Uma formulação é essencialmente uma mistura multicomponente. A quantidade relativa de uma substância em um sistema multicomponente representa sua concentração. Pode ser a concentração de um fármaco dissolvido em uma solução, um fármaco suspenso em uma suspensão ou um pó de fármaco em um triturado de pós sólidos.
A expressão da concentração, sua relação com as quantidades totais e os cálculos envolvendo mudanças na concentração ou quantidade total são parte essencial da prática farmacêutica. Este material discute as formas comuns de expressar as concentrações, seus princípios básicos e os cálculos envolvendo quantidades de drogas em tais preparações.
Soluções de percentagem
As concentrações dos ingredientes em uma fórmula geralmente são representadas como uma percentagem (%). A percentagem representa partes de 100 (cent). Em preparações líquidas, os valores percentuais podem representar % peso/peso (% p/p, por exemplo, 2 g de sólido em 100 g de líquido = 2% p/p), % peso/volume (% p/v, por exemplo, 2 g de sólido em 100 mL de líquido = 2% p/v), ou % volume/volume (% v/v, por exemplo, 2 mL de líquido A em 100 mL de líquido B = 2% v/v de líquido A).
Cálculos para a quantidade exata de um ingrediente a ser usado em uma formulação quando a composição percentual da fórmula é conhecida podem ser feitos usando razão e proporção. Assim, para dispensar 240 mL de uma solução a 10% p/v de um fármaco, a quantidade necessária de fármaco pode ser calculada como:
10g/100mL= Xg/240mL, portanto Xg = 10g x 240 mL /100 mL = 24 g
Concentrações baseadas em moles e equivalentes
Pesos moleculares ou moles de um composto são mais úteis para cálculos quando dois ou mais compostos químicos devem ser comparados para um determinado atributo. Assim, durante a descoberta de drogas, as potências relativas de diferentes compostos são comparadas em uma base molar.
Os conceitos de concentração de compostos em solução são baseados em seus pesos moleculares ou equivalentes, que podem ser definidos da seguinte forma:
O peso molecular de um composto representa o peso de um mol de um composto, em gramas. Assim, 1 mol de glicose é 180,16 g de glicose. A massa molar da glicose é assim representada como 180,16 g/mol.
Um peso equivalente de um composto representa seu peso molecular dividido pelo número de valência ou cargas iônicas em solução. Leva em consideração a atividade química de um eletrólito. Um equivalente (abreviação: Eq), em gramas, de um composto representa 1 mol de composto em gramas dividido por sua valência. Assim, o peso molecular dos íons Mg2+ é de 24,3 g, indicando que 24,3 g de íons Mg2+ representam 1 mol de Mg2+. Por outro lado, o peso equivalente dos íons Mg2+ é 24,3/2 = 12,15 g, pois há duas cargas nos íons Mg2+. Assim, quando usado para cálculos de neutralização de carga, 1 mol ou peso molecular de íons Mg2+ representa dois equivalentes.
As soluções de eletrólitos são frequentemente preparadas em termos de molaridade, molalidade e normalidade.
Molaridade (abreviação: M) é definida como moles de soluto por litro de solução. Portanto, 1 M de solução de ácido sulfúrico representa 98 g (peso molecular) de H2SO4 dissolvido em 1 L de solução.
A normalidade (abreviação: N) representa o peso equivalente em gramas de soluto por litro de solução. A diferença entre molaridade e normalidade é representativa da diferença entre moles e equivalentes de um composto. Assim, 1 N de solução de ácido sulfúrico representa 49 g (peso equivalente) de H2SO4 dissolvido em 1 L de solução. O peso equivalente de H2SO4 é metade de seu peso molecular, uma vez que H2SO4 é um ácido diprótico (ou seja, dissocia-se para liberar íons 2 H+ em solução).
Molalidade (abreviação: m) é um termo usado com menos frequência que representa o número de moles de soluto por quilograma de solvente.
Formalidade (abreviação: F) é outro termo usado com menos frequência que representa o peso da fórmula de um composto em 1 L de solução. Difere da molaridade por indicar a quantidade de soluto adicionada à solução, mas não considera a natureza das espécies químicas que realmente existem na solução. Por exemplo, quando 1 mol de carbonato de sódio (Na2CO3) ou bicarbonato de sódio (NaHCO3) é dissolvido em um total de 1 L de uma solução ácida de ácido clorídrico (HCl), a concentração de Na2CO3 ou NaHCO3 pode ser representada como 1 F (indica a quantidade adicionada) mas não como 1 M (indica a quantidade em solução) – embora quantitativamente seriam iguais – pois o composto reage com o ácido na solução e não permanece como a mesma espécie que foi adicionada.
A quantidade de um soluto também pode ser representada como sua fração molar. A fração molar de um soluto é o número de moles de soluto como uma proporção do número total de moles (de soluto + solvente) em uma solução. Por exemplo, uma fração molar de 0,2 indica 2 moles de soluto dissolvidos em 8 moles de solvente. A fração molar é uma quantidade adimensional. A fração molar é frequentemente usada para representar a quantidade relativa de dois solutos diferentes em um sistema.
Concentrações e quantidades podem ser representadas em frações usando os prefixos usados no sistema métrico de medida. Assim, 1 mEq é um miliequivalente de um soluto, representando assim 1/1.000 de um peso equivalente do soluto. Da mesma forma, 1 μM representaria 1 micromolar, ou 1/1.000.000 de concentração molar (1 mol/L) de um soluto.
Concentrações de partes por unidade
As concentrações de partes por unidade são comumente expressas para concentrações muito baixas de solutos. As partes comumente usadas por concentrações unitárias são as seguintes:
Partes por milhão (ppm) representa 1 parte de uma substância em 1 milhão (106) partes da mistura total. Partes por milhão (ppm) é adimensional, pois as partes da substância e da mistura total são representadas nas mesmas unidades. Além disso, esta medida é aplicável tanto a soluções quanto a sólidos. Assim, 1 ppm de NaCl em um pó sólido pode representar 1 μg/g ou 1 mg/kg de NaCl. Além disso, 1 ppm de solução de NaCl pode representar 1 μL/L de NaCl em água.
Partes por bilhão (ppb) representa 1 parte de uma substância em 1 bilhão (109) partes da mistura total. Semelhante ao ppm, é adimensional e não representa um estado (sólido ou líquido) da substância.
Outras medidas de peças por unidade menos comumente usadas são peças por
mil, partes por trilhão (ppt, 1 em 1012) e partes por quatrilhão (ppq, 1 em 1015).
Diluição de soluções de estoque
Uma solução estoque é uma solução concentrada de uma substância que pode ser diluída para uma concentração mais baixa desejada adicionando o solvente imediatamente antes do uso ou distribuição. As soluções de estoque são frequentemente usadas na dispensação de farmácias para aumentar a eficiência, facilidade e precisão da dispensação, bem como as vantagens de espaço e custo com o transporte e armazenamento de soluções concentradas de menor volume.
Um cálculo comum necessário para a diluição de uma solução mãe concentrada para uma concentração desejada é a quantidade de solvente necessária para atingir a concentração desejada. Isso pode ser derivado da fórmula para concentração (c) com base no volume (v) da solução e no peso (w) da substância.
c (em g/mL) = m (g) / v (mL)
Portanto, se a solução estoque fosse designada pelo subscrito “1” e a solução final a ser preparada pelo subscrito “2”,
c1/c2 = (m1/v1) / (m2/v2)= (m1/v2)x(v2/m2)
Como é o mesmo peso do soluto que seria transferido da solução estoque para a solução diluída final,
w1 = w2, portanto, c1 × v1 = c2 × v2
Esta fórmula pode ser usada para calcular o volume de solvente necessário para fazer uma solução diluída. Por exemplo, para diluir uma solução estoque de 50% p/v para fazer 200 mL de uma solução de 5% p/v, c1 = 50, c2 = 5 e v2 = 200.
v1 = (c2 x v 2) / c1 = 5 x 200 / 50 = 20 mL
Portanto, a quantidade de solução estoque necessária = 20 mL e a quantidade de solvente necessária = 200 − 20 = 180 mL para perfazer um total de 200 mL da solução diluída.
As medições também podem ser realizadas em peso e não em volume para o estoque e as soluções diluídas. Por isso,
c1 × w1 = c2 × w2
