punições. 
São comuns os casos em que consumidores insatisfeitos se sentem lesados por 
empresas do ramo e entram com ações na justiça, que rendem 
indenizações milionárias. 
▪ A imagem da empresa pode ficar prejudicada se a mesma não se mostrar 
preocupada com o controle de qualidade com seus produtos.
Parâmetros Físico-Químicos
Fonte: https://veja.abril.com.br/saude/anvisa-recolhe-
200-lotes-de-medicamentos-para-hipertensao/
▪ A densidade é a relação entre a massa de uma substância e o volume que
ela ocupa. 
Pode ser classificada como absoluta ou aparente:
▪ Absoluta: é a medida feita no vácuo, portanto,
eliminando o efeito do empuxo do ar.
▪ Aparente: é a medida feita na presença do ar. 
▪ Para efeitos de qualidade do produto farmacêutico
esta diferença é considerada desprezível.
Densidade
Fonte: https://escolakids.uol.com.br/ciencias/como-o-
sabao-funciona.htm
▪ Determinação da densidade de um líquido a partir da relação com a densidade 
da água. 
▪ Água será considerada como padrão de referência nas determinações por 
picnometria ou empregando densímetros digitais. 
Densidade Relativa
Fonte: 
https://dpunion.com.br/produto
s/densimetro-digital-ds7800/
Fonte: 
https://www.laborquimi.com.br/picnometro-vidro
▪ Digital: Composto de oscilação de tubo em U, com célula bem sensível e precisa, 
possui sensor de temperatura e controle de temperatura por meio de peltier, 
proporcionando excelente precisão, bem como maior agilidade e confiabilidade nas 
medições. Calibrado: 0,0011 a 0,0013 g/cm3 (Ar; 20ºC).
▪ Comum (Aerômetro de Baumé): Se apresenta como um tubo de vidro longo 
fechado em ambas as extremidades. Este tubo é mais largo em sua parte inferior e 
possui uma gradação na parte mais estreita.
Densímetro Digital e Comum
Fonte: https://www.shopmedclean.com.br/densimetro-
baume-100-proveta-poli-250-ml-autoclavavel-
999659693xJM
Leitura do Aerômetro
Fonte: 
https://www.brasilpostos.com.br/n
oticias/gerenciamento-do-
posto/aprenda-a-fazer-os-testes-
de-qualidade-em-combustiveis/
3 4
Ponto de Leitura Menisco
▪ Pode ter o valor de densidade convertido para graus Baumé e desta forma 
apresentar a concentração de uma substância específica (percentual).
Exemplo: suponha que a leitura de uma solução
de carbonato de sódio tenha resultado na leitura:
▪ 47º Baumé à 30ºC em uma massa de 100g. 
▪ Através de conversão (tabela) se determina que a 
concentração é igual a 40,43%.
Leitura do Aerômetro
Fonte: 
https://concerveja.com.br/densimetro/?nabe=6139
739212873728:2,6164929514831872:0&utm_refe
rrer=https%3A%2F%2Fwww.google.com.br%2F
▪ Caso específico de densímetro que utiliza a medição em ºGL (grau centesimal).
Alcoômetro
ºGL d15ºC t (%)
96 0,82641 93,859
70 0,89029 62,455
45 0,94362 37,882
▪ Necessário determinar a massa da vidraria, do padrão (água destilada) e do 
líquido a ter sua densidade determinada. 
▪ A temperatura terá influência sobre o valor da densidade e precisa ser observada.
Equação: 
Cálculo com Picnômetro
Água
Água
Líquido
Líquido d
m
m
d =
picÁguapicÁgua
mmm −=
+´
picLíquidopicLíuido mmm −= +
▪ Propriedade dos fluidos relacionada à força de coesão existente entre 
as moléculas.
Tensão Superficial
Fonte: https://www.iguiecologia.com/animais-que-
andam-sobre-as-aguas/inseto-tensao-superficial/
Fonte: https://www.colegioweb.com.br/fisica/o-
que-e-tensao-superficial.html
Moléculas polares:
Forças de Coesão
d+ d- d+ d−
Moléculas apolares:
d+ d- d+ d-
Polarização
Atração
Atração
d+
d-
d+
Ligações de hidrogênio. Coesão mais forte (ex. água)
Dipolo instantâneo-dipolo induzido. Coesão mais fraca (ex. óleo)
Dipolo-dipolo . Coesão Intermediária (ex. álcool)
O-H
H-O
d-
Atração
A intensidade das forças de coesão irá ter relação direta sobre as 
propriedades físicas das substâncias químicas: 
Maiores forças de coesão
Maiores pontos de ebulição
Maiores viscosidades
Maiores tensões superficiais
Relação entre Coesão e Propriedades Físico-Químicas
Conceito
Forças de 
Coesão se 
anulam de 
forma a não 
gerar tensão. 
Forças de 
Coesão não se 
anulam de 
forma a gerar 
uma tensão. 
Fonte: https://www.profanderson.net/files/fisicanoyoutube/fluidos/tensao_superficial.php
▪ Na superfície dos fluidos, a resultante de forças de coesão não será nula (zero).
▪ Com isso, existe uma força resultante que faz com que as moléculas da superfície 
sejam atraídas para baixo.
▪ A atração exercida sobre estas moléculas faz com
que a superfície dos líquidos tenha um
comportamento elástico (película esticada sobre a
superfície do líquido).
Conceito
Fonte: 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Ten
s%C3%A3o_superficial#/media
/Ficheiro:Wassermolek%C3%B
CleInTr%C3%B6pfchen.svg
▪ A tensão superficial é a força por unidade de comprimento que se exerce tangente 
à superfície do líquido; é a tensão desta membrana superficial (película).
▪ A tensão superficial dificulta a mistura de fluidos ou mesmo a incorporação de 
sólidos a um fluido.
▪ A tensão superficial cria uma resistência à passagem de 
moléculas que estejam mudando de fase.
Importância
Fonte: 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Tens%C
3%A3o_superficial#/media/Ficheiro:
Surface_Tension_Diagram.svg
Fs Fs
Fw
▪ A tensão superficial depende da natureza do líquido e diminui com o aumento 
da temperatura.
Influência da Temperatura
Tensão superficial de alguns líquidos
(a 20 ºC, expressa em N/m)
Mercúrio 43,6×10-2
Água 7,28×10-2
Glicerol 6,31×10-2
Acetona 2,37×10-2
Etanol 2,23×10-2
Hexano 1,79×10-2
Éter etílico 1,70×10-2
Moléculas Polares
Moléculas Apolares
▪ Substâncias químicas que atuam 
reduzindo a tensão superficial dos 
fluidos (melhorando a mistura).
▪ Podem ser catiônicos, aniônicos, 
anfóteros e sem carga.
Tratam-se de substâncias anfifílicas: 
Tensoativos
Fonte: Adaptado de: 
http://revista.oswaldocruz.br/Content/pdf/Edicao_12_Baptista_K
arina_Fernandes.pdf
Extremidade Apolar Extremidade Polar
HidrofílicaHidrofóbica
Afinidade 
com gordura
Afinidade 
com água
▪ A partir de uma certa concentração (CMC) as moléculas do tensoativo deixam de 
se agregar na superfície do líquido e começam a se organizar como micelas no 
meio do fluido. 
▪ Ao se formarem as micelas passa a ser possível a mistura entre substâncias de 
característica química opostas (polar e apolar), como é o caso das emulsões com 
fase óleo (apolar) e fase água (polar). 
Micelas
Fonte: https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/emulsoes.htm
▪ Tensiômetro e Estalagnômetro de Traube
Medidores de Tensão Superficial
Fonte: https://www.alibaba.com/product-
detail/Automatic-Liquid-Surface-Tension-
Meter-Interfacial_60841156438.htmlFonte: 
https://www.vidrafoc.com/estalagmo
metro-de-traube.html
▪ Estudo do comportamento dos materiais quando submetidos a forças (“tensões”) 
por um período de tempo.
Reologia
Fonte: 
https://www.
tuasaude.co
m/xarope-
para-tosse/ Fonte: https://www.processingmagazine.com/mixing-
dilatant-materials-2/
▪ Elasticidade: Capacidade de 
deformação (reversível) pela ação de 
uma força externa ou contato.
Propriedades Reológicas
Fonte: http://indcaps.com.br/
F = K.Δ x
▪ Plasticidade: Capacidade de deformação irreversível pela ação de uma força 
externa ou contato. Ocorre após se atingir o chamado limite de escoamento.
Propriedades Reológicas
Fonte: https://www.tintasverginia.com.br/plastico-bolha-krafitas-1m
▪ Parâmetro que indica a resistência de um fluido ao fluxo (escoamento) quando 
submetido a uma tensão de cisalhamento.
Viscosidade
Fonte: http://mecanica-blog.blogspot.com/2010/05/viscosidade.html
▪ Age tangencialmente à superfície do material.
▪ Surge a partir do “choque” ou atrito entre as moléculas do fluido. 
▪ O “choque” é gerado pela diferença na velocidade de deslocamento das moléculas.
Tensão de Cisalhamento
Fonte: Adaptado de: edisciplinas.usp.br
Fluído
Placa inferior fixa
Placa superior 
(Área A)
F
F
ʈ ʈ ʈ
V1
V2
▪ O atrito gerado pelo contato entre as diferentes camadas 
de moléculas do fluido gera uma tensão de cisalhamento 
(reação ao escoamento/deslocamento do fluido).
Fonte: Adaptado de: edisciplinas.usp.br
Fluído
Placa inferior fixa
Placa superior 
(Área A)
F
F
ʈ ʈ ʈ
V1
V2
▪ A tensão de cisalhamento (τ) é proporcional ao gradiente de velocidade (taxa de 
cisalhamento) existente no interior do fluido (dv/dy).
Fluidos Newtonianos
Fonte: Adaptado de: edisciplinas.usp.br
dv
dy
área
Altura y
Perfil de 
velocidade
Força aplicada Força de cisalhamento 
Velocidade v
Velocidade zero
Velocidade zero
y
x
▪ A viscosidade em fluidos Newtonianos será 
sempre constante, pois, a relação entre a 
tensão (τ) e o gradiente de velocidade (dv/dy) 
será sempre a mesma.
Tensão de Cisalhamento x Taxa de Cisalhamento
Fonte: 
https://mundoeducacao.bol.uol
.com.br/biologia/agua.htm
Tensão de 
Cisalhamento
Taxa de 
Deformação
▪ Indica a resistência ao escoamento de um fluido. 
▪ Unidade no SI: Poise (P). 
▪ Usualmente utilizamos o cP (centiPoise) para indicar os valores de viscosidade.
1 cP = 0,001 Kg/m.s
Coeficiente de Viscosidade (μ)
Existem duas formas de medirmos a viscosidade:
▪ Aparente (μ): medida em um único ponto e mantendo cisalhamento constante. 
(Unidade: Poise)
▪ Cinemática (η): medida baseada na gravidade. (Unidade: Stokes)
Como medir a viscosidade?
▪ Equipamentos: Brookfield e Haake
Viscosidade Aparente (μ)
Fonte: http://braseq.blogspot.com/2012/03/exatidao-
dos-viscosimetros-brookfield.html
Fonte: 
https://www.thermofisher.com/order
/catalog/product/3620022
▪ Equipamentos: Copo Ford e Cannon-Fenske
Viscosidade Cinemática (η)
η = μ / d
Fonte: 
https://www.prolab.com.br/produto
s/materiais-de-metal/viscosimetro-
em-metal/viscosimetro-copo-ford-
kit-completo-em-aco-inox/
Fonte: 
https://www.researchgat
e.net/figure/Figura-2-3-
Viscosimetro-Cannon-
Fenske_fig4_282647674
A viscosidade de um material poderá ser drasticamente afetada por determinados 
parâmetros físicos. Tal alteração deve sempre ser lembrada tanto para facilitar o 
preparo de formulações (Ex.: emulsões, suspensões ou géis) quanto para se previr 
alterações no momento da aplicação do produto. A respeito dos parâmetros que 
influenciam diretamente a viscosidade, assinale a alternativa correta:
a) O aumento da agitação afeta qualquer tipo de fluido 
(Newtoniano e Não Newtoniano).
b) A pressão aplicada afeta apenas fluidos Newtonianos 
chamados de Plásticos de Bingham.
c) O aumento do tempo de agitação afeta alguns tipos de 
fluidos não newtonianos (chamados de dependentes
do tempo).
Interatividade
d) O aumento da temperatura afeta qualquer tipo de fluido 
(Newtoniano e Não Newtoniano).
e) O aumento da viscosidade em fluidos está relacionado, graficamente, com a 
chamada tensão de cisalhamento e a diferença de pressão das moléculas.
Interatividade
A viscosidade de um material poderá ser drasticamente afetada por determinados 
parâmetros físicos. Tal alteração deve sempre ser lembrada tanto para facilitar o 
preparo de formulações (Ex.: emulsões, suspensões ou géis) quanto para se previr 
alterações no momento da aplicação do produto. A respeito dos parâmetros que 
influenciam diretamente a viscosidade, assinale a alternativa correta:
d) O aumento da temperatura afeta qualquer tipo de fluido 
(Newtoniano e Não Newtoniano).
Resposta
▪ O aumento na agitação das moléculas e seu afastamento por conta da ruptura das 
forças de coesão (interação) provoca alteração na viscosidade dos fluidos.
▪ Líquidos: a viscosidade diminui com o aquecimento.
▪ Gases: a viscosidade aumenta com o aquecimento.
Influência da Temperatura
Fonte: Adaptado de: Okuno, Caldas 
e Chow. Física para Ciências 
Biológicas e Biomédicas.
▪ Líquidos: a viscosidade é devido, principalmente, ao atrito entre as moléculas e 
está diretamente relacionada às forças de coesão. 
▪ Gases: a distância média das moléculas é elevada e a principal influência sobre a 
viscosidade passa a ser a diferença de velocidade entre as moléculas e o quanto 
este contato pode impactar na perda de energia e escoamento do gás.
Por quê?
▪ São fluidos cuja viscosidade varia com o tempo ou tensão de 
cisalhamento aplicada.
▪ Terá variação na relação entre a tensão (τ) e a taxa de cisalhamento (dv/dy).
São divididos em duas classes:
▪ Independentes do tempo.
▪ Dependentes do tempo.
Fluidos Não Newtonianos
▪ Dilatantes
▪ Pseudoplásticos
▪ Plásticos de Bingham
Independentes do Tempo
Fonte: https://quimicanastaipas.wordpress.com/energia-da-quimica/
▪ Viscosidade aumenta com a tensão de cisalhamento. 
▪ Será provocado o fenômeno caso se aumente a agitação, 
a temperatura e a pressão.
▪ Moléculas de menor ordenação geram maior contato e, portanto, maior atrito.
Quem são:
▪ coloides e suspensões (amido, polímeros, farináceos, açúcares, macromoléculas)
Fluido Dilatante
▪ A viscosidade diminui com a tensão de cisalhamento. 
▪ Será provocado o fenômeno caso se aumente a agitação, 
a temperatura e a pressão.
▪ Moléculas de maior ordenação terão menor contato e, portanto, menor atrito.
Quem são:
▪ Polpas, caldos, melaços, cremes entre outros.
Fluido Pseudoplástico
▪ O fluido só inicia o escoamento caso se aplique uma tensão de cisalhamento 
(agitação, temperatura ou pressão) mínima.
▪ Após iniciar o escoamento, entretanto, a viscosidade do fluido se torna constante.
Quem são:
▪ Suspensões granulares, pastas e pomadas.
Plástico de Bingham
Taxa de Cisalhamento
T
e
n
s
ã
o
 d
e
 C
is
a
lh
a
m
e
n
to
Fonte: Adaptado de: 
https://lusoacademia.org/2015/08/01/
introducao-a-mecanica-dos-fluidos/
Material lineal 
de Bingham
Dilatante
Pseudoplástico
Newtoniano
V
is
c
o
s
id
a
d
e
Taxa de Cisalhamento
Fonte: Adaptado de: 
https://lusoacademia.org/2015/08/01/i
ntroducao-a-mecanica-dos-fluidos/
Pseudoplástico
Dilatante
Newtoriano
▪ Além de variar com a tensão de cisalhamento, a viscosidade irá variar com 
o tempo.
▪ Reopéticos
▪ Tixotrópicos
Dependentes do Tempo
Fonte: https://www.dctech.com.br/
▪ A viscosidade diminui com o tempo de aplicação/exposição da tensão 
de cisalhamento.Quem são:
▪ Suspensões, emulsões, alguns tipos de material biológico etc.
Fluidos Tixotrópicos
▪ A viscosidade aumenta com o tempo de aplicação/exposição da tensão 
de cisalhamento.
Quem são:
▪ Alguns fluidos biológicos (sangue, suspensão celular).
Fluidos Reopéticos
▪ Curva de escoamento de 
fluidos não newtonianos de 
propriedades dependentes do 
tempo de cisalhamento.
Tixotrópicos
Reopéticos
Taxa de deformação
T
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