Miscele eutettiche: applicazioni

Le miscele eutettiche sono definite come miscele costituite da due o più componenti che non interagiscono tra loro per formare un composto che, in certi rapporti, inibisce il processo di critallizzazione dando luogo a un sistema che ha una temperatura di fusione inferiore a quella di ciascuno dei suoi componenti.

Questo fenomeno si può spiegare considerando che la miscela di due polveri fa sì che venga reciprocamente ridotta la simmetria dei loro reticoli cristallini, con riduzione delle forze intermolecolari e conseguente abbassamento del punto di fusione.

La formazione di una miscela eutettica è disciplinata da alcuni fattori. I componenti devono essere miscibili allo stato liquido e quasi sempre immiscibili allo stato solido. Essi potrebbero presentare gruppi chimici che possono interagire per formare legami intramolecolari.

Usi nell’industria farmaceutica

Lo studio delle miscele eutettiche trova largo impiego nell’industria farmaceutica nella formulazione di preparazioni soprattutto per quanto attiene la compatibilità tra il principio attivo e gli eccipienti.

Nella produzione del farmaco è infatti necessario anticipare la formazione dell’eutettico. Ad esempio onde evitare che, durante il processo di compattazione delle compresse si possa verificare la fusione della polvere compatta, è necessario valutare i punti eutettici dei componenti della polvere.

Nell’ambito delle ricerche in campo chimico sono  studiati i solventi a eutettico profondo detti DES. Essi sono costituiti da due o più componenti in grado di legarsi tra loro in genere tramite legame a idrogeno per formare una miscela eutettica.

Questo tipo di solventi hanno un ruolo importante nell’ambito della Green Chemistry . Essi rispondono ai criteri per essere inseriti nei composti utilizzabili nell’ambito della chimica sostenibile ovvero:

  • assenza di tossicità
  • disponibilità
  • possibilità di essere riciclati e basso costo.

Uno dei più diffusi componenti di solventi a eutettico profondo è il cloruro di colina, sale di ammonio quaternario, avente formula [(CH3)3N+(CH2)2OH] Cl. Esso è economico, biodegradabile e non tossico che viene unito a sostanze capaci di formare legami a idrogeno come urea, acido ossalico, acido citrico o glicerolo.

I DES sono costituiti in generale da due solidi in grado di formare una fase liquida. Questa è caratterizzata da una temperatura di congelamento minore rispetto a quella dei componenti.

Ad esempio quando sono mescolati il cloruro di colina e l’urea in rapporto molare 1:2 la temperatura di congelamento dell’eutettico è di 12°C. Quella del cloruro di colina che è di 302°C e dell’urea che è di 133°C.

L’elevato abbassamento del punto di fusione è dovuto all’interazione dello ione cloruro con l’urea.

I DES, particolarmente utilizzati nell’ambito delle sintesi organiche, non richiedono, rispetto ai solventi organici tradizionali operazioni di purificazione e sono riciclabili.

Le conoscenze della Chimica Fisica possono quindi essere sfruttate sia per ottimizzare processi produttivi che per minimizzare l’impatto ambientale di processi industriali.

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