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CURSO DE FARMÁCIA

CURSO DE FARMÁCIA. QUÍMICA DOS COLÓIES (Estudo das Dispersões Coloidais) Prof. Fernando Araújo. FISICO-QUIMICA. 1. Conceito:

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  1. CURSO DE FARMÁCIA QUÍMICA DOS COLÓIES (Estudo das Dispersões Coloidais) Prof. Fernando Araújo Prof. Fernando Araújo

  2. FISICO-QUIMICA 1. Conceito: ●São misturas cujas partículas dispersas são muito menores do que aquelas reveladas pelas suspensões, que podem ser vistas a olho nu; porém bem maiores do que as partículas individuais do disperso presentes numa solução. ●As partículas coloidais, quando em água, formam os COLÓIDES ou Suspensões Coloidais. ●Eles apresentam, em geral, duas fases bem distintas: Fase Descontínua : fase dispersa ou do disperso Fase Contínua: fase dispergente ou do dispersante ●Alguns colóides são bem conhecidos no cotidiano, como nevoeiro, pedra-pome, maionese, creme dental, geléia,etc. Prof. Fernando Araújo Prof. Fernando Araújo

  3. FISICO-QUIMICA 2. Características dos Colóides e Dispersões Coloidais: ● Não atravessam as membranas SEMIPERMEÁVEIS ● As partículas coloidais são suficientemente grandes para refletir e dispersar a luz. ● A dispersão da luz é conhecida como Efeito TYNDALL (feixe de luz que ao incidir num ambiente escurecido ou pouco iluminado, lateralmente sobre um recipiente que contenha a dispersão coloidal, torna visível a trajetória BROWNIANA (caótica ) das partículas do disperso. Ex.: luz solar penetrando nas frestas de janelas e portas em ambientes com poeira ou pó; luz do projetor de cinema ou slides em ambientes empoeirados, etc. Prof. Fernando Araújo Prof. Fernando Araújo

  4. FISICO-QUIMICA ● Os colóides e as dispersões coloidais que podem ser visíveis a olho nu, sob efeito Tyndall, apresentam-se translúcidos, com um aspecto nevoento ou nebuloso ● No Ultramicroscópio observam-se sob feixe de luz lateral, pontos luminosos movendo-se rápida e aleatoriamente → Movimento Browniano. Isto permite diferenciar a dispersão coloidal das soluções. É um método prático, usual em laboratório, para efetivar esta diferenciação. 3. Classificação das Dispersões Coloidais: A – Importância : ●As dispersões coloidais, de uma maneira geral, são personagens característicos de muitos processos importantes, relacionados com a vida, a natureza e grande número de produtos industrializados, inclusive fortemente presentes na indústria farmacêutica. Prof. Fernando Araújo Prof. Fernando Araújo

  5. FISICO-QUIMICA ●Fluidos Corporaisdo organismo humano formado por proteínas e grandes moléculas dispersas na água, são formadores de colóides importantes. Uma célula individual de uma bactéria é uma partícula coloidal; bem como as algas verdesde águas paradas; etc. B – Critérios: ●Dependendo do tipo de partícula coloidal e do meio dispersante, os colóides podem ser classificados de várias formas, passando a receber nomes particulares. Para fazer face às classificações, as fases do disperso e do dispersante, obedecem ao seguinte código: ●I)Fase SÓLIDA( S ) II) Fase LIQUIDA( L ) III) Fase GASOSA(G ) Prof. Fernando Araújo Prof. Fernando Araújo

  6. FISICO-QUIMICA 3.1 – AEROSOL ou AEROSSOL: Consiste em uma dispersão coloidal formada por disperso (S) ou (L) em um dispersante (G). Ex.: ● poluição do ar (smog) → fumaça + neblina ● Produtos de uso doméstico → SPRAY : componente ativo disperso no ar, tendo como gás propulsor ou propelente ativo a mistura PROPANO + BUTANO. ● Nebulizador → aerosol de água disperso no ar ● Nevoeiro → aerosol de partículas líquidas dispersas no ar. 3.2 – EMULSÃO: ( do latim emulsu = ordenha, aspecto leitoso ) É um sistema coloidal formado por um disperso (L) e dispersante (L) ou (S). Prof. Fernando Araújo Prof. Fernando Araújo

  7. FISICO-QUIMICA Ex.: Leite homogeneizado = gorduras esfaceladas dispersas em água; Maionese;Queijo;Manteiga; Leite comum; Creme Hidratante. OBS.: As emulsões são muito instáveis. É comum e muitas vezes necessária, a presença de substâncias capazes de impedir que o disperso e o dispersante da emulsão se separem, mantendo a estabilidade do sistema coloidal. Estas substâncias agregadoras são chamadas de AGENTES EMULSIFICANTES (A.E.). ●Estes agentes são constituídos de uma cadeia carbônica longa com duas extremidades opostas, sendo o esqueleto carbônico APOLAR e uma outra extremidade bastante eletronegativa, POLAR. Ex.: ● Água + Óleo → A.E = detergente ou sabão Prof. Fernando Araújo Prof. Fernando Araújo

  8. FISICO-QUIMICA ● Leite → A.E. = proteína ( caseína ) que une a gordura e a água, mantendo a gordura dispersa na água. ● Maionese → A.E. = gema de ovo que une a água e as partículas de óleo, mantendo o óleo disperso na água. Maionese → gema de ovo + vinagre ou suco de limão mostarda seca + óleo de soja. 3.3 – ESPUMA : São dispersões coloidais formados por um disperso (G) em um dispersante (S) ou (L). Daí existirem as espumas sólidas e as líquidas. Ex.: ●Chantilly ou Musse = ar disperso em creme de leite ● Maria Mole = ar disperso em clara de ovo solidificada ● Pedra-Pome = ar disperso em espuma sólida ● Isopor = ar disperso em polímero expandido (poliestireno) Prof. Fernando Araújo Prof. Fernando Araújo

  9. FISICO-QUIMICA ● Estofado = ar disperso em polímero expandido (polimetano) • Pesquise!!! De que é constituído o Creme de barbear e como explicar a composição dos detergentes. 3.4– SOL : São sistemas coloidais de consistência fluida, formados por um disperso (S) em dispersante (L). Se o (L) for ÁGUA então temos um HIDROSSOL. Ex.: ● Plasma sanguíneo → grandes moléculas orgânicas dispersas em água ● Goma arábica → resina extraída da planta Acácia Vera, dispersa em água. ● Gelatina → proteínas dispersas em água, aplicáveis nas indústrias Farmacêutica e Fotográfica Prof. Fernando Araújo Prof. Fernando Araújo

  10. FISICO-QUIMICA OBS.: SOL SÓLIDO – disperso (S) e dispersante (S). Ex.: pedras preciosas como : ● RUBI = CrO3 disperso em Al2O3 ● SAFARI = FeO disperso em Al2 O3. ● CRISTAL ARTÍSTICO = partículas de Au dispersas em vidro. 3.5 – GEL São sistemas coloidais, com consistência SEMI-SÓLIDA, formados por disperso (L) em dispersante (S). Corresponde a um tipo de SOL no qual, as partículas do dispersante (S) compõem um retículo contínuo com o disperso. Este estado é oposto ao SOL. Ex.: Água dispersa em Sílica; água dispersa em gelatina. Prof. Fernando Araújo Prof. Fernando Araújo

  11. FISICO-QUIMICA OBS - 1.: Chamamos de TIXOTROPIA , ao fenômeno em que o Gel transforma-se em Sol por ação de força externa ou agitação. Ou ainda, de um Sol se transformando em Gel após cessada a ação inicial. ● GEL → ação de força ou agitação → SOL ● SOL → cessada a ação anterior → GEL OBS – 2 .: Nos sabões as sujeiras de gordura podem dissolvidas separando-as de uma peça de roupa. As moléculas que constituem o sabão tem duas partes: uma extremidade POLAR e uma cadeia carbônica extensa APOLAR. Esta última, dissolve a gordura que é também apolar (regra do semelhante) e ao mesmo tempo, a parte polar liga-se à água, retira a sujeira a ser limpa e forma a emulsão. Logo, os sabões são agentes emulsificantes. Prof. Fernando Araújo

  12. FISICO-QUIMICA Molécula de sabão: Molécula da água: Óleo ou gordura: ● Ação sobre o Tecido ou roupa Prof. Fernando Araújo

  13. FISICO-QUIMICA 4. Interações entre Disperso e Dispersante 4.1 – Natureza das Partículas do Disperso ● Disperso MICELAR: é constituído por micelas que são aglomerados de átomos, íons ou moléculas. Ex.: dispersão de ouro (s) em água; Cloreto de Prata AgCl (s) em ácido; cristais de Enxofre S8 (s) em água. ● Disperso MOLECULAR : é constituído de macromoléculas com elevada MM, normalmente POLÍMEROS. Ex.: amido ( C6 H10 O5 )n em água. ● Disperso IÔNICO : é constituído de macro-íons com elevada MM. Ex.: proteínas em água, como no leite.( caseína ). Prof. Fernando Araújo Prof. Fernando Araújo

  14. FISICO-QUIMICA 4.2 – Afinidade entre disperso e dispersante ● Dispersão Coloidal LIÓFILA: a afinidade entre as partículas do disperso e do dispergente, provoca ADSORÇÃO ou ADESÃO das partículas do dispergente na superfície das partículas do disperso, formando uma película protetora: a CAMADA DE SOLVATAÇÃO. OBS.: A Camada de Solvatação permite transformar a dispersão Liófila em SOL ou em GEL, conforme se adicione ou se retire volume de dispergente, respectivamente. Os colóides Liófilos são ditos REVERSÍVEIS. Quando o colóide liófilo apresenta a água como dispersante, ele é chamado de HIDRÓFILO. ● GEL → adição de dispersante → PEPTIZAÇÃO → SOL ● SOL → retirada de dispersante → PECTIZAÇÃO → GEL Prof Fernando Araújo Prof. Fernando Araújo

  15. FISICO-QUIMICA Ex.: gelatina ou goma dispersa em água ● Dispersão Coloidal LIÓFOBA: Não há afinidade entre as partículas do disperso e do dispergente e assim não se forma a camada de solvatação. É um processo não espontâneo de formação da dispersão coloidal, cuja passagem de Gel a Sol é dificílima. Logo ela é dita IRREVERSÍVEL. Ex.: Hidróxido de Alumínio, Al(OH)3 (s) em água ou AgCl (s) em água. OBS.: Caso o dispersante seja a água, o colóide se chama HIDRÓFOBO. Para se estabilizar um colóide Liófobo, adiciona-se à mistura, um Liófilo que passa a atuar como camada de solvatação. É o caso, por exemplo, da Lecitina da gema + azeite + vinagre a 4% ( maionese ) ou da gelatina + água + nanquim. Prof. Fernando Araújo Prof. Fernando Araújo

  16. FISICO-QUIMICA 5. Carga Elétrica. Quando a dispersão coloidal é formada por íons ou macro íons, as partículas do disperso possuem a mesma carga. Assim sofrem repulsão contínua e se distribuem uniformemente no meio. ●Disperso com CARGA POSITIVA ●Disperso com CARGA NEGATIVA ●PONTO ISOELETRÔNICO: É a dispersão coloidal em que as micelas se tornam neutras,descarregadas, quando da transformação de uma dispersão A de micelas positivas em uma dispersão B de micelas negativas ou vice-versa, devido à sua mistura. prof. Fernando Araújo Prof. Fernando Araújo

  17. FISICO-QUIMICA 6. Eletroforese. Quando uma dispersão coloidal é submetida a um CAMPO ELÉTRICO, temos que todas as partículas (micelas) de mesma carga migram para um mesmo pólo, separando o disperso do meio dispersante. 6.1 – CATOFORESE ●Ocorre quando as partículas dispersas têm carga positiva. Logo o cátodo é o pólo NEGATIVO para onde migram os cátions ou micelas positivas. 6.2 – ANOFORESE ●Ocorre quando as partículas dispersas têm carga negativa. Logo o ânodo é o pólo POSITIVO para onde migram os ânions ou micelas negativas. Prof. Fernando Araújo Prof. Fernando Araújo

  18. FISICO-QUIMICA OBS.: PONTO ISOELÉTRICO As partículas do disperso não migram para nenhum dos pólos pois suas micelas estão descarregadas. 7. Preparação de Colóides a) POR FRAGMENTAÇÃO: Para o colóide LIÓFILO não se necessita de técnicas especiais pois as partículas dispersas se espalham espontaneamente no dispersante. Já o colóide LIÓFOBO é preparado por processo de fragmentação. As partículas dispersas são fragmentadas até às dimensões entre 10 A0 e 1000 A0. Prof. Fernando Araújo Prof. Fernando Araújo

  19. FISICO-QUIMICA b) POR AGLOMERAÇÃO: É o processo inverso à fragmentação, que consiste em aglomerar partículas de diâmetro médio Ø < 10 A0 até formar o tamanho médio esperado para o colóide. Há 3 métodos de aglomeração: 1)por Reação Química, 2) por Lavagem de precipitado ( ppt ) e 3) por Mudança de Dispersante. 8. Purificação. Consiste em separar as partículas do disperso das IMPUREZAS estranhas, eventualmente espalhadas pelo dispersante. Existem quatro técnicas, cuja escolha deve recair no critério que dependa do TAMANHO das partículas das impurezas. Prof. Fernando Araújo Prof. Fernando Araújo

  20. FISICO-QUIMICA a) ULTRAFILTRAÇÃO: É utilizada quando o sistema coloidal está contaminado de impurezas cujas partículas têm diâmetro inferior a 100 A. É possível separar estas impurezas com o auxílio do ULTRA-FILTRO. Sua ação depende das cargas do disperso e do tipo de membrana a ser utilizada. b) ULTRACENTRIFUGAÇÃO: É utilizada quando o sistema coloidal está contaminado de impurezas cujas partículas têm diâmetro superior a 10 A0. Usa-se a ULTRA-CENTRÍFUGA. Este processo é muito utilizado nos laboratórios de análise clínica para separar vários tipos de proteínas no sangue, bem como nos laboratórios de controle de qualidade da indústria de Laticínios para a análise do leite. Prof. Fernando Araújo Prof. Fernando Araújo

  21. FISICO-QUIMICA 9. Diálise e Eletro-diálise. a) DIÁLISE: É uma operação específica para separar impurezas muito solúveis no dispersante. Baseia-se na DIFERENÇA DE VELOCIDADE com que ocorre a DIFUSÃO do sistema coloidal ao passar pela MEMBRANA SEMIPERMEÁVEL: b) PROCESSO:  Colóide → dialisador → porcelana porosa → membrana semipermeável  Dialisador imerso numa cuba de vidro com o dispersante puro em circulação constante.  Dispersante atravessa a porcelana porosa, promovendo o arraste de impurezas. Se as impurezas contaminantes são de natureza iônica, é possível ACELERAR a difusão dessas impurezas pelo dialisador aplicando-se um Campo Elétrico através de eletrodos acoplados à cuba. Prof. Fernando Araújo Prof. Fernando Araújo

  22. FISICO-QUIMICA ESTUDO DOS FLUIDOS CORPORAIS 1- Introdução: O nosso objetivo principal nesta seção é descrever a distribuição e função dos fluidos corporais, como a ÁGUA, o SANGUE, a URINA, o SUOR, etc. Muitos deles são colóides!!! 2 – Como se distribuem e funcionam ● A água é o principal solvente e meio dispergente de nosso corpo. A água corporal total, em % de peso corporal é cerca de 50% nas mulheres e 60% nos homens. O valor exato depende da idade e do conteúdo em gordura. ● Dos 40 L de água, em média, no corpo de um adulto, 2/3 são de fluido INTRACELULAR, encontrado no interior de bilhões de células corporais. Prof. Fernando Araújo Prof. Fernando Araújo

  23. FISICO-QUIMICA ● O outro 1/3 restante, faz parte do fluido EXTRACELULAR, que é composto do fluido INTERSTICIAL, o qual é encontrado nos espaços localizados entre as células e do Plasma sanguíneo,que é a porção fluida do sangue e perfaz cerca de ¼ do fluido extracelular. ● A função essencial destes fluidos é a manutenção das células corporais. O fluido intracelular é aquele no qual a maioria das reações químicas do nosso corpo ocorrem.Ele contém os nutrientes de que cada célula precisa. ● Tais nutrientes são trazidos para as células pelos fluidos extracelulares, de modo que, primeiramente pelo PLASMA e depois através do fluido intersticial. Já os RESÍDUOS são removidos pelas próprias células pelo processo inverso. Os fluidos extracelulares também transportam outras substâncias através do corpo. Prof. Fernando Araújo Prof. Fernando Araújo

  24. FISICO-QUIMICA ● O fluido intracelular é muito difícil de analisar por ser espalhado em porções muito pequenas, porém o fluido extra celular é muito mais acessível e fornece muitas informações valiosas sobre a saúde do corpo. 3 – Principais Fluidos Corporais ● SANGUE: O Plasma sanguíneo é o principal fluido de transporte e fornece a amostra mais direta da “química” do corpo. O SORO SANGUÍNEO, porção líquida do sangue coagulado, também pode ser usado. ● O volume de sangue do corpo é cerca de 5 a 6 litros e contém glóbulos vermelhos ( eritrócitos ou hemácias) que transportam o Oxigênio; os glóbulos brancos ( leucócitos) que ajudam a proteger nosso corpo deorganismos invasores; e ainda, as plaquetas ( trombócitos) que participam da coagulação sanguínea. Prof . Fernando Araújo Prof. Fernando Araújo

  25. FISICO-QUIMICA Também estão presentes proteínas, em especial a Albumina, além de outras moléculas e íons. ● URINA: é o fluido separado do plasma sanguíneo pelos RINS, o mais importante órgão de secreção do nosso corpo. Na secreção, um fluido extracelular se forma a partir do plasma ou do fluido intersticial por um processo que requer energia. ● Outras secreções comuns são a SALIVA, LÁGRIMAS, SUOR, HUMOR AQUOSO, FLUIDO CEREBROSPINAL e SUCOS DIGESTIVOS. Cerca de 600 mL a 2500 mL de urina são produzidos por dia no ser humano e este volume contém resíduos a serem eliminados do corpo. Prof. Fernando Araújo Prof. Fernando Araújo

  26. FISICO-QUIMICA ● EQUILÍBRIO HÍDRICO NO CORPO HUMANO ● Quando o corpo funciona normalmente, o volume de fluido corporal permanece relativamente constante. O volume de água ingerido é aproximadamente igual ao volume perdido. A maior parte da água entra no corpo, como líquido puro e/ou como parte de bebidas diversas. ● Ainda se deve levar em conta o pequeno volume de água que se encontra no alimento sólido que se come. Além disso, alguma quantidade de água ainda é produzida como subproduto do processo em que as moléculas do alimento são degradadas no organismo. Prof. Fernando Araújo Prof. Fernando Araújo

  27. FISICO-QUIMICA ● A maior parte da água em excesso é eliminada sob forma de urina. Mas existe uma perda imperceptível de água que ocorre por difusão através da pele e evaporação a partir dos pulmões. Ambos os processos ocorrem sem que a pessoa perceba a mudança. As fezes normais também eliminam um pequeno volume de água a cada dia. TABELA DO EQUILÍBRIO HÍDRICO DIÁRIO TÍPICO (para um adulto entre 70 e 80 kg) ENTRADA VOLUME (mL) PERDAS VOLUME(mL) Líquidos 1.700 Urina 1.540 Alimentos 900 Pele 770 Metabolismo 300 Pulmões 490 Fezes 100 Entrada TOTAL 2.900 Perda TOTAL 2.900 Prof. Fernando Araújo

  28. FISICO-QUIMICA ● SUOR: a quantidade de água perdida através da pele, principalmente em tempo quente e durante atividades físicas, se dá sob a forma de solução salina, a que chamamos suor e pode chegar a 3500 mL / hora por curtos períodos. ● Esta perda não pode perdurar por longo tempo, visto que acarreta sérios prejuízos e este desequilíbrio resultante é conhecido com o nome de DEPLEÇÃO DE VOLUME e envolve uma diminuição de água e de íons sódio. Pode ser causada por DIARRÉIA, VÔMITO, DOENÇA RENAL ou SUOR EXCESSIVO. ● Quando usamos o termo DESIDRATAÇÃO, referimo-nos à perda de água. Em qualquer caso, uma redução de água corpórea além de 20% pode ser fatal!! Prof. Fernando Araújo Prof. Fernando Araújo

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