Propiedades volumétricas de mezclas binarias (PEG 400 + agua) y (PEG 400 + etanol) a diferentes temperaturas y correlación con el modelo Jouyban-Acree

Volumetric properties of (PEG 400 + water) and (PEG 400 + ethanol) mixtures at several temperatures and correlation with the Jouyban-Acree model

En este artículo se calcularon los volúmenes molares y molares de exceso a partir de valores de densidad para los sistemas PEG 400 + agua y PEG 400 + etanol, en todo el intervalo de composición, a temperaturas entre 283,15 y 313,15 K. Los sistemas estudiados presentan volúmenes de exceso negativos probablemente debido a las fuertes interacciones por unión de hidrógeno entre las moléculas de los dos compuestos y a la gran diferencia en los volúmenes molares de los dos componentes puros. También se calcularon los coeficientes de expansión térmica-volumétrica en los solventes puros y las respectivas mezclas. Asimismo, se usó el modelo Jouyban- Acree para correlacionar la densidad y el volumen molar de las mezclas a las distintas temperaturas. Las desviaciones medias relativas en densidad fueron 0,1% y 0,5% para las mezclas acuosas y etanólicas, respectivamente, mientras que las desviaciones obtenidas para volumen molar fueron 18% y 6,9% para las mezclas acuosas y etanólicas, respectivamente. Los modelos obtenidos para las mezclas binarias con PEG 400 pueden usarse para predecir los valores con otros PEG, con un adecuado margen de error, utilizando las densidades de los solventes puros.

Introducción

Las mezclas agua-cosolvente se han utilizado en farmacia para aumentar la solubilidad de fármacos poco solubles en agua durante el diseño de formas farmacéuticas homogéneas, como jarabes, elixires y gotas concentradas, entre otras (1, 2). El etanol, el 1,2-propanediol (propilenglicol) y el polietilenglicol 400 (PEG 400) son los cosolventes más utilizados en las tareas asociadas al diseño de productos. En particular, estos cosolventes son los más indicados para la elaboración de medicamentos perorales y parenterales (3). Es importante señalar que el 1,2-propanediol y el PEG 400 también se emplean como reguladores de la evaporación del agua. Además, el etanol y el 1,2-propanediol presentan buenas propiedades como controladores del crecimiento de microorganismos en las formulaciones de medicamentos (4). Así, varios ejemplos de formulaciones farmacéuticas que utilizan estos cosolventes han sido presentados por Rubino (1) y Yalkowsky (2).

Las mezclas obtenidas utilizando estos cosolventes y el agua, o incluso entre ellos para formulaciones líquidas no acuosas como las cápsulas de gelatina blanda, muestran un comportamiento altamente no ideal debido al aumento de las interacciones entre moléculas diferentes y a las grandes diferencias en los volúmenes molares de los componentes puros, lo que conduce a volúmenes no aditivos en la mezcla (5, 6).