Determinación del punto de fusión en farmacias, industria y laboratorios
La determinación del punto de fusión es uno de los métodos analíticos más antiguos y fiables. Indica con precisión a qué temperatura una sustancia pasa del estado sólido al líquido. Y es que esta transformación cambia propiedades fundamentales como la densidad, la viscosidad o el comportamiento óptico.
Como parámetro específico de la sustancia, el punto de fusión es una característica clave de la calidad. Los métodos tradicionales de baño térmico utilizan recipientes de vidrio a temperatura controlada, pero presentan grandes variaciones y diferencias de temperatura de más de 1 °C entre el baño y la muestra.
Por eso, los sistemas modernos, como los dispositivos de medición Optronic de KRÜSS, apuestan por el método capilar abierto y por bloques calefactores metálicos de alta precisión. Además, el modelo M5000 aprovecha la variación de la transmitancia de la luz y ofrece resultados con reproducibilidad total de forma automática, con una resolución de 0,1 °C en el rango de 25 a 400 °C.
Para que las mediciones sean reproducibles, es importante entender las definiciones de la temperatura de fusión, el tipo de medición y los métodos utilizados.
Contenido
Punto de fusión frente a intervalo de fusión
Idealmente, las sustancias puras tienen un punto de fusión fijo. En la práctica, sin embargo, incluso las sustancias más puras tienen un intervalo de fusión. A esto hay que añadir la impureza, el tipo de muestra, los distintos métodos de preparación y análisis, así como los factores específicos de los instrumentos de medición. Todo ello influye en el valor medido. Un punto de fusión más bajo suele observarse con mezclas de varias sustancias.
Medición semiautomática y totalmente automática
Con nuestros dispositivos M3000 y M5000, las sustancias en polvo pueden analizarse de forma semiautomática o totalmente automática y con una velocidad de calentamiento regulada con precisión, aunque variable. Con el dispositivo M3000, la medición se realiza como una medición visual utilizando ópticas de observación. En el aparato M5000 se realiza una medición de la transmisión y el proceso de fusión se detecta de forma totalmente automática.
Método de convención de medición
Diferentes métodos de medición y formas de evaluación proporcionan diferentes temperaturas de fusión. Para que los valores de medición sean comparables, es importante indicar el método de medición. La determinación del punto de fusión, más conocida como la determinación de la temperatura de fusión, es un método convencional. Por tanto, está sujeta a acuerdos y reglas normativas.
Determinación de la temperatura de fusión
Método de medición: La muestra se coloca en capilares finos. La temperatura inicial debe ser aprox. 5°C inferior a la temperatura de fusión prevista, ya que la precarga térmica influye en el resultado (método de convención). Como norma, el análisis se realiza a una velocidad de calentamiento estándar de 1°C/minuto.
Si se calienta una muestra cristalina, la energía suministrada provoca cambios en las estructuras de la red cristalina. Los enlaces entre las partículas de la rejilla se aflojan y la sustancia, antes sólida, se funde.
Las sustancias cristalinas en polvo son opacas en estado cristalino y transparentes en estado líquido. Esta clara diferencia en las propiedades ópticas puede utilizarse para determinar el punto de fusión.
Las fases de un proceso de fusión
Dependiendo de la temperatura a la que se someta, un proceso de fusión suele tener tres fases:
- Descomposición – inicio de la licuefacción
- Punto de miniscos – Predomina la fase líquida
- Punto claro – los cristales están completamente fundidos, la sustancia está completamente presente como fase líquida.
¿Cuándo se alcanza la temperatura de fusión?
La USP(US Pharmacopeia) define la temperatura de fusión como el punto final de la fusión cuando todos los cristales se han fundido. Sin embargo, esto solo es válido si se puede realizar la medición de la temperatura en la muestra. Con los métodos modernos habituales, la temperatura de fusión puede determinarse con una precisión de unas décimas de grado, indirectamente a través del bloque calefactor.
Con nuestros dispositivos, el resultado puede leerse con una precisión de 0,3 – 0,5 °C (dependiendo del rango de medición). Sin embargo, dado que existe un gradiente de temperatura* entre el bloque calefactor y la muestra, se utiliza el punto minisco como temperatura de fusión, de acuerdo con la convención.
Un gradiente de temperatura describe la diferencia entre la temperatura del bloque calefactor y la de la muestra. Si la muestra comienza a fundirse, la temperatura de la muestra (no medible) permanece constante a pesar de que el bloque calefactor siga suministrando energía.
El gráfico lo muestra: La temperatura del bloque calefactor sigue aumentando en el proceso a 1 °C/min. Esta desviación debe tenerse en cuenta/corregirse al determinar el punto de fusión transparente. El modelo M5000 lo hace automáticamente. Para el dispositivo M3000 con óptica de observación, el punto de miniscusas suele definirse como el punto final.
Consejos de medición
Si es posible, utilice capilares originales. Nuestros capilares KSPS1010 tienen un diámetro exterior de 1,4 mm y un grosor de pared de entre 0,1 y 0,2 mm, por lo que cumplen totalmente con las normas habituales.
Los capilares inadecuados pueden romperse más rápidamente. Si los diámetros son demasiado pequeños, también se sugieren temperaturas de fusión bajas.
- Llenar los capilares hasta aproximadamente 4 mm. La compactación puede lograrse mediante golpeteo. Dependiendo del tipo de muestra, también se recomienda la compactación mediante alambre de apisonar.
Nota: Solo el material de muestra homogéneo, en forma de polvo y suficientemente compactado garantiza la reproducibilidad de las mediciones - Antes de introducirlo en el receptáculo de capilares, cada capilar debe limpiarse de cualquier sustancia adherida al exterior. Pueden quemarse en el horno y deteriorar el aspecto o contaminar el receptáculo capilar.
- Si es posible, inicie la medición 4-5°C por debajo del valor medido esperado. Las opciones de calentamiento rápido del aparato optimizan el tiempo de espera del usuario hasta alcanzar el valor inicial.
- Durante la medición, trabaja con una Velocidad de calentamiento constante de 1°C/min (velocidad de calentamiento estándar).
Si quieres acelerar los procesos (lo cual suele ir en detrimento de la precisión y la precisión), también puedes elegir otras velocidades de calentamiento diferentes a las indicadas.
Medición del punto de fusión prueba round robin
Preparación de muestras: medición del punto de fusión
Conservación de la muestra
La muestra debe guardarse en un lugar oscuro y seco, ya que la humedad puede reducir el punto de fusión; dependiendo de la sustancia, hay diferentes requisitos de secado. Te recomendamos que lo seques en un exsiccador al vacío con gel de sílice o que lo guardes durante 24 horas en una estantería de secado.
Tensión térmica previa
Si, en el caso de muestras desconocidas, el punto de inicio se elige demasiado bajo, la precarga térmica puede aumentar la incertidumbre de la medición; en estos casos, hay que repetir las mediciones y ir ajustando el punto de inicio poco a poco. Esto también se aplica en caso de desviaciones respecto a la velocidad de calentamiento estándar.
Antigüedad de la muestra
Que la muestra tenga la compactación y el tamaño de grano adecuados es fundamental para garantizar la reproducibilidad de las mediciones. Las muestras pueden envejecer, descomponerse, oxidarse o absorber humedad, lo que altera el punto de fusión. Es recomendable usar muestras que vengan con certificados, ya que en ellos se indica el plazo de uso una vez abierto el envase.
Campos de aplicación típicos
El punto de fusión es el parámetro térmico más frecuentemente determinado para caracterizar los sólidos cristalinos. La determinación del punto de fusión se utiliza en diversos sectores, tanto en la investigación como en el control de calidad.
El punto de fusión se mide a menudo para caracterizar compuestos cristalinos orgánicos e inorgánicos, así como para determinar su pureza. El punto de fusión suele ser también el punto de partida y el valor de referencia para los análisis posteriores.
Los dispositivos de medición del punto de fusión se utilizan en laboratorios de las industrias química, aceitera, de grasas y alimentaria, en hospitales, farmacias y centros de reconocimiento, así como en investigación y docencia.
No dudes en informarte: nuestra tabla, que puedes descargar, incluye las temperaturas de fusión de las sustancias descritas en las monografías de la Ph. Eur., el DAB y el DAC. Este resumen te sirve como guía general. Si quieres saber qué aparatos son los más adecuados, podemos comentarlo en una consulta personal.
Temperaturas de fusión (sistema DAC)
Normas y directrices
El artículo 6 del Reglamento de Funcionamiento de las Farmacias Alemanas (ApBetrO) establece que las farmacias deben acreditar su identidad cada vez que adquieran materias primas. La determinación de la temperatura de fusión es de gran importancia en este caso.
El modelo M5000 utiliza el método capilar abierto, que cumple plenamente con las especificaciones de la Farmacopea Alemana, la Farmacopea Europea (Pharmacopoea Europaea, Ph. Eur.) y la Farmacopea de Estados Unidos (United States Pharmacopeia, USP).
En la Farmacopea Europea se describe el método capilar abierto como procedimiento estandarizado para determinar el punto de fusión. En aproximadamente una cuarta parte de las monografías de la Farmacopea Europea (Ph. Eur. 4.00 y sus suplementos), la Farmacopea Alemana (DAB 2002) y el Código Alemán de Medicamentos (DAC), se utiliza como parte del análisis de identidad o para determinar las propiedades físicas de la sustancia.
Disponemos de normas y materiales de referencia ya preparados para cumplir los requisitos de verificabilidad y trazabilidad de los resultados. El uso de estos estándares proporciona resultados de análisis fiables y reduce el esfuerzo de su validación en el laboratorio.
Ph. Eur. 9.1 Medición del punto de fusión Comentario
Ajuste y calibración
Los aparatos para determinar la temperatura de fusión deben calibrarse periódicamente consustancias de referencia de punto de fusión, como las de la OMS u otras sustancias adecuadas.
Nuestros aparatos se ajustan y calibran en fábrica con sustancias de referencia de la OMS. También recomendamos nuestros estándares (vainillina, fenacetina, sulfanilamida, cafeína) para las pruebas rutinarias del usuario.
La calibración debe realizarse a intervalos regulares. En función de las necesidades, puede ser una vez al mes o una vez al año.
Si siguen apareciendo desviaciones incluso al repetir las mediciones, hay que hacer una ajustage. El usuario puede guiarlo a través del menú. En función del tipo de desviación, existen tres variantes de ajuste.
También ofrecemos ajustages y calibraciones posteriores como servicio, ya sea en nuestras instalaciones o en las del cliente.
No dudes en ponerte en contacto con nosotros si necesitas más asesoramiento.
Valores de las sustancias de referencia de la OMS
Cómo utilizarlo: vídeos prácticos de expertos
El M3000 te ayuda a aumentar la eficiencia: tres muestras a la vez, enfriamiento rápido y velocidades de calentamiento flexibles para una productividad máxima.
El M5000 marca la pauta: totalmente automático, de alta precisión hasta los 400 °C y con detección óptica inteligente. La medición de la transmisión garantiza resultados absolutamente fiables y objetivos con el mínimo esfuerzo.
https://www.youtube.com/watch?v=Byi5QG4j15M
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