FISICOQUÍMICA, GELES

GELES ¿QUÉ ES UN GEL? Es un estado de la materia entre el sólido y el líquido. lí quido. Está constituido por una reticulación de polímeros ó moléculas de cadena larga, que se unen entre sí formando una red enmarañada, y por un líquido en que se encuentra inversa esa red. Estructura de los geles Sistema de dos componentes, rico en líquido, de naturaleza semisólida. *Hidrogeles (Acuosos): Son una red de polímeros, en forma coloidal, en donde el agua es el medio de dispersión. *Organogeles (Orgánicos): son similares a los hidrogeles, pero con un disolvente orgánico como medio dispersante en lugar de agua. *Xerogeles (Sólidos): son geles sólidos que han perdido o se les h a extraído el disolvente. Los Geles Poliméricos varían considerablemente en su estructura química, no obstante, éstas diferencias en la estructura es lo que hace que existan distintos tipos de estructuras de geles, las cuales se pueden clasificar en: Estructuras con Enlaces Covalentes: *Sistemas irreversibles *Preparados a partir de polímeros hidrofílicos sintéticos *Considerados *Considerados hidrogeles debido a que el resultado resultado de la matriz de éstos éstos son generalmente generalmente rígidas. Estructuras con Enlaces Físicos: *Sistemas reversibles *Son formados principalmente por polímeros naturales orgánicos como proteínas y polisacáridos y por derivados de celulosa semi-sintéticos. Estructuras bien formadas: *Bajo condiciones adecuadas, adecuadas, algunas dispersiones de Sílica y Alúmina forman Geles Rígidos. *Cuando sustancias sustancias como Bentonita, Silicato de Magnesio y Aluminio, Hectorita y Laponita, entran en contacto con el agua, se someten s ometen a una inflamación espontánea, seguido por la hinchazón osmótica para producir el gel. PROPIEDADES FISICOQUIMICAS FISICOQUIMICAS CLASIFICACIÓN CLASIFICACIÓN I •

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GELES QUÍMICOS: La red está formada a través de enlaces covalentes. Este tipo de enlace es muy fuerte y su ruptura conduce a la degradación del gel. GELES FÍSICOS: Presentan una red tridimensional formada por uniones que no son completamente estables, sino que están asociadas a una reacción de enlace ↔ no enlace, que se puede dar en los dos sentidos.

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CLASIFICACIÓN CLASIFICACIÓN II *HIDROGELES: Son una red de cadenas de polímero hidrófilo, en forma fo rma coloidal, en la que el agua es el medio de dispersión. *Insolubles en agua. *Presentan una consistencia suave y elástica la cual está determinada por el monómero hidrófilo de partida y la baja densidad de entrecruzamiento del polímero. polímero. *Se hinchan en agua aumentando considerablemente considerablemente su volumen hasta alcanzar un equilibrio químico-físico, pero sin perder su forma. La característica común de los geles es la presencia de un tipo de estructura continua que les proporciona las propiedades de los semisólidos. Transición Sol-Gel (Punto de gelificación) La concentración crítica de gelificación es la concentración bajo la cual se forman geles microscópicos que prevalecen prevalecen bajo condiciones definidas dando lugar a la formación de soles. Envejecimiento físico El envejecimiento envejecimiento se ve reflejado en la microestructura del gel, dónde los enlaces no covalentes son rotos y reformados; asimismo, la inestabilidad es causada porque algunos polímeros nunca alcanzan el equilibrio y de esta manera el gel se hace susceptible a la retrogradación y/o sinéresis. Tixotropía Característica que ciertos geles presentan, es capacidad de pasar de un estado coloidal a o tro, es



Es la ciencia del flujo que estudia la deformación de un cuerpo sometido a esfuerzos externos. Propiedades reológicas de los geles. ⃝

Son sistemas con “memoria”.

⃝

Carácter de sólido viscoelástico.

⃝

Dependientes de la fuerza.

⃝

Fuerza gelificante incrementa con el aumento de la densidad efectiva de los enlaces del gel, o de la concentración y el peso molecular del polímero.

Viscoelasticidad. Los geles son semisólidos: ⃝ Viscoelasticidad. 1.- Estructuras desordenadas. Soluciones diluidas en su concentración crítica de gelificación. 2.- Geles fuertes.

Poseen perfiles de tensión-deformación.

3.- Geles débiles. Poseen estructuras desordenadas, éstas se someten s ometen a interacciones interacciones moleculares específicas que incrementan su fuerza. ⃝ Rigidez. Resistirse a la deformación y está dada por la relación del esfuerzo de cizalla y la tensión. ⃝ Ruptura de la fuerza. Por instrumentos que miden la deformación.

ESTABILIDAD DE LOS GELES Los factores desencadenantes desencadenantes de la inestabilidad de un gel g el son: *Temperatura *Cambios de pH *Agitación violenta *Electrólitos Los geles con el tiempo pierden su condición de tal y su estructura puede llegar incluso a romperse. La estabilidad de un gel depende de su correcta formulación. FORMULACIÓN ESTÁNDAR ESTÁNDAR DE UN GELLa fórmula patrón de los geles, g eles, ya sean hidrófilos o lipófilos es la siguiente:



-Regulador de Ph. -Diluyente. CONDICIONES DEL ENTORNO PARA LA ELABORACIÓN Temperatura ambiente de 25  5°C y una humedad relativa, inferior o igual al 60%. MATERIALES *Recipiente de Agitación *Contenedores *Indicadores de pH. MÉTODO DE ELABORACIÓN 1.- Pesar los componentes. 2.- Dispersar los agentes gelitificantes por toda la su perficie del diluyente. diluyente. 3.- Dejar reposar hasta que se produzca la imbibición (desplazamiento de un fluido viscoso por otro fluido inmiscible con este) total del diluyente. 4.- Agitar hasta uniformizar la mezcla, evitar incorporación de aire. 5.- Medir pH. 6.- Añadir el principio activo disuelto en el volumen restante del diluyente. 7.- Incorporar el principio activo disuelto al gel y agitar. 8.- Ajusta pH (en caso de ser s er necesario). 9.- Envasar el gel y limpiar material.

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