Tecnologia e legislazione farmaceutica I - sistemi dispersi

Sistemi dispersi

Sistemi dispersi sono sistemi in cui una sostanza particellare (fase dispersa) è distribuita in un mezzo continuo (fase disperdente).

Classificazione

Si classificano, in funzione delle dimensioni del materiale disperso, in:

• Dispersioni molecolari (particelle invisibili al microscopio ottico, che passano attraverso ultrafiltri e membrane semipermeabili)
• Dispersioni colloidali (particelle visibili al microscopio elettronico, e passano attraverso filtri di carta ma non membrane semipermeabili)
• Dispersioni grossolane (particelle visibili al microscopio ottico, che non passano né filtri di carta né membrane semipermeabili)

Interfaccia

Regione di confine tra le due fasi, di dimensioni finite e con composizione e proprietà diverse rispetto le due fasi. A tale proposito si può parlare dei fenomeni interfacciali (nel caso una delle due fasi sia l'aria si parla di fenomeni superficiali).

Fenomeni interfacciali

Una molecola dell’interfaccia è sottoposta ad una tensione verso l’interno; tale tensione è detta interfacciale nel caso di due liquidi, superficiale quando una delle due fasi è un gas o un vapore.

Tensione superficiale

Dato un liquido contenuto in un recipiente, le molecole al centro del liquido vengono attratte in modo uguale in tutte le direzioni, essendo circondate da altre molecole di acqua, in poche parole: sono in equilibrio tra di loro. Le molecole in superficie, invece, sono attratte da un numero minore di molecole di acqua, mentre le interazioni con l'altra fase (in questo caso l'aria) sono più deboli. Ciò determina una contrazione della superficie che diminuisce il numero di molecole di acqua in superficie e determina una forma sferica. Tale tendenza dei liquidi a contrarsi all'interfaccia prende il nome di tensione superficiale.

Tensione interfacciale

È la forza per unità di lunghezza che esiste all'interfaccia tra due fasi liquide immiscibili tra loro. Il valore della tensione interfacciale è sempre inferiore a quello della tensione superficiale perché le forze adesive tra le due fasi liquide sono maggiori rispetto a quelle che si realizzano tra una fase liquida e l'aria.

Soluti e tensione superficiale e interfacciale

In base alla variazione di tensione superficiale che provocano, i soluti possono essere distinti in:

• Soluti indifferenti nei confronti del liquido: le interazioni soluto/liquido sono equivalenti alle interazioni liquido/liquido (quindi tensione interfacciale inalterata)
• Tensioattivi: si dispongono prevalentemente all'interfaccia, comportando così un abbassamento della tensione superficiale
• Soluti tensioinattivi: si dispongono prevalentemente all’interno del liquido, comportando un aumento lineare della tensione interfacciale rispetto alla concentrazione

Tensioattivi

Molecole che si dispongono alla superficie di un liquido o all'interfaccia tra due liquidi immiscibili riducendo la tensione superficiale/interfacciale. Sono molecole anfipatiche, ovvero costituite da una porzione polare e una apolare, e si dispongono all'interfaccia, esponendo la loro porzione polare nel liquido idrofilo e la porzione apolare nel liquido lipofilo. Raggiunta una certa concentrazione, detta concentrazione micellare critica, i tensioattivi si dispongono sotto forma di micelle. Quando ciò succede, la tensione superficiale/interfacciale non diminuisce più.

Bilancio idrofilo-lipofilo (HLB)

È un parametro proposto da Griffin per esprimere qualitativamente il rapporto tra parte idrofila e idrofila di un tensioattivo.

Classificazione dei tensioattivi

Si dividono in:

• Ionici: a loro volta divisi in anionici, anfolitici e cationici
• Non ionici
• Naturali

Tensioattivi anionici

Possono presentare o un gruppo carbossilico (saponi), o un gruppo solforico o un gruppo solfonico terminale. Saponi: sono sali di acidi grassi a lunga catena.