Vitae (Sep 2009)
VOLUMETRIC PROPERTIES OF THE PHARMACEUTICAL MODEL COSOLVENT SYSTEM 1,4-DIOXANE + WATER AT SEVERAL TEMPERATURES ESTUDIO DE ALGUNAS PROPIEDADES VOLUMÉTRICAS DEL SISTEMA MODELO COSOLVENTE FARMACÉUTICO 1,4-DIOXANO + AGUA A VARIAS TEMPERATURAS
Abstract
Although the cosolvent system 1,4-dioxane + water is poisonous, it is widely used in the pharmaceutical sciences as a versatile model for studying drug solubility and some other relevant physicochemical properties in the design of homogeneous dosage forms. For this reason, the excess molar volumes and partial molar volumes of components are investigated from density measurements of the entire range of mass fractions for the 1,4-dioxane + water system at 293.15 K; 298.15 K; 303.15 K; 308.15 K and 313.15 K. The results of excess molar volumes are fitted by Redlich-Kister equation using third degree polynomials and compared with those of literature for other systems. The system exhibits large negative excess volumes (up to - 0.71 cm³ mol-1) probably due to increased interactions like hydrogen bonding between unlike molecules or very large differences in the molar volumes of pure components. The effect of temperature on the different volumetric properties studied is also analyzed. Besides, the volume thermal expansion coefficients are also calculated founding values varying from 2.50 x 10-4 K-1 for pure water up to 1.06 x 10-3 K-1 for pure 1,4-dioxane at 298.15 K.Aunque el sistema cosolvente 1,4-dioxano + agua es tóxico, este ha sido ampliamente utilizado en las ciencias farmacéuticas como un modelo versátil en el estudio de la solubilidad de fármacos y de otras propiedades fisicoquímicas de interés en el diseño de formulaciones líquidas homogéneas puesto que cubre un amplio espectro de polaridades. Por esta razón, en este trabajo se calculan los volúmenes molares de exceso y molares parciales a partir de medidas de densidad en el sistema 1,4-dioxano + agua en todo el intervalo de composición a 293,15 K; 298,15 K; 303,15 K; 308,15 K y 313,15 K. Los resultados de volumen molar de exceso son modelados de acuerdo a la ecuación de Redlich-Kister usando polinomios regulares de tercer grado y comparados con otros presentados en la literatura para otros sistemas. El sistema estudiado presenta volúmenes de exceso altamente negativos (hasta - 0,71 cm³ mol-1) probablemente debido a las fuertes interacciones por unión de hidrógeno entre las moléculas de los dos compuestos y a la gran diferencia en los volúmenes molares de los dos componentes puros. También se analiza el efecto de la temperatura sobre las diferentes propiedades volumétricas estudiadas. Así mismo se calculan los coeficientes térmicos de expansión volumétrica encontrado valores desde 2,50 x 10-4 K-1 para el agua pura hasta 1,06 x 10-3 K-1 para el 1,4-dioxano puro a 298,15 K.
