FARMACIA GALÉNICA
TIXOTROPÍA
TIXOTROPÍA
• El término tixotropía (del griego: cambio por toque) para describir una
transición isoterma gel-sol (sólido-líquido) debida a agitación mecánica, con
la posterior recuperación del estado inicial al dejar el sistema en reposo, en
la actualidad se llama tixotropía a un descenso continuo de la viscosidad
aparente con el tiempo de cizalla y la subsiguiente recuperación de la
viscosidad cuando cesa el flujo
• Se supone que la sustancia tixotrópica se encuentra en reposo un tiempo
suficientemente largo antes de que se desarrolle el experimento, y que éste
ocurre isotérmicamente.
DEFINICIÓN
• TIXOTROPÍA ES LA PROPIEDAD DE ALGUNOS FLUIDOS NO
NEWTONIANOS QUE MUESTRAN UN CAMBIO DE SU VISCOSIDAD EN
EL TIEMPO, CUANTO MÁS SE SOMETA EL FLUIDO A ESFUERZOS
DE CIZALLA, MÁS DISMINUYE SU VISCOSIDAD, UN FLUIDO
TIXOTRÓPICO ES UN FLUIDO QUE TARDA UN TIEMPO FINITO EN
ALCANZAR UNA VISCOSIDAD DE EQUILIBRIO CUANDO HAY UN
CAMBIO INSTANTÁNEO EN EL RITMO DE CIZALLA.
2.-DEFINICIÓN DE CIZALLA
• UNA CIZALLA ES UNA HERRAMIENTA MANUAL LA CUAL SE USA CON EL FIN DE
ELABORAR DISTINTOS CORTES CON MATERIALES COMO: MADERA DE POCO
ESPESOR, PAPEL, LÁMINAS METÁLICAS O PLÁSTICO. SE DICE QUE CUANDO LA
CHAPAA CORTAR POSEE UN GROSOR IMPORTANTE SE USAN CIZALLAS
ACTIVADAS MEDIANTE UN MOTOR ELÉCTRICO. A SU VEZ,
LAS CIZALLAS TRABAJAN DE MANERA MUY PARECIDA A UNA TIJERA. POR
EJEMPLO, LOS FILOS DE LAS DOS CUCHILLAS DE LAS CIZALLAS SE ENFRENTAN
MIENTRAS SE EJERCE PRESIÓN SOBRE LA SUPERFICIE QUE SE REQUIERE
CORTAR, HASTA QUE LA RESISTENCIA DE LA MISMA SE VENCE Y SE PROCEDE A
ROMPERLA LOGRANDO DESUNIRLA EN DOS
FLUIDO NO NEWTONIANO
FLUJO NO NEWTONIANO:
FLUJO INDEPENDIENTE DEL TIEMPO:
• AUNQUE LA MAYORÍA DE LOS GASES Y LÍQUIDOS SIMPLES EXPERIMENTALMENTE SE
COMPORTAN COMO FLUIDOS NEWTONIANOS EN LA REGIÓN DEL FLUJO LAMINAR COMO,
VARIOS SISTEMAS, INCLUYENDO EMULSIONES, SUSPENSIONES, SOLUCIONES DE
MOLÉCULAS LARGAS, Y FLUIDOS DE MASA MACROMOLECULAR, SE APROXIMAN AL
COMPORTAMIENTO NEWTONIANO SOLO A MUY BAJOS ESFUERZOS CORTANTES Y
VELOCIDADES DE DEFORMACIÓN. A UN NIVEL MÁS ALTO DE CIZALLA, TALES SISTEMAS
PUEDEN DESVIARSE DEL COMPORTAMIENTO IDEAL NEWTONIANO EN UNA O VARIAS
FORMAS COMO SE ILUSTRA EN LAFIGURA N° 2. AQUÍ EL ESFUERZO CORTANTE SE MUESTRA
ESQUEMÁTICAMENTE EN FUNCIÓN DE LA VELOCIDAD DE DEFORMACIÓN. LA LÍNEA RECTAA,
QUE PASA POR EL ORIGEN Y POSEE UNA PENDIENTE CONSTANTE REPRESENTAA UN
FLUIDO NEWTONIANO IDEAL.
Flujo Dependiente del Tiempo:
Cuando algunos fluidos son sometidos a una velocidad de deformación
constante, se vuelven más delgados (o más espesos) con el tiempo. Los
fluidos que exhiben un descenso del esfuerzo cortante y de la viscosidad
aparente con respecto al tiempo a una velocidad de deformación fijada se
denominan fluidos tixotrópicos (adelgazamiento por cizalla en el tiempo).
Este fenómeno probablemente es debido a la rotura de la estructura del
material a medida que continúa el cizallamiento. Como ejemplos de este
tipo de fluidos se pueden darla gelatina, la clara de huevo y mantequilla
TIXOTROPÍA
• Es importante tener en cuenta la diferencia entre un fluido tixotrópico y
otro pseudoplástico.
• El primero muestra una disminución de la viscosidad a lo largo del
tiempo a una velocidad de corte constante, mientras que el último
muestra esta disminución al aumentar la velocidad de corte. a los fluidos
que exhiben la propiedad opuesta, en la que la agitación a lo largo del
tiempo provoca la solidificación, se les llama reopécticos, a veces anti-
tixotrópicos, y son mucho menos comunes
EXPLICACIÓN DEL FENÓMENO
• Obviamente, la tixotropía presupone siempre algún proceso
molecular o microscópico para cambiar la consistencia. la
mayoría de las sustancias tixotrópicas son de naturaleza coloidal,
con tendencia a formar geles.
• La tixotropía se puede explicar como una consecuencia de la
agregación de las partículas suspendidas en tales sistemas, la
interacción entre partículas es el resultado de las fuerzas de
atracción de van der waals por un lado, y de la repulsión
electrostática y efectos estéricos por otra.
GELES
• Los sistemas coloidales han recibido frecuentemente el nombre de soles
para distinguirlos de las disoluciones verdaderas. el sólido que se forma a
partir de estos soles se describía primitivamente como un gel, pero
posteriormente este término se restringió a aquellos casos en los cuales
el sistema total se encuentra en un estado semi-sólido sin líquido
sobrenadante inicial, aunque pueda llegar a expeler algo de líquido
• La gelificación es entonces análoga a la ramificación rápida de cadenas.
esto explicaría la elasticidad de los geles y la transición gradual de las
propiedades físicas al pasar de sol a gel.
• Por lo tanto, los geles son esencialmente dispersiones en las cuales las
interacciones atractivas entre los elementos de la fase dispersa son tan
fuertes que el sistema completo desarrolla una red rígida y, bajo
pequeños esfuerzos, se comporta elásticamente^. en algunos casos el
gel puede fluir plásticamente a partir de un esfuerzo umbral; entonces a
menudo presenta tixotropía, de manera que el gel se vuelve a formar
cuando se suprime el esfuerzo.
• La fase dispersa puede consistir en partículas sólidas (ej. laminillas de
arcilla), macromoléculas (ej. gelatina) o moléculas surfactantes (ej.
jabones).
FORMACIÓN Y PROPIEDADES DE LOS GELES
• Distintos tipos de interacción dan lugar a la formación de geles. Se distinguen entre geles
cuyas fuerzas de enlace son fuerzas de valencia principal, de forma que el gel puede ser
considerado como una sola molécula gigante (como es el caso del caucho y otros
elastómeros) y geles de valencia accesoria, donde las fuerzas de enlace del esqueleto
pueden ser electrostáticas, interacciones de van der waals o enlaces químicos. en el caso de
dispersiones con carga estable en una cierta concentración, a menudo la adición de
electrólitos da lugar a una gelificación más que a la formación de agregados, formando así
un único agregado continuo que llena todo el sistema. por otra, en general, las partículas
esféricas tienden a asociarse en forma de “collares”, mientras que las partículas en forma de
varillas construyen un especie de “andamios”, y las laminillas de arcilla forman estructuras de
“castillos de naipes”, controladas por fuerzas electrostáticas
• En los geles con esqueleto coloidal lineal las sustancias quelantes macromoleculares tienen
estructura de cadenas lineales, lo cual hace posible la formación de zonas asociadas más
definidas (por orientación del conglomerado de cadenas) que dan lugar a la formación de zonas
coherentes. los estados de ordenación de grado elevado producen agregados cristalinos, a modo
de recintos, que pueden observarse microscópicamente con luz polarizada, y que están
interrumpidos por zonas amorfas de dimensiones submicroscópicas. éstas están formadas por los
extremos de las cadenas que sobresalen de los circuitos cristalinos a modo de flecos y que
actúan como miembros de unión entre las zonas ordenadas próximas (micelas de flecos).
• En geles acuosos macromoleculares, la estructura de la red está dominada principalmente por
enlaces de puente de hidrógeno, aunque en lo que se refiere a las moléculas las fuerzas iónicas
polielectrolíticas también contribuyen. los polímeros que forman geles son normalmente
copolímeros, que contienen polisacáridos y/o cadenas de proteínas. en soluciones diluidas, y
especialmente a altas temperaturas, el polímero existe como una cadena enrollada
holgadamente.
HIDROGELES
• Hidrogeles según la naturaleza de la fase líquida, se puede distinguir entre geles de hidrocarburos
(como la vaselina), los lipogeles (utilizados para las pomadas grasas), geles con emulgentes y los
hidrogeles .
• Los hidrogeles son polímeros que tienen la habilidad de hincharse en agua en presencia de agua o
disolventes acuosos. la estructura polimérica es capaz de retener los disolventes formando una fase gel
hinchada con sistemas entrecruzados, que no se disuelve, el contenido de agua es de un 80-90% o
más, y la toma de líquido se produce por esponjamiento de las sustancias orgánicas macromoleculares
o combinaciones inorgánicas que forman el gel.
• Este fenómeno se produce con un incremento de volumen y liberación de calor, y la presión de
esponjamiento puede ser de hasta 100 mpa. la cantidad de agua incorporada para el esponjamiento
determina las propiedades teológicas de la preparación obtenida. los hidrogeles son estructuralmente
viscosos y tienen casi siempre un comportamiento marcadamente tixotrópico. durante el
almacenamiento, los geles de alta concentración sufren una transudación de líquido con mantenimiento
de la forma externa primitiva, (sinéresis) y cuya causa es la contracción del esqueleto del gel por
desarrollo de la estructura cristalina.
APLICACIONES TIXOTRÓPICA
• algunos geles y coloides se consideran materiales tixotrópicos, pues muestran una
forma estable en reposo y se tornan fluidos al ser agitados.
• variedades modernas de recubrimientos alcalinos, de látex y pinturas son materiales
por lo general tixotrópicos que no caen de la brocha del pintor pero se pueden aplicar
fácil y uniformemente pues el gel se licúa cuando se aplica. la salsa de tomate, los
yogures y las arcillas son frecuentemente tixotrópicos. otra de las aplicaciones se
encuentra en el área de la salud, especialmente en los tubos para análisis de muestras
en donde el objetivo es separar los componentes celulares de la sangre y el suero,
dejando como barrera un gel de estas características, siendo separados por gradientes
de densidad.
GRACIAS

TIXOTROPIA.pdf

  • 1.
  • 2.
    TIXOTROPÍA • El términotixotropía (del griego: cambio por toque) para describir una transición isoterma gel-sol (sólido-líquido) debida a agitación mecánica, con la posterior recuperación del estado inicial al dejar el sistema en reposo, en la actualidad se llama tixotropía a un descenso continuo de la viscosidad aparente con el tiempo de cizalla y la subsiguiente recuperación de la viscosidad cuando cesa el flujo • Se supone que la sustancia tixotrópica se encuentra en reposo un tiempo suficientemente largo antes de que se desarrolle el experimento, y que éste ocurre isotérmicamente.
  • 3.
    DEFINICIÓN • TIXOTROPÍA ESLA PROPIEDAD DE ALGUNOS FLUIDOS NO NEWTONIANOS QUE MUESTRAN UN CAMBIO DE SU VISCOSIDAD EN EL TIEMPO, CUANTO MÁS SE SOMETA EL FLUIDO A ESFUERZOS DE CIZALLA, MÁS DISMINUYE SU VISCOSIDAD, UN FLUIDO TIXOTRÓPICO ES UN FLUIDO QUE TARDA UN TIEMPO FINITO EN ALCANZAR UNA VISCOSIDAD DE EQUILIBRIO CUANDO HAY UN CAMBIO INSTANTÁNEO EN EL RITMO DE CIZALLA.
  • 4.
    2.-DEFINICIÓN DE CIZALLA •UNA CIZALLA ES UNA HERRAMIENTA MANUAL LA CUAL SE USA CON EL FIN DE ELABORAR DISTINTOS CORTES CON MATERIALES COMO: MADERA DE POCO ESPESOR, PAPEL, LÁMINAS METÁLICAS O PLÁSTICO. SE DICE QUE CUANDO LA CHAPAA CORTAR POSEE UN GROSOR IMPORTANTE SE USAN CIZALLAS ACTIVADAS MEDIANTE UN MOTOR ELÉCTRICO. A SU VEZ, LAS CIZALLAS TRABAJAN DE MANERA MUY PARECIDA A UNA TIJERA. POR EJEMPLO, LOS FILOS DE LAS DOS CUCHILLAS DE LAS CIZALLAS SE ENFRENTAN MIENTRAS SE EJERCE PRESIÓN SOBRE LA SUPERFICIE QUE SE REQUIERE CORTAR, HASTA QUE LA RESISTENCIA DE LA MISMA SE VENCE Y SE PROCEDE A ROMPERLA LOGRANDO DESUNIRLA EN DOS
  • 5.
    FLUIDO NO NEWTONIANO FLUJONO NEWTONIANO: FLUJO INDEPENDIENTE DEL TIEMPO: • AUNQUE LA MAYORÍA DE LOS GASES Y LÍQUIDOS SIMPLES EXPERIMENTALMENTE SE COMPORTAN COMO FLUIDOS NEWTONIANOS EN LA REGIÓN DEL FLUJO LAMINAR COMO, VARIOS SISTEMAS, INCLUYENDO EMULSIONES, SUSPENSIONES, SOLUCIONES DE MOLÉCULAS LARGAS, Y FLUIDOS DE MASA MACROMOLECULAR, SE APROXIMAN AL COMPORTAMIENTO NEWTONIANO SOLO A MUY BAJOS ESFUERZOS CORTANTES Y VELOCIDADES DE DEFORMACIÓN. A UN NIVEL MÁS ALTO DE CIZALLA, TALES SISTEMAS PUEDEN DESVIARSE DEL COMPORTAMIENTO IDEAL NEWTONIANO EN UNA O VARIAS FORMAS COMO SE ILUSTRA EN LAFIGURA N° 2. AQUÍ EL ESFUERZO CORTANTE SE MUESTRA ESQUEMÁTICAMENTE EN FUNCIÓN DE LA VELOCIDAD DE DEFORMACIÓN. LA LÍNEA RECTAA, QUE PASA POR EL ORIGEN Y POSEE UNA PENDIENTE CONSTANTE REPRESENTAA UN FLUIDO NEWTONIANO IDEAL.
  • 6.
    Flujo Dependiente delTiempo: Cuando algunos fluidos son sometidos a una velocidad de deformación constante, se vuelven más delgados (o más espesos) con el tiempo. Los fluidos que exhiben un descenso del esfuerzo cortante y de la viscosidad aparente con respecto al tiempo a una velocidad de deformación fijada se denominan fluidos tixotrópicos (adelgazamiento por cizalla en el tiempo). Este fenómeno probablemente es debido a la rotura de la estructura del material a medida que continúa el cizallamiento. Como ejemplos de este tipo de fluidos se pueden darla gelatina, la clara de huevo y mantequilla
  • 8.
    TIXOTROPÍA • Es importantetener en cuenta la diferencia entre un fluido tixotrópico y otro pseudoplástico. • El primero muestra una disminución de la viscosidad a lo largo del tiempo a una velocidad de corte constante, mientras que el último muestra esta disminución al aumentar la velocidad de corte. a los fluidos que exhiben la propiedad opuesta, en la que la agitación a lo largo del tiempo provoca la solidificación, se les llama reopécticos, a veces anti- tixotrópicos, y son mucho menos comunes
  • 9.
    EXPLICACIÓN DEL FENÓMENO •Obviamente, la tixotropía presupone siempre algún proceso molecular o microscópico para cambiar la consistencia. la mayoría de las sustancias tixotrópicas son de naturaleza coloidal, con tendencia a formar geles. • La tixotropía se puede explicar como una consecuencia de la agregación de las partículas suspendidas en tales sistemas, la interacción entre partículas es el resultado de las fuerzas de atracción de van der waals por un lado, y de la repulsión electrostática y efectos estéricos por otra.
  • 10.
    GELES • Los sistemascoloidales han recibido frecuentemente el nombre de soles para distinguirlos de las disoluciones verdaderas. el sólido que se forma a partir de estos soles se describía primitivamente como un gel, pero posteriormente este término se restringió a aquellos casos en los cuales el sistema total se encuentra en un estado semi-sólido sin líquido sobrenadante inicial, aunque pueda llegar a expeler algo de líquido
  • 11.
    • La gelificaciónes entonces análoga a la ramificación rápida de cadenas. esto explicaría la elasticidad de los geles y la transición gradual de las propiedades físicas al pasar de sol a gel. • Por lo tanto, los geles son esencialmente dispersiones en las cuales las interacciones atractivas entre los elementos de la fase dispersa son tan fuertes que el sistema completo desarrolla una red rígida y, bajo pequeños esfuerzos, se comporta elásticamente^. en algunos casos el gel puede fluir plásticamente a partir de un esfuerzo umbral; entonces a menudo presenta tixotropía, de manera que el gel se vuelve a formar cuando se suprime el esfuerzo. • La fase dispersa puede consistir en partículas sólidas (ej. laminillas de arcilla), macromoléculas (ej. gelatina) o moléculas surfactantes (ej. jabones).
  • 12.
    FORMACIÓN Y PROPIEDADESDE LOS GELES • Distintos tipos de interacción dan lugar a la formación de geles. Se distinguen entre geles cuyas fuerzas de enlace son fuerzas de valencia principal, de forma que el gel puede ser considerado como una sola molécula gigante (como es el caso del caucho y otros elastómeros) y geles de valencia accesoria, donde las fuerzas de enlace del esqueleto pueden ser electrostáticas, interacciones de van der waals o enlaces químicos. en el caso de dispersiones con carga estable en una cierta concentración, a menudo la adición de electrólitos da lugar a una gelificación más que a la formación de agregados, formando así un único agregado continuo que llena todo el sistema. por otra, en general, las partículas esféricas tienden a asociarse en forma de “collares”, mientras que las partículas en forma de varillas construyen un especie de “andamios”, y las laminillas de arcilla forman estructuras de “castillos de naipes”, controladas por fuerzas electrostáticas
  • 13.
    • En losgeles con esqueleto coloidal lineal las sustancias quelantes macromoleculares tienen estructura de cadenas lineales, lo cual hace posible la formación de zonas asociadas más definidas (por orientación del conglomerado de cadenas) que dan lugar a la formación de zonas coherentes. los estados de ordenación de grado elevado producen agregados cristalinos, a modo de recintos, que pueden observarse microscópicamente con luz polarizada, y que están interrumpidos por zonas amorfas de dimensiones submicroscópicas. éstas están formadas por los extremos de las cadenas que sobresalen de los circuitos cristalinos a modo de flecos y que actúan como miembros de unión entre las zonas ordenadas próximas (micelas de flecos). • En geles acuosos macromoleculares, la estructura de la red está dominada principalmente por enlaces de puente de hidrógeno, aunque en lo que se refiere a las moléculas las fuerzas iónicas polielectrolíticas también contribuyen. los polímeros que forman geles son normalmente copolímeros, que contienen polisacáridos y/o cadenas de proteínas. en soluciones diluidas, y especialmente a altas temperaturas, el polímero existe como una cadena enrollada holgadamente.
  • 14.
    HIDROGELES • Hidrogeles segúnla naturaleza de la fase líquida, se puede distinguir entre geles de hidrocarburos (como la vaselina), los lipogeles (utilizados para las pomadas grasas), geles con emulgentes y los hidrogeles . • Los hidrogeles son polímeros que tienen la habilidad de hincharse en agua en presencia de agua o disolventes acuosos. la estructura polimérica es capaz de retener los disolventes formando una fase gel hinchada con sistemas entrecruzados, que no se disuelve, el contenido de agua es de un 80-90% o más, y la toma de líquido se produce por esponjamiento de las sustancias orgánicas macromoleculares o combinaciones inorgánicas que forman el gel. • Este fenómeno se produce con un incremento de volumen y liberación de calor, y la presión de esponjamiento puede ser de hasta 100 mpa. la cantidad de agua incorporada para el esponjamiento determina las propiedades teológicas de la preparación obtenida. los hidrogeles son estructuralmente viscosos y tienen casi siempre un comportamiento marcadamente tixotrópico. durante el almacenamiento, los geles de alta concentración sufren una transudación de líquido con mantenimiento de la forma externa primitiva, (sinéresis) y cuya causa es la contracción del esqueleto del gel por desarrollo de la estructura cristalina.
  • 15.
    APLICACIONES TIXOTRÓPICA • algunosgeles y coloides se consideran materiales tixotrópicos, pues muestran una forma estable en reposo y se tornan fluidos al ser agitados. • variedades modernas de recubrimientos alcalinos, de látex y pinturas son materiales por lo general tixotrópicos que no caen de la brocha del pintor pero se pueden aplicar fácil y uniformemente pues el gel se licúa cuando se aplica. la salsa de tomate, los yogures y las arcillas son frecuentemente tixotrópicos. otra de las aplicaciones se encuentra en el área de la salud, especialmente en los tubos para análisis de muestras en donde el objetivo es separar los componentes celulares de la sangre y el suero, dejando como barrera un gel de estas características, siendo separados por gradientes de densidad.
  • 16.