Solubilité et coefficient de partage

Question 1

C’est quoi la solubilité ?

Answer 1

Capacité d’une substance (soluté) à se dissoudre dans une autre substance (solvant) pour former un mélange homogène (solution)

En thermodynamique, la solubilité est une grandeur physique désignant la concentration massique maximale du soluté dans le solvant, à une température donnée.

La solution obtenue est alors saturée
La solubilité s’exprime en g/L ou en mol/L

Question 2

Qu’est-ce qui définit si une solution est sursaturée ?

Answer 2

Concentration soluté > concentration saturée

Question 3

Quelle est l’importance des solutions en pharmacie ?

Answer 3

Forme pharmaceutique simple, facile à avaler, convient aux enfants, aisément fractionnée
Forme pharmaceutique homogène
Pour être biologiquement actif, un principe actif doit être en solution
Seul le principe actif dissous non ionisé peut traverser les membranes

Question 4

Associe les termes descriptifs de la solubilité (Très soluble, facilement soluble, soluble, assez soluble, peu soluble, très peu soluble et pratiquement insoluble) à la quantité approximative de solvant en volume (ml) pour une partie de substance en poids (g)

Answer 4

Très soluble = moins d’une partie
facilement soluble = 1 à 10 parties
soluble = 10 à 30 parties
assez soluble = 30 à 100 parties
peu soluble = 100 à 1000 parties
très peu soluble = 1000 à 10 000 parties
pratiquement insoluble = plus de 10 000 parties

Question 5

Quelles sont les interactions possibles entre un solvant POLAIRE et un soluté ?

Answer 5

1. Présence de charges électriques
2. Réduction de la force d’attraction intermoléculaire d’un solide
3. Rupture de la liaison covalente des électrolytes forts
4. Formation de liaisons H
5. Solvatation par des forces dipôles.

Les solvants polaires ont un moment dipolaire important
Le degré de polarité est déterminé par la valeur de la constante diélectrique
Ils agissent en détruisant la cohésion d’un autre corps (sel), en rompant ou en diminuant les liaisons entre les molécules de soluté pour former la solution
Les molécules d’eau peuvent arracher plus facilement les ions

Bref,
Énergie de liaison diminue
Les forces de répulsion électrostatique augmentent
Les ions se dispersent dans l’eau
C’est la DISSOLUTION

Question 6

Quelles sont les interactions solvant-soluté avec un solvant non polaire (hydrocarbures) ?

Answer 6

Peu de charges électriques: constante diélectrique faible
Incapacité de réduire l’attraction entre les ions d’électrolytes forts
Incapacité de briser le lien covalent des électrolytes faibles (solvant aprotique)
-> solvants aprotiques : tous les H sont liés à des atomes de carbone
-> solvants protiques : certains atomes d’H sont liés à un hétéroatome tels que O, N
Incapacité de formation de liens H

Question 7

Quelles sont les interactions solvant-soluté avec un solvant semi polaire (alcools et cétones) ?

Answer 7

Solvants intermédiaires favorisant la miscibilité de solvants polaires et non polaires
Les solvants semi-polaires induisent une polarité dans les molécules de solvants non polaires

Question 8

Interactions solvant-soluté
Vrai ou faux: les semblables dissolvent les semblables ?

Answer 8

Vrai
les composés polaires ou semi-polaires sont solubles dans l’eau
Les composés apolaires sont peu solubles dans l’eau

De nature semblable signifie :
les énergies de cohésion entre les 2 espèces de molécules sont du même type et possèdent le même genre de liaisons intermoléculaires:
-> les hydrocarbures sont insolubles dans l’eau
-> l’introduction dans la molécule de groupements polaires hydrophiles tels que OH, COOH, CO, NOH, CONH2 ; augmentent la solubilité
-> CH3, CH2, =CH, C6H5 exercent peu d’influence sur la solubilité dans l’eau mais augmentent la solubilité dans les solvants organiques
-> la solubilité des substances solides diminue généralement quand les dimensions de la molécule augmentent (sauf si plusieurs groupements hydrophiles)
-> diminution de la solubilité dans l’eau lorsque la chaîne hydrocarbonée s’allonge
-> diminution de la solubilité dans l’eau lorsqu’il y a polymérisation.

Question 9

La solubilité dépend de quelles caractéristiques

Answer 9

chimiques
électriques
structurelles

influençant les interactions entre les molécules de solvant et de soluté

Question 10

Les gaz sont solubles dans les liquides. Quelle est leur importance pharmaceutique ?

Answer 10

Préparations effervescentes
Formes pharmaceutiques pressurisées
Anesthésie générale par voie pulmonaire

Question 11

En fonction de quoi peut-on déterminer la quantité d’un gaz dissous dans un liquide ?

Answer 11

La nature du gaz et de la nature du liquide
La pression partielle du gaz
Le coefficient de solubilité du gaz (constant pour un gaz donné dans un liquide donné)
L’inverse de la température (si le contenant est ouvert)
La durée de contact gaz/liquide
(les gaz vont se dissoudre progressivement selon une courbe exponentielle jusqu’à saturation)

Question 12

Quelle est l’influence de la pression sur la solubilité d’un gaz dans un liquide ?

Answer 12

La loi de Henry: dans une solution très diluée et à température constante, la concentration de gaz dissous dans le solvant est proportionnelle à la pression partielle p au dessus de la solution à l’équilibre qu’exerce celui-ci sur le liquide.

C= σp
C: g/L
σ : coefficient de solubilité
p: mm Hg

Question 13

Quelle est l’influence de la température sur la solubilité d’un gaz dans un liquide ?

Answer 13

Dans un contenant ouvert:
haute temp = diminution solubilité des gaz
Dans un contenant fermé:
haute température = augmentation pression
si température trop haute = BOOM !

Question 14

Comment fonctionne les formes pressurisées ?

Answer 14

Au dessus du mélange liquide gaz que l’on souhaite pulvériser en particules de l’ordre du micron, il y a un gaz sous pression (aujourd’hui les HFA) qui sert de gaz propulseur.
Ce gaz propulseur cherche à sortir et pousse donc sur le mélange liquide/gaz qui finit par sortir par le tube plongeur. Le gaz garde aussi une certaine pression dans dans la bouteille et c’est pour ça qu’il y a encore du produit qui sort.

C’est possible qu’il reste du liquide dans l’aérosol, mais s’il n’y a plus de gaz, le liquide ne peut plus sortir.

Question 15

Quels sont les avantages des formes pressurisées ?

Answer 15

Réserve énergétique importante
Équilibre liquide-vapeur constante à l’intérieur du boîtier. Quand il y a utilisation, une partie du gaz liquéfié s’échappera du boîtier. Cependant, le gaz liquéfié se volatilisera à l’intérieur du boîtier afin de remettre le dispositif à la pression de départ. Il y aura toujours la même pression si le dispositif est bel et bien maintenu à une température constante.
Utilisable en mélange
En général, bonne miscibilité avec les principes actifs

Question 16

Quels sont les inconvénients des formes pressurisées ?

Answer 16

Inflammable
Destruction de la couche d’ozone (CFC)
Si on modifie la température, la pression augmente et il y a risque d’explosion

Question 17

C’est quoi le salting out ?

Answer 17

C’est quand il y a ajout d’un soluté dans un mélange gaz liquide qui fait en sorte de diminuer la solubilité puisque le soluté va chercher à s’entourer de molécules d’eau qui entouraient la molécule de gaz. Donc, sans ses molécules d’eau, le gaz va pouvoir sortir.

C’est une difficulté qu’on peut rencontrer et qu’on veut éviter

Ex. quand on ajoute sel dans bière, elle devient flatte

Question 18

Comment les réactions chimiques peuvent elles influencer la solubilité des gaz dans les liquides ?

Answer 18

La loi d’Henry ne s’applique que pour les gaz peu solubles dans les liquides
Le chlorure d’hydrogène, l’ammoniaque et le gaz carbonique réagissent avec l’eau augmentant ainsi leur solubilité:

HCl + H2O -> H3O+ + Cl-
NH3 + H2O -> NH4+ +OH-
CO2 + 2H2O -> H3O+ + HCO3-

Question 19

Lorsqu’on parle de la solubilité des liquides dans les liquides, quels liquides peuvent présentés une miscibilité complète ?

Answer 19

Liquides avec pressions internes semblables
Solvants polaires et semi-polaires sont généralement miscible entre eux
Les solvants non polaires sont généralement miscibles entre eux
Solutions liquides complètement miscibles = généralement pas de problème de solubilité pour ph.

Question 20

Lorsqu’on parle de la solubilité des liquides dans les liquides, quels liquides peuvent présentés une miscibilité partielle ?

Answer 20

-> c’est un système binaire (cf. équilibre de phases)
->influence d’une troisième substance (principe actif)

Substance soluble dans 1 phase seulement (principe actif soluble dans une seule des 2 phases):
- Diminution de la solubilité mutuelle des 2 phases
-Augmentation de la température critique supérieure
-Diminution de la température critique inférieure
(voir graphique)

Substance soluble dans les 2 phases:
- Augmentation de la solubilité mutuelle
-Diminution de la température critique supérieure
-Augmentation de la température critique inférieure
(voir graphique)

Question 21

Lorsque l’on parle de solubilité des solides dans les liquides, qu’est-ce qu’une solution parfaite ?

Answer 21

Indépendante de la nature du solvant
Liberté complète de mouvement et distribution aléatoire dans le solvant
Aucun changement dans le contenu calorique: pas d’absorption ni perte de chaleur
Aucun changement de volume

Question 22

Quelle équation peut-on utiliser pour calculer la solubilité d’une solution parfaite et quel est l’effet de la température sur la solubilité ?

Answer 22

Équation de Clausius-Claperyon
s’utilise pour température en Kelvin et R = constante des gaz parfaits = 1,987 cal/mol deg

La solubilité augmente avec la température (en Kelvin)
Pour 2 solides à la même température et possédant des chaleurs de fusion latentes voisines, le solide qui a la température de fusion la plus basse est le plus soluble.

Question 23

Quelle équation peut-on utiliser pour calculer la solubilité d’une solution réelle ?

Answer 23

Équation de Clausius-Clapeyron, mais on additionne log de y2 qui représente le travail pour dissoudre ou disperser e soluté dans le solvant

Question 24

Qu’est-ce que le paramètre δ et comment peut-on le calculer ?

Answer 24

Le paramètre de solubilité δ reflète la cohésion entre les molécules semblables
Il peut être calculé à partir de la pression interne Pi
Plus les valeurs de δ de deux composés sont semblables, meilleure sera la solubilité mutuelle de la paire
(voir équations)

Question 25

Comment réagissent les bases et les acides faibles ?

Answer 25

De nombreux composés utilisés en ph sont des bases et des acides faibles
Ils peuvent réagir avec des acides forts ou des bases fortes dans des gammes bien définis de pH
Ils existent sous forme d’ions qui sont généralement solubles dans l’eau
Il faut dans certains cas ajuster le pH de manière précise pour ne pas avoir de précipitation

Question 26

peut-on calculer le pH en dessous duquel le sel d’un acide faible commence à précipiter ?

Answer 26

oui, pour acides faibles, il faut prendre équation acides faibles sur feuille -> S= concentration en mol/L dans la solution de départ et S0 = est la solubilité molaire du produit (mol/L)
Avec acide faible, si pH est en DESSOUS du pHp, le produit va précipiter = BAD

pour bases faibles, il faut prendre équation bases faibles -> pKw = pKeau = 14
Avec bases faibles, si pH est au DESSUS du pHp, il y aura précipitation = BAD

Question 27

Quelle est l’influence des solvants sur la solubilité d’électrolytes faibles (solides dans liquides)

Answer 27

Les solvants autres que l’eau peuvent dissoudre la forme non ionisée des électrolytes faibles
Cosolvance: solubilité accrue d’un soluté dans un mélange de solvants appelé cosolvants

Question 28

Que veut dire le coefficient de partage ?

Answer 28

Le coefficient de partage = reflet de la liposolubilité d’un médicament
Le passage des médicaments à travers des membranes biologiques (absorption, distribution et excrétion) et leur interaction avec les récepteurs sont en fonction de la liposolubilité des médicaments

Donc, c’est ce qui nous indique si un principe actif pourra traverser les membranes

Question 29

Comment détermine-t-on le coefficient de partage apparent et comment l’interprète-t-on ?

Answer 29

On met une quantité d’eau et une quantité d’octanol dans une éprouvette à décanter (donc on a 2 phases : eau au fond et octanol sur le dessus) puis on ajoute le principe actif et on mélange.

Le coefficient de partage P = Coct/Ceau est égal à la concentration de principe actif dans l’octanol divisé par la la concentration de principe actif dans l’eau.

IMPORTANT:
Si Coct > Ceau => P>1 => logP>0 => composé lipophile

Si Coct < Ceau => P<1 => logp<0 => composé hydrophile