Universidad de Costa Rica Facultad de Farmacia Departamento de Farmacia Industrial Fisicoquímica Farmacéutica I FA 0335 INFORME DE LABORATORIO Práctica No. 10. Diagrama triangular del sistema salicilato de metilo, agua y alcohol USP. Profesor Rolando Vargas Asistente Luis Herrera Estudiante Daniel Vargas Cordero Grupo Lab 58 Fecha 14/11/23 Carné C08154 Instrucciones Generales. Instrucciones Generales. En este Informe, las tablas (o cuadros) y gráficos, correspondientes a los Resultados, pueden ser hechos en un ordenador, usando un procesador de texto o una hoja de cálculo de su elección. Asimismo, los datos recabados en las tablas o gráficos deben ser originales y deben corresponder a la información contenida en su cuaderno de laboratorio y coincidir estrictamente a la información obtenida en el laboratorio (esto forma parte de la trazabilidad de la información), o indicar la fuente de la que fueron obtenidos, de no ser así se podría incurrir en un plagio. El Procedimiento, cuadros de constantes (físicas y químicas) y los otros datos previos, como el Cuestionario resuelto, deben de escribirse a mano como parte del Pre-reporte de laboratorio que usted debe de traer en su cuaderno de laboratorio. La revisión del Pre-reporte la realizará el o la asistente de laboratorio (aunque también puede hacer esta revisión el o la profesor(a) de laboratorio), y consiste en verificar rápidamente si el cuaderno de laboratorio trae las constantes físicas (o químicas) necesarias de los reactivos a usar en la práctica de laboratorio de esa semana, así como las fórmulas químicas y eventualmente las reacciones químicas involucradas, el Procedimiento completo (hecho a mano) y el Cuestionario (también resuelto a mano). Durante esta primera etapa, no se admitirá la digitalización o escritura en otros formatos del Procedimiento y del Cuestionario. Para facilidad suya, dentro del Procedimiento escrito en el cuaderno de laboratorio debe de incluir espacios para las tablas de datos. Si por alguna razón durante la práctica de laboratorio usted se equivoca escribiendo algún dato dentro de las tablas de datos, éste tiene que ser anulado pasando una línea horizontal sobre el mismo y luego anotar a la par el dato correcto. Al final de la sesión de laboratorio debe solicitarle al (o la) asistente o profesor(a) de laboratorio su firma, de manera que esta persona haga constar que hubo un cambio o modificación en la información contenida. Se aclara de antemano que el Procedimiento, las tablas de constantes físicas y químicas, así como las fórmulas químicas de los reactivos, éstas no forman parte del Informe de Laboratorio que se debe de entregar, aunque usted debe de cumplir siempre con su presentación durante el inicio de cada sesión de laboratorio, ya que siempre serán revisados y evaluados. Es obligación del o la estudiante anotar cualquier cambio u observación importante hecha por el profesor(a), o su asistente, en la realización de la práctica de laboratorio y colocarla en el lugar que corresponde a las Observaciones. En cuanto a la Discusión -así como los Resultados-, estas partes se harán utilizando un procesador de texto u hoja de cálculo que sea de su elección. El Cuestionario (cuando exista), como ya se indicó, se hará a mano en hojas sueltas, y luego usted lo digitalizará (puede ser mediante fotos del documento tomadas con su teléfono inteligente) y lo adjuntará al Informe de Laboratorio que entregará como un solo documento -en formato PDF- en nuestro curso en Mediación Virtual (en lo sucesivo, MV). Este documento a entregar en formato PDF debe permitirle al (o la) corrector(a) hacer anotaciones en el mismo. Por otro lado, si un Informe de Laboratorio carece de Cuestionario, pues la nota correspondiente a dicho informe se dividirá en parte iguales entre Resultados y Discusión. También es importante mencionar que, en nuestro curso virtual, precisamente en la primera semana de laboratorio, hay un par de archivos que ya fueron leídos y que ayudan a explicar cómo hacer y nombrar cuadros y gráficos (“Ejemplo de Presentación de Resultados”) y los contenidos del Informe de Laboratorio (“Partes y Contenido del Informe de Laboratorio”). Finalmente, el o la estudiante debe comprender y dominar las técnicas de laboratorio, así como entender y dominar la teoría que involucra el mismo, para poder realizar la práctica de manera eficiente y, posteriormente, con estos conocimientos realizar las evaluaciones teóricas y prácticas que se harán durante el curso. El o la estudiante debe, de antemano, estar en la capacidad de, mediante la sana crítica y la razón, resolver problemas comunes de la práctica como: manejo de cifras significativas, manejo y procesamiento de datos, cambios o adecuaciones al equipo volumétrico existente, cálculo de incertidumbres, entre otros que son básicos para el desarrollo del laboratorio. Desglose de la calificación del Informe de Laboratorio: Revisión Prereporte Resultados Discusión Cuestionario Total 10 % 40 % 40 % 10 % 100 % 1 RESULTADOS: a) Datos del sistema ternario salicilato de metilo, alcohol USP y agua. Dibuje la estructura química del salicilato de metilo y razone por qué esta sustancia es insoluble en agua. Reflexione también sobre la importancia de la presente sesión de laboratorio en la elaboración de ciertas formas farmacéuticas de uso común (linimento antirreumático), así como el eventual uso de estas formas farmacéuticas comunes en medicina deportiva, ver enlace a continuación: https://www.laboratoriosbjarner.com/producto/linimento-olimpico/? Figura 1. Estructura química del salicilato de metilo. Fuente: Vargas, A. Laboratorio de Fisicoquímica Farmacéutica. I, FA0335, Grupo 58, UCR-II Ciclo 2023. El salicilato de metilo es un compuesto orgánico que se encuentra en estado líquido a temperatura y presión estándar (25 °C y 1 atm). Presenta una fórmula química de C8H8O3 como se observa en la figura 1, y su estructura química está compuesta por dos grupos funcionales principales: un éster y un fenol unido a este. El éster es el grupo que tiene mayor “jerarquía” en esta molécula, otorgándole una estructura particular y características bastante específicas. Además, la molécula del salicilato de metilo es insoluble en agua debido a que el grupo éster es hidrófobo, por lo que no interactúa favorablemente con el agua. 1 El linimento antirreumático es una forma farmacéutica tópica que se utiliza para aliviar el dolor y la inflamación en las articulaciones, este compuesto es de suma importancia en laboratorio, ya que uno de los ingredientes activos comunes en el linimento antirreumático es el salicilato de metilo. Además, el linimento antirreumático se utiliza comúnmente en medicina deportiva para tratar lesiones musculoesqueléticas y aliviar el dolor y la inflamación asociados con ellas ya que presenta una enorme eficaz ante este tipo de dolor por lo que los deportistas suelen utilizarlo regularmente en la medicina deportiva. 2 2 Tabla 1. Datos de masas y/o volúmenes de los componentes del sistema ternario. Salicilato Agua (g) Alcohol Alcohol Masa Salicilato Agua de metilo USP USP total (g) de metilo (% m/v) (g) (mL) (g) (% m/v) 0,10 4,90 24,00 18,94 23,94 0 20 0,25 4,75 6,45 5,09 10,09 2 47 0,50 4,50 9,50 7,50 12,50 4 36 1,50 3,50 10,00 7,89 12,89 12 27 2,50 2,50 7,90 6,23 11,23 22 22 3,50 1,50 7,00 5,52 10,52 33 14 4,50 0,50 3,60 2,84 7,84 57 6 4,75 0,25 5,05 3,98 8,98 53 3 4,90 0,10 2,10 1,66 6,66 74 2 Alcohol USP (% m/v) 79 50 60 61 55 52 36 44 25 Fuente: Vargas, A. Laboratorio de Fisicoquímica Farmacéutica. I, FA0335, Grupo 58, UCR-II Ciclo 2023. Observaciones: b) Trazado del diagrama triangular. Muestra de cálculo (método de la altura o método del lado del triángulo equilátero, usted escoja el método) para la colocación de un punto en el triángulo equilátero: Como el diagrama fue confeccionado a escala no fue necesario realizar ningún calculo 3 Figura 1. Diagrama triangular con curva binodal del sistema ternario salicilato de metilo, agua y alcohol USP. Fuente: Vargas, A. Laboratorio de Fisicoquímica Farmacéutica. I, FA0335, Grupo 58, UCR-II Ciclo 2023. Utilizando una web para graficar: https://geographyfieldwork.com/TriangularGraphConstructor.htm Observaciones: No se utilizó el primer dato obtenido debido a hubo un error grosero al determinar el volumen de alcohol consumido. 4 DISCUSIÓN El comportamiento de los sistemas se estudia por medio de gráficos que se conocen como diagramas de fase, y se obtienen graficando en función de variables como presión, temperatura y composición y el sistema en equilibrio queda definido para cada punto, además estos diagramas nos ofrecen información de mucha utilidad en la química de laboratorio, ya que nos ayuda a conocer que fases están presentes a diferentes composiciones y temperaturas bajo condiciones de enfriamiento lento( equilibrio), nos ayudan a averiguar la solubilidad, en el estado sólido y en el equilibrio, de un elemento ( o compuesto) en otro y a determinar la temperatura en la cual una aleación enfriada bajo condiciones de equilibrio comienza a solidificar y la temperatura a la cual ocurre la solidificación.3 Es así como se presenta una gran variedad de usos, ya que los equilibrios de fase y sus respectivos diagramas de fase en sistemas multicomponentes tienen aplicaciones importantes en química, geología y ciencia de los materiales. 3 Para una correcta construcción de este tipo de diagramas de fase, se necesita de un conocimiento previo de la regla de las fases de Gibbs, una ecuación de mucha utilidad en fisicoquímica que fue establecida por J Willard Gibbs en 1876, y que rige los equilibrios entre fases de sistemas heterogéneos. L= C - F + 2 “L” representa los grados de libertad, “C” equivale al número de componentes, que es equivalente al número mínimo de especies químicamente independientes, y por último “F”, que corresponde al número de fases presentes en el sistema. 4 En el diagrama ternario de solubilidad, se utiliza un triángulo equilátero para representar las proporciones relativas de los tres componentes. Cada esquina corresponde a uno de los componentes, y las líneas dentro del triángulo indican las composiciones de las mezclas en términos de porcentajes o fracciones molares.4 En este caso en particular, en el laboratorio realizamos un diagrama triangular del sistema salicilato de metilo, agua y alcohol USP, ya que, en el contexto farmacéutico, el salicilato de metilo se encuentra comúnmente en sistemas ternarios junto con agua y alcohol USP y estos sistemas se representan visualmente a través de diagramas triangulares las proporciones relativas de los tres componentes. Es por esto por lo que se entiende que la elección específica de estas proporciones es fundamental para garantizar la estabilidad, solubilidad y eficacia de las formulaciones resultantes, y así se justifica el uso de agua USP, ya que cumple con los estándares rigurosos de la Farmacopea de los Estados Unidos, garantizando una pureza esencial en la preparación de productos farmacéuticos.4 Además, analizando el gráfico obtenido en la figura 1, y según lo estudiado en la teoría, se puede observar que por debajo de la curva cualquier mezcla siempre tendrá 2 fases, y además el alcohol aumenta la solubilidad entre el agua y el salicilato, por lo que podemos concluir que se necesitaría más 5 de un 60% de alcohol USP para asegurarnos de que a cualquier proporción solo va a existir una única fase.4 Por último, entendemos que, en un laboratorio, el conocimiento detallado de las propiedades físicas y de solubilidad del salicilato de metilo en agua y alcohol USP es esencial debido a que, la capacidad de ajustar las proporciones de estos componentes según las necesidades de la formulación nos permite lograr la estabilidad deseada y la absorción adecuada. Además, la formulación de un producto bajo concentraciones específicas garantiza que los productos finales cumplan con los estándares de calidad, seguridad y eficacia que son obligatorios en todo producto farmacéutico. De igual forma, la solubilidad del salicilato de metilo en agua y alcohol desempeña un papel crucial en la formulación, afectando directamente la biodisponibilidad y la eficacia del producto final, es por esto por lo que se necesita de una atención muy directa y concisa a la hora de realizar estos diagramas de fases, ya que el propósito principal de un diagrama ternario de solubilidad es proporcionar información sobre la solubilidad y la composición de las mezclas en un sistema de tres componentes. Estos diagramas son especialmente útiles para comprender cómo las variaciones en las proporciones de los componentes afectan la solubilidad de las sustancias en el sistema. Por lo que, en resumen, un diagrama ternario de solubilidad es una herramienta gráfica valiosa para entender las relaciones complejas entre tres componentes en un sistema dado, ofreciendo información esencial sobre las fases presentes y las solubilidades relativas en diversas condiciones.5 Y continuando con lo anterior, el salicilato de metilo, al formar parte de sistemas ternarios con agua y alcohol USP, demuestra ser un componente invaluable en las aplicaciones farmacéuticas ya que, su presencia en linimentos, pomadas y ungüentos hace notar su importancia en el alivio del dolor y la inflamación, mientras que, en el laboratorio, su manipulación precisa asegura la calidad y eficacia de los productos farmacéuticos. 5 Conclusiones: Los diagramas de fase son esenciales para comprender las interacciones entre componentes en sistemas, químicos su importancia en la formulación farmacéutica al permitir ajustar la creación para lograr estabilidad y eficacia. La regla de las fases de Gibbs es clave en la construcción de estos diagramas, proporcionando un marco teórico para entender los equilibrios entre fases en sistemas heterogéneos. El salicilato de metilo, al formar parte de sistemas ternarios con agua y alcohol USP, juega un papel crucial en productos farmacéuticos, utilizándose en gran parte de ellos de manera esencial. 6 BIBLIOGRAFÍA: 1- Salicilato de metilo: estructura, propiedades, usos, síntesis. (s.f.). Lifeder. https://www.lifeder.com/salicilato-metilo/. 2- Medicamentos Antirreumáticos Modificadores de la Enfermedad | Concise Medical Knowledge. (s.f.). Lecturio. https://www.lecturio.com/es/concepts/farmacos-antirreumaticos-modificadores-dela-enfermedad/ 3- Diagrama de fases para dos y tres componentes, Universidad de Chile. Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas. Departamento de Química Fisicoquímica. Castillo C. 4- Prácticas de laboratorio de Fisicoquímica Farmacéutica I, Editorial UCR, Vargas R; Zacarías P. 5- Equilibrio de fases, E.CROQUEVIELLE, 1981. Diagramas de fases, Santander N, 1998. 7 Cuestionario 8