CFGM TÉCNICO EN FARMACIA Y PARAFARMACIA OPERACIONES BÁSICAS DE LABORATORIO
1
UNIDAD DIDÁCTICA 11.
SEPARACIÓNES
DIFUSIONALES
CFGM TÉCNICO EN FARMACIA Y PARAFARMACIA OPERACIONES BÁSICAS DE LABORATORIO
2
CONTENIDOS UD 11 SEPARACIONES DIFUSIONALES
1. LAS MEZCLAS HOMOGÉNEAS ............................................................................................................................. 3
1. LA DESTILACIÓN .................................................................................................................................................. 3
2. LA OBTENCIÓN DE AGUA PARA EL LABORATORIO ........................................................................................... 5
3. LA DESECACIÓN ................................................................................................................................................... 8
4. LA ELECTROFORESIS .......................................................................................................................................... 11
5. LA EXTRACCIÓN ................................................................................................................................................. 12
6. LA CROMATOGRAFÍA ........................................................................................................................................ 14
CFGM TÉCNICO EN FARMACIA Y PARAFARMACIA OPERACIONES BÁSICAS DE LABORATORIO
3
1. LAS MEZCLAS HOMOGÉNEAS
Como ya hemos estudiado a lo largo de la asignatura las mezclas homogéneas tienen una serie
de características: presentan un aspecto uniforme en toda la muestra, no es posible diferenciar
sus componentes a simple vista y no existe sedimentación de partículas sólidas en el reposo.
Las técnicas de separación de las mezclas homogéneas son la destilación, la desecación, la
electroforesis y la cromatografía.
1. LA DESTILACIÓN
La destilación es una técnica que se basa en el cambio de estado de líquido a vapor. Este cambio
se consigue mediante la aportación de una energía y se realiza con unos aparatos denominados
destiladores, donde la sustancia más volátil pasa a vapor y es recogida por su posterior
condensación.
El uso más generalizado de a destilación es para obtener agua destilada, de importantísimo uso en farmacia.
Los procesos de destilación:
La destilación se lleva a cabo mediante un destilador que se adapta al tipo de destilación que se
vaya a realizar. Podemos llevar a cabo una destilación simple, una destilación fraccionada o una
destilación al vacío, tal como se muestra en la tabla adjunta, donde vemos principio teórico y el
montaje con las etiquetas correspondientes.
CFGM TÉCNICO EN FARMACIA Y PARAFARMACIA OPERACIONES BÁSICAS DE LABORATORIO
4
Destilación
simple
La destilación es un proceso físico que se utiliza para
separar los componentes líquidos de una mezcla homo- génea en función de sus distintos puntos de ebullición.
La destilación simple se emplea cuando la diferencia entre los puntos de ebullición de los componentes es grande, ma- yor de 80 °C, o cuando las impurezas son sólidos disueltos en el líquido que hay que purificar.
Para realizar una destilación simple se usa un destilador
Termómetro -•
Matraz de -•
destilación
Refrlqerante/ condensador
•- Matraz
de destllado
Fuente
de calor Flg. i z. Esquema de destiloción simple.
Destilación fraccionada
Se utiliza cuando la diferencia entre los puntos de ebulli- ción de los líquidos que hay que separar es muy pequeña y no se puede realizar la destilación simple.
En la destilación fraccionada se usa una columna fraccio-
nadora que contiene distintos «platos». En ella, el vapor
caliente sube, se encuentra con los platos fríos, y se con-
densa y cae para volver a calentarse; así se produce un mayor contacto entre los vapores que suben y los líquidos
que bajan y se facilita la separación de líquidos.
Sistema
de destilación
fraccionada.
Destilación al vacío
El sistema de destilación se conecta a una bomba de va- cío o trompa de agua y permite destilar líquidos a tem- peraturas más bajas que en la destilación simple y en la fraccionada, con lo que se evitan posibles alteraciones en sustancias termolábiles que se estropearían a temperatu-
Sistema de
destilación al
ras elevadas. vacío
CFGM TÉCNICO EN FARMACIA Y PARAFARMACIA OPERACIONES BÁSICAS DE LABORATORIO
5
2. LA OBTENCIÓN DE AGUA PARA EL LABORATORIO
El agua líquida, en principio, es incolora, inodora e
insípida. En su forma pura es uno de los disolventes
más utilizados en el laboratorio. El problema de
utilizar agua corriente es que el agua apta para el
consumo humano contiene sales. El agua que
debemos usar en nuestros análisis debe estar libre
de todo ese contenido de impurezas, para evitar
interacciones químicas. Para ello se utilizan los
equipos de purificación.
Según el grado de pureza, el agua se clasifica en cuatro tipos:
▪ Tipo I: agua ultrapura. Mantiene el pH=7 (neutro). Se utiliza para ensayos cuantitativos
(se quiere saber la cantidad del compuesto). Es especial para experimentos que
requieren un mínimo de interferencias; tales como espectrometría atómica, fotometría
de llama, enzimología, gas en la sangre, soluciones buffer de referencia... El agua Tipo I,
debe seleccionarse siempre que en la prueba sea esencial un nivel mínimo de
componentes ionizados o cuando se preparan soluciones para análisis de rastreo de
metales. Se obtiene por medio de destilación y desionización. Además, es necesario
someterla a un proceso de ultrafiltrado y tratamiento con luz ultravioleta para eliminar
virus, bacterias y esporas que puedan estar presentes.
CFGM TÉCNICO EN FARMACIA Y PARAFARMACIA OPERACIONES BÁSICAS DE LABORATORIO
6
▪ Tipo II: agua analítica. Mantiene el pH=7 (neutro). Está libre de impurezas orgánicas y
también se utiliza para ensayos cuantitativos. Es el agua más consumida en el
laboratorio. Recomendada para la mayoría de las pruebas analíticas y generales de
laboratorio, tales como los análisis hematológicos, serológicos y microbiológicos; así
como para métodos químicos en los que específicamente no se indique o se haya
comprobado que requieren agua de calidad Tipo I. La ASTM (American Society for
Testing and Materials) especifica que el agua Tipo II sea preparada por destilación o
desionización.
▪ Tipo III: agua general. Mantiene el pH=7 (neutro). Se utiliza para ensayos cualitativos (se
quiere saber las cualidades del compuesto). Es un agua adecuada para ensayos
generales y para la limpieza del material de laboratorio. Utilizada para algunas pruebas
generales de laboratorio; para la mayoría de los análisis cualitativos, tales como
uroanálisis, procedimientos histológicos y parasitológicos; para el enjuague de muestras
analíticas; y para el lavado o enjuague de cristalería (aunque ya sabemos que el enjuague
final de los utensilios de laboratorio debe hacerse con agua tipo II)
▪ Tipo IV: agua para máquinas de lavado (lavavajillas). El pH está entre 5-8. Es el agua
menos pura. Posee una conductividad final máxima de 5,0 µS/cm gracias a su alto
contenido en metales.
CFGM TÉCNICO EN FARMACIA Y PARAFARMACIA OPERACIONES BÁSICAS DE LABORATORIO
7
Parámetro Fisicoquímico Tipo I Tipo II Tipo III Tipo IV
Conductividad eléctrica valor máximo a 25°C μS/cm
0.056 1.0 0.25 5.0
pH a 25°C ——- ——- ——- 5.0 a 8.0
Carbono Orgánico Total (COT) valor máximo mg/L
50 50 200 NL
Sodio valor máximo mg/L 1 5 10 50
Cloruros valor máximo mg/L 1 5 10 50
Sílice Total valor máximo mg/L 3 3 500 NL
NL: No hay límite establecido TABLA 4: Se muestran algunos parámetros fisicoquímicos de las aguas más empleadas en el
laboratorio.
Según la pureza de agua deseada se realizan uno o varios métodos de purificación. A
continuación, vamos a ver los métodos de purificación de agua más habituales:
- Destilación: proceso por el cual el agua se separa por su punto de ebullición. Para ello,
se calienta el agua, convirtiéndose en vapor, para luego volver a su estado líquido al
bajar la temperatura. En ese momento se recoge libre de impurezas no volátiles, materia
orgánica, bacterias, etc.
- Desionización: La deionización del agua consiste en la
eliminación de las sustancias disuelta
cargadas eléctricamente (ionizadas) que contiene.
- Las sustancias no cargadas eléctricamente, como los
compuestos orgánicos, no se ven afectadas a su paso a través de la resina. El proceso
de deionización se realiza mediante una resina de intercambio iónico. Éstas pueden ser
de intercambio catiónico, si sustituye los cationes disueltos en el agua (sodio, calcio,
magnesio, hierro y otros), o puede ser de intercambio anicónico, si sustituye los aniones
disueltos (carbonato, cloruro, nitrato, etc.) por radical hidroxilo. Para eliminar todos los
iones del agua, se puede utilizar una combinación de resinas, una aniónica y otra
catiónica, ambas conectadas en serie.
Las resinas de intercambio iónico tienen una capacidad finita de intercambio. Cuando se
agotan, no pueden seguir intercambiando iones, deben ser sometidas a un proceso de
regeneración para poder disponer de su capacidad de nuevo.
CFGM TÉCNICO EN FARMACIA Y PARAFARMACIA OPERACIONES BÁSICAS DE LABORATORIO
8
- Adsorción: proceso mediante el cual el agua se separa por el carbono activo, que
adsorbe las partículas y las retiene. En este proceso solo se eliminan partículas,
principalmente impurezas orgánicas.
- Osmosis inversa: proceso por el cual el agua se separa a través de una membrana
semipermeable. Las moléculas pasan de una solución de menor concentración a otra
con mayor concentración hasta que consigue eliminarlas.
- Filtración: proceso por el cual el agua se separa por el tamaño de la partícula
mediante filtros con diferente tamaño de poro.
ESQUEMA DE ÓSMOSIS NORMAL
3. LA DESECACIÓN
La desecación es la eliminación de líquido de una sustancia. Este proceso se aplica
generalmente a sólidos que retienen cantidades variables de líquido, casi siempre agua, y es
un producto muy utilizado en la industria alimenticia y farmacéutica realizándose
mayoritariamente por técnicas de calor.
El agua presente en las sustancias sólidas puede encontrarse en diferentes estados:
Agua de constitución: Forma parte de la molécula del sólido y es muy difícil de eliminar.
Agua de adsorción: corresponde al agua que se adhiere al sólido cuando este se encuentra en
una atmosfera muy húmeda. Por ejemplo, un envase de una materia prima de uso
farmacéutico (sacarosa, lactosa, almidón de trigo…) mal cerrado favorece su hidratación,
provocando adherencias y contaminación.
Agua libre: Corresponde al agua que impregna el sólido que se quiere desecar. La mayoría de
las veces es una cantidad de agua que previamente se ha añadido al sólido para disolver o
realizar determinadas técnicas durante alguna de las fases de elaboración de un
medicamento.
CFGM TÉCNICO EN FARMACIA Y PARAFARMACIA OPERACIONES BÁSICAS DE LABORATORIO
9
El objetivo de la desecación es aumentar el tiempo de conservación del producto y disminuir los
riesgos de contaminación bacteriana. Facilitar el manejo de la sustancia en el laboratorio, mejorar sus
caracteres organoléptico y disminuir su volumen y con esto su almacenamiento.
En la siguiente tabla se muestra los factores que influyen directamente en el proceso de desecación.
CFGM TÉCNICO EN FARMACIA Y PARAFARMACIA OPERACIONES BÁSICAS DE LABORATORIO
10
Sistemas de desecación:
Los sistemas de desecación empleados en la industria farmacéutica son diferentes los
sistemas más empleados en pequeños laboratorios y oficinas de farmacia, depende
principalmente de la cantidad del producto y de su termolabilidad. A continuación, un
esquema sobre los sistemas de desecación más usados.
CFGM TÉCNICO EN FARMACIA Y PARAFARMACIA OPERACIONES BÁSICAS DE LABORATORIO
11
4. LA ELECTROFORESIS
Es una técnica que permite separara las sustancias presentes en una mezcla homogénea en función
de su carga eléctrica. Si a una mezcla que contiene partículas cargadas se le aplica una corriente
eléctrica, los cationes (carga positiva) irán al cátodo y los aniones con carga negativa irán al ánodo; y
de esta forma se separarán.
La electroforesis se utiliza para separar sustancias de alta masa molecular como AND, proteínas etc.
Para su realización se necesita un equipo que no se suele encontrar en oficinas de farmacia ni en
laboratorios pequeños, solo en laboratorios especializados.
La electroforesis se emplea para separar las distintas fracciones que componen las proteínas del suero
humano, aunque también se utiliza para estudiar los tipos de hemoglobina y los ácidos nucleicos.
Kit de electroforesis.
CFGM TÉCNICO EN FARMACIA Y PARAFARMACIA OPERACIONES BÁSICAS DE LABORATORIO
12
5. LA EXTRACCIÓN
La extracción es un método que se utiliza para separar los principios activos del resto de
sustancias que existen en tejidos animales o vegetales, aunque en la actualidad solo se emplea
como método de separación en tejidos vegetales.
La farmacología actual tiene su origen en la observación de la acción medicamentosa asociada a
ciertas plantas medicinales enteras o de alguna de sus partes: flores, raíces, hojas, corteza etc.
La obtención de sustancias activas a partir de plantas se lleva a cabo de diversas formas.
Calentando la planta entera o una parte de ella en agua o alcohol para usarla después en la aplicación
de sus friegas. Ingiriendo determinadas partes de la planta, como hojas, las flores o las raíces o
realizando cortes para obtener los jugos de la planta.
Métodos de extracción:
A continuación, se muestran los métodos de extracción más usuales. De las plantas podemos extraer
las sustancias o sustancia activa, que sale de la droga. Entendemos por droga la materia prima de
origen biológico que directa o indirectamente sirven para la elaboración de medicamentos, y el
principio activo es la sustancia responsable de la actividad farmacológica de la droga.
CFGM TÉCNICO EN FARMACIA Y PARAFARMACIA OPERACIONES BÁSICAS DE LABORATORIO
13
CFGM TÉCNICO EN FARMACIA Y PARAFARMACIA OPERACIONES BÁSICAS DE LABORATORIO
14
6. LA CROMATOGRAFÍA
La cromatografía engloba un conjunto de técnicas de análisis que se emplean para separar los
componentes de una mezcla según su distribución entre una fase fija y otra móvil.
La fase móvil o eluyente consiste en un fluido, gas o líquido, que arrastra a la muestra cuyos
componentes queremos separara a través de una fase fija.
La fase fija o estacionaria es una sustancia sólida o líquida que retiene en distinta proporción cada
componente de la muestra y puede ir empaquetando en una columna, extendida en una placa, etc.
La capacidad de la cromatografía para separar los componentes de la mezcla se denomina poder de
resolución.
En la tabla se muestran los tipos de cromatografía más comunes, pero existen otros métodos para
observar cantidad de fármacos en sangre, por ejemplo. Existe la cromatografía en capa en columna,
HPLC y la cromatografía de gases, se emplea con sustancias volátiles cuyo punto de ebullición es
inferior a 400ºC.
Cromatografía simple.
CFGM TÉCNICO EN FARMACIA Y PARAFARMACIA OPERACIONES BÁSICAS DE LABORATORIO
15
CFGM TÉCNICO EN FARMACIA Y PARAFARMACIA OPERACIONES BÁSICAS DE LABORATORIO
16