Deliquescenza, igroscopicità e efflorescenza a confronto
La deliquescenza è un processo tramite il quale alcune sostanze si solubilizzano dopo aver assorbito vapore acqueo e l’efflorescenza consiste nella perdita spontanea di acqua da sali idrati. L’igroscopicità è mostrata da specie che assorbono una minore quantità di acqua dall’ambiente rispetto a quelle deliquescenti. Secondo la I.U.P.A.C. la deliquescenza è il processo che si verifica quando la pressione di vapore della soluzione acquosa satura di una sostanza è inferiore alla pressione di vapore dell’acqua nell’aria ambiente.
In chimica, la deliquescenza si riferisce alla conversione di una sostanza solida in un liquido come risultato dell’assorbimento di umidità o vapore acqueo dall’aria
Nell’aria, a seconda del luogo e dell’ora del giorno, c’è una certa percentuale di umidità.
Alcune sostanze possono assorbire vapore acqueo dall’ambiente fino a solubilizzarsi. Esempi di sostanze deliquescenti sono NaOH, KOH, MgCl2, CaCl2, FeCl3, LiCl, Cu(NO3)2, NaNO3, LiNO3.
A differenza delle sostanze deliquescenti che assorbono una quantità di acqua fino a dissolversi in essa quelle igroscopiche assorbono vapore acqueo dall’ambiente circostante. Tale processo è reversibile e quindi tali specie possono, in opportune condizioni, anche perdere l’acqua. Esempi di sostanze che mostrano igroscopicità sono l’acido solforico, l’etanolo e il cloruro di sodio. Oltre alle specie chimiche menzionate vi sono esempi come i capelli, il caramello, la carta e il gel di silice.
Altre sostanze costituite da sali idrati possono perdere del tutto o in parte la loro acqua di cristallizzazione. Tale processo avviene quando la tensione di vapore del sale idrato è maggiore rispetto alla pressione parziale del vapore acqueo presente nell’aria. Esempi di sostanze che danno luogo a efflorescenza sono Na2SO4 · 10 H2O, FeSO4 · 7 H2O, CuSO4 · 5 H2O, Na2CO3·10 H2O.
Tabella
In tabella sono riportate a confronto le proprietà di queste specie:
| Deliquescenza | Igroscopicità | Efflorescenza |
| Specie che assorbono vapore acqueo dall’atmosfera fino a solubilizzarsi in esse formando soluzioni | Specie che assorbono vapore acqueo dall’atmosfera | Sostanze, tipicamente sali idrati che danno luogo a una spontanea perdita di acqua |
| Possono assorbire una elevata quantità di acqua | Possono sia assorbire che perdere acqua | Non assorbono vapore acqueo |
| Sostanze che agiscono da essiccanti | Specie dette umettanti | Sostanze che mostrano cristallinità |
| Specie con elevata affinità per l’acqua | Specie con affinità per l’acqua minore rispetto a quelle deliquescenti | Non hanno affinità nei confronti dell’acqua |
| Formano una soluzione a seguito di assorbimento di acqua | Assorbono acqua senza, tuttavia, formare una soluzione | Non formano una soluzione |
Farmaci e deliquescenza
La deliquescenza è una transizione di fase di primo ordine da solido a soluzione che avviene a un’umidità relativa (RH) caratteristica del composto cristallino.
Tale dissoluzione di principi attivi farmaceutici ed eccipienti può portare a dannose instabilità fisiche e chimiche. Inoltre, nei sistemi contenenti più di un componente deliquescente, l’RH della transizione solido-soluzione verrà abbassata, portando a un certo livello di dissoluzione a condizioni di umidità relative inaspettatamente basse.
L’abbassamento della deliquescenza è indipendente dal rapporto dei componenti deliquescenti e pertanto è motivo di preoccupazione per qualsiasi formulazione contenente due o più composti deliquescenti. Poiché le reazioni chimiche si verificano molto più facilmente in soluzione, la deliquescenza aumenterà la degradazione labili. Le fluttuazioni di RH porteranno a cicli di deliquescenza ed efflorescenza (cristallizzazione), che contribuiranno all’agglomerazione e all’agglomerazione delle particelle.
La presenza di acqua nei sistemi farmaceutici può produrre molti effetti indesiderati sulle proprietà fisiche e chimiche delle materie prime e dei prodotti finiti. Questi effetti includono trasformazioni di fase, degradazione chimica, variazione nella velocità di disintegrazione o dissoluzione, agglomerazione e altre modifiche nel flusso e nella compattabilità.
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il 11 Maggio 2022