Clara María Mejía Doria. Química UQ; M.Sc. UTP 2012

Vivimos en un mundo de mezclas (el aire, el agua de mar, la sangre, el acero, el cemento, un anillo de 18 quilates, etc)

Muy pocos materiales que encontramos en la vida diaria son sustancias puras, o sea como dijimos anteriormente, la materia se nos presenta como mezclas.

INTRODUCCIÓN

Virtualmente todas las reacciones químicas observadas en el laboratorio y en sistemas vivos se llevan a cabo en disolución acuosa. Esto ocasiona un cambio en su sistema.

Las proporciones en que se unen no son al azar, por lo que se deben entender los términos que se utilizan para describir las disoluciones.

INTRODUCCIÓN

Disolución: Es una mezcla uniforme de partículas, cuyo tamaño es atómico, iónico o molecular. Se necesita un mínimo de dos sustancias para tener una disolución. Una de ellas es el solvente y las demás serán el o los solutos.

• Soluto: Es la o las sustancias que se disuelven en el solvente. Puede ser un líquido, un gas, o un sólido.

• Solvente (disolvente): Es el medio en el cual se mezclan o disuelven las otras sustancias. Generalmente es un líquido como el agua.

DEFINICIONES

SOLUTO DISOLVENTE+

DISOLUCIÓN

COMPONENTES DE UNA DISOLUCIÓN

La concentración de una solución es la relación de la cantidad de soluto en alguna unidad dada de solución.

Principales unidades de concentración:

a) Molaridad (M) moles/litro

b) Normalidad (N) equivalentes/litro

c) Porcentaje (%) gramos/dL

d) Molalidad (m) moles/kg (de disolvente)

CONCENTRACIÓN

El número de moles por cada 1000 mL (1 litro), de SOLUCIÓN. • Moles: Unidad del Sistema Internacional para cantidades de sustancias químicas puras y es igual al peso de fórmula de la sustancia en gramos.

Es decir, 1 mol de cualquier sustancia es igual a su peso molecular expresado en gramos.

MOLARIDAD

• Por ejemplo:

Se necesita una solución a una concentración de 1 molar de NaOH, primero, necesitamos conocer su peso molecular. Calcularlo:

Na = 23 O = 16 H = 1

Si a esos 40 le agregamos “gramos” y lo disolvemos en solvente suficiente para llevarlo a 1 litro de solución, obtenemos una solución 1 molar.

Pero hay que tener en cuenta lo siguiente:

• Primero, se calcula la sustancia (gramos) y junto con el solvente se afora hasta 1 litro de solución.

• Segundo, es importantísimo, colocar en sitios respectivos las unidades de volumen, peso y por supuesto molaridad, al hacer los cálculos.

Otro ejemplo:Si queremos preparar 500 mL de una solución de NaCl 0.1 molar ¿cuántos gramos necesitamos?

1 mol de NaCl = 58.45 g0.1 mol de NaCl = ? 0.1 mol de NaCl = 5.845 g

5.845 gramos está bien, si fuera 1 litro de solución, pero ¿qué pasa en 500 ml?

Es la medida de concentración que se expresa en equivalentes por litro.

Un equivalente puede definirse como el número de moles “reactivos” en un compuesto (sinónimos: equivalente gramo, equivalente químico, peso equivalente) .

Un equivalente puede reaccionar o tomar el lugar de un mol de iones hidrógeno.

NORMALIDAD

•Por ejemplos

HCl1 M de HCl = 1 N de HCl, porque un mol de HCl por litro proporciona 1 mol de iones hidrógeno por litro, lo cual es lo mismo que un equivalente por litro. 1 mol de HCl, nos da un mol de unidades reactivas (los iones Hidrógeno)

H2SO4

1 mol de ác. sulfúrico = 2 N de ác. Sulfúrico, porque 1 mol proporciona 2 equivalentes de iones hidrógeno por litro.

CaCl2

1 M de CaCl2 = 2 N, porque el cloruro de calcio se disocia para dar dos moles de iones cloruro, los cuales reaccionarán con dos moles de iones hidrógeno.

PROBLEMA

¿Cuántos gramos se necesitan para preparar una solución 1.5 N de NaOH?

1. Calcular el peso molecular

2. Calcular el peso equivalente o N° Eq-g

3. Establecer la relación según el volumen requerido

Peso molecular: 40

• Peso equivalente: 40/140 g -------- 1 N X --------- 1.5 N X= 60g

¿Y si sólo se necesita 1 mL?

Entonces tendríamos: 60 g ------ 1000 mLX ------ 1 mL

O, 60 g ------- 1 LX ------- .001L

Por lo tanto X = 0.06 g (¿cuántos mg sería esto?)

Se tienen 2 gramos de NaCl en 250 mL de solución. Determine la normalidad de la disolución.

Hallar el PMNaCl: Na = 23 Cl = 35.5

Es una sal, la cantidad de equivalentes que da cada mol dependerá de la carga positiva o negativa. El Na tiene +1.

Peq = PM/Eq o N° Eq-gNaCl = moles x E

N = ?

Es el número de moles de soluto por 1000 g (1 kg) del disolvente; es decir, una relación de moles de soluto a masa de disolvente.

Es muy importante no confundir molaridad con molalidad.

En este tipo de soluciones a diferencia de las soluciones molares, la cantidad de solvente siempre es la misma, independientemente de la cantidad de soluto.

MOLALIDAD

•Por ejemplo:

Una solución 0.02 m (molal) de sacarosa (C12H22O11 peso

molecular = 342g/mol) es la que se prepara disolviendo 0.02

moles de sacarosa (6.84 g) en 1000 g de agua; en cambio, una

solución 0.02 M (molar) de sacarosa es la que se prepara

disolviendo 0.02 moles de este soluto (6.84 g) en agua y

completando el volumen a 1000 mL.

Son soluciones cuya medida es la cantidad de mililitros o gramos referidos a 100 mL de solución.

Ejemplo: Una solución al 10% (de lo que sea) contendrá 10 g o 10 mL de soluto, aforados a 100 mL de solución.

SOLUCIONES PORCENTUALES

•Por ejemplo:

Para preparar una solución al 25%, entonces pesaremos 25 g de la sustancia o mediremos 25 mL y se aforan hasta 100 mL.

Y si se necesitan 34.5 mL ¿cuáles cálculos son pertinentes?

SOLUCIÓN SATURADA: Solución que contiene la máxima cantidad de soluto que el solvente puede disolver a esa presión y esa temperatura. Si se le agrega más soluto no lo disuelve: si es un sólido en un solvente líquido, el exceso precipita; si es un líquido en solvente líquido, el exceso queda separado del solvente por encima o por debajo según su densidad relativa; si es un gas en un solvente líquido, el exceso de soluto escapa en forma de burbujas. En una solución saturada de un sólido en un líquido, el proceso de disolución tiene la misma velocidad que el proceso de precipitación. Ej: a 0 °C 100 g de agua disuelven 37,5 g de NaCl, es decir, a la temperatura dada, una disolución que contengan 20g NaCl en 100g de agua, es no saturada.

SOLUCIÓN NO SATURADA: Solución que contiene una cantidad de soluto menor que la que el solvente puede disolver a esa presión y esa temperatura.

SOLUCION SOBRE SATURADA: representan un tipo de disolución inestable, ya que presenta disuelto más soluto que el permitido para la temperatura dada.Para preparar este tipo de disoluciones se agrega soluto en exceso, a elevada temperatura y luego se enfría el sistema lentamente. Estas soluciones son inestables, ya que al añadir un cristal muy pequeño del soluto, el exceso existente precipita; de igual manera sucede con un cambio brusco de temperatura.

Osmolalidad y osmolaridad son dos términos que se usan para expresar la concentración de solutos totales u OSMOLES de una solución. En la OSMOLALIDAD, la concentración queda expresada como:

Osmolalidad = osmoles por kilogramo de aguaSu unidad, en medicina: miliosmoles por kilogramo de agua (mOsm/kg)

En la OSMOLARIDAD, la concentración queda expresada como:

Osmolaridad = osmoles por litro de soluciónSu unidad, en medicina: miliosmoles por litro de solución (mOsm/L)

La osmolaridad plasmática es la concentración molar de todas las partículas osmóticamente activas en un litro de plasma. La osmolalidad plasmática es esta misma concentración pero referida a 1 kilogramo de agua. Osmolaridad y osmolalidad son más o menos equivalentes para las soluciones muy diluidas (en este caso 1 kg corresponde a 1 litro de disolución) lo que no es el caso del plasma, ya que 1 litro de plasma contiene 930 ml de agua (proteínas y lípidos ocupan el 7% del volumen plasmático).

En la práctica, se mide la osmolaridad con los osmómetros, que son instrumentos que miden el descenso del punto de congelación de una disolución. Esta propiedad coligativa varía de modo lineal con el número de moléculas disueltas con respecto al número de moléculas de agua contenida en el plasma o en la orina. Por lo tanto, los osmómetros de laboratorio permiten la medida de la osmolalidad, pero no de la osmolaridad (mal uso del término) y si se quiere obtener la osmolaridad hay que hacer un cálculo correctivo:

OSMOLARIDAD TOTAL = 2(Na+) + glicemia (mg%) + BUN (mg%)

18 2.8

OSMOLARIDAD EFECTIVA = 2 Na+(mmol/L) + glicemia(mg/dL)

18

Donde el factor 2 se debe a que se consideran los iones asociados al Na+ ( Cl- y HCO3-)

1 mOsmol de glucosa equivale a 180 mg/L = 18 mg/dL 1 mOsmol de nitrógeno ureico (NUS) equivale a 28 mg/L = 2.8 mg/dL, corresponde a la masa molecular de dos átomos de nitrógeno en la urea.

Los electrolitos Na+, Cl- y HCO3- contribuyen en mas del 92 % a la osmolaridad del

suero, el otro 8% corresponde a la glucosa, proteínas y la urea.

Los métodos de cálculo de la osmolalidad sólo son aproximados, por lo que en las situaciones complicadas no reemplazan a la medida directa con el osmómetro. Las fórmulas de cálculo más frecuentes en la literatura son las siguientes:

- Plasma (P-Osm)

-Orina (U-Osm)

Para el plasma, existen otras fórmulas de cálculo, implicando también potasio, calcio, magnesio e incluso factores de corrección en función de la hiperproteinemia o la hiperlipidemia que originan un descenso del agua plasmática. En la práctica estas fórmulas apenas se emplean.

Valores normales- osmolalidad plasmática = 280 a 295 mOsm/kg- osmolalidad urinaria = 50 a 1300 mOsm/kg

SOLUCIONES CRISTALOIDES

Son soluciones electrolíticas y/o azucaradas que permiten mantener el equilibrio hidroelectrolítico, expandir el volumen intravascular y en caso de contener azúcares aportar energía. Son fácil difusión a través de una membrana semipermeable.

Su capacidad de expandir volumen está relacionada de forma directa con las concentraciones de sodio. El % del volumen infundido de una solución cristaloide tarda como promedio unos minutos en abandonar el espacio intravascular.

Pueden ser hipo, iso o hipertónica

TIPOS DE SOLUCIONES, CARACTERÍSTICAS Y CLASIFICACIÓN

CRISTALOIDES HIPOTÓNICAS Salino al 0.45%: aporta la mitad del contenido de NaCl que la solución fisiológica. Ideal para el aporte de agua libre exenta de glucosa. Uso: hipernatremia CRISTALOIDES ISOTÓNICAS

Fisiológico al 0.9%: indicada para reponer líquidos y electrolitos especialmente en situaciones de pérdidas importantes de cloro (ej: estados hipereméticos). Debido a su elevado contenido en sodio y en cloro, su administración en exceso puede dar lugar a edemas y acidosis hiperclorémica por lo que no se indica de entrada en cardiópatas ni hipertensos.

Solución de ringer: parte del sodio del salino es sustituida por calcio y potasio. Su indicación principal radica en la reposición de pérdidas hidroelectrolíticas con depleción del espacio extravascular.

Solución de ringer lactato: contiene además lactato que tiene un efecto buffer ya, que primero es transformado en piruvato y luego en bicarbonato. Usar con precaución en pacientes con hepatopatía por riesgo de daño cerebral.

Solución glucosado 5%: sus indicaciones principales son como solución para mantener vía, en las deshidrataciones hipertónicas y para proporcionar energía durante un periodo corto de tiempo.

Glucosalino isotónico 1/3 y 1/5: eficaz como hidratante, para cubrir la demanda de agua y electrolitos.

CRISTALOIDES HIPERTÓNICAS

Solución salina hipertónica: se recomienda salino al 7.5%. Es aconsejable monitorizar los niveles de sodio plasmático y la osmolaridad para que no rebasen el dintel de 160 mEq/L y de 350 mOsm/L. Soluciones glucosadas al 10%, 20% y 40%: aportan energía y movilizan sodio desde la célula al espacio extracelular y potasio en sentido opuesto. La glucosa produciría una deshidratación celular, atrapando agua en el espacio intravascular.

Glucosado al 10%UsosDéficit calórico, desnutrición, coma hipoglicémico, edema cerebral y pulmonar.Contraindicación Diabetes

Glucosado al 20%UsosNutrición parenteral, hiperkalemia, coma hipoglicémico, edema cerebral y pulmonar.Contraindicación Diabetes, uso exclusivo por vía venosa central.

SOLUCIONES ALCALINIZANTES

Bicarbonato sódico 1 Molar y 1/6 Molar: indicadas en situaciones de acidosis metabólicas. Diferentes presentaciones:

1 amp 1 M = 10 ml = 10 mEq 1 Frasco 1 M = 100 ml = 100 mEq (1 ml = 1 mEq) 1 Frasco 1/6M = 250 ml = 41.5 mEq (6 ml = 1 mEq)

Indicaciones: Acidosis metabólica severa, pH < 7.10:

Déficit HCO3- = 0.3 x peso en Kg x (HCO3

- deseado – HCO3- actual)

Pasar en la primera hora 1/6 del déficit calculado y la mitad en las siguientes 12 horas. Hiperpotasemia severa (K > 7.5 mEq/l):

50-100 mEq en 30-60 min (1M) ó en 24 horas 500 ml a 1L de 1/6 M (80 a 160 mEq). PCR:

No indicado de inicio en maniobras de RCP avanzada. Considerar tras 3 ciclos de RCP en FV/TVSP y DEM.

SOLUCIONES ACIDIFICANTES

Cloruro amónico 1/6 M: solución isotónica. Se indica en la alcalosis hipoclorémica como por ejemplo los casos de alcalosis grave por vómitos no corregida con otro tipo de soluciones. La corrección de la alcalosis con cloruro amónico debe realizarse lentamente (infusión de 150 ml/h máximo) para evitar mioclonias, alteraciones del ritmo cardiaco y respiratorias. Está contraindicada en caso de insuficiencia renal y/o hepática.

SOLUCIONES COLOIDES

Son soluciones que contienen partículas de alto peso molecular en suspensión que no atraviesa las membranas capilares, por lo que actúan como expansores plasmáticos. Estas partículas aumentan la osmolaridad plasmática por lo que se retiene agua en el espacio intravascular. Los efectos hemodinámicos son más duraderos y rápidos que los de las soluciones cristaloides.

Están indicadas en caso de sangrado activo, pérdidas proteicas importantes o bien cuando el uso de soluciones cristaloides no consigue una expansión plasmática adecuada. En situaciones de hipovolemia suelen asociarse a los cristaloides en una proporción aproximada de tres unidades de cristaloides por una de coloide.

COLOIDES NATURALES Albúmina:

Proteína oncóticamente activa, cada gramo de albúmina es capaz de fijar 18 ml de agua libre en el espacio intravascular. Diferentes presentaciones (5%, 20% y 25%). Las soluciones de albúmina contiene citrato, que tiene la capacidad de captar calcio sérico y dar lugar a hipocalcemia con el consiguiente riesgo de alteración de la función cardíaca y renal. La alteración de la agregabilidad plaquetaria y la dilución de los factores de la coagulación aumentan el riesgo de sangrado. A pesar de ser sometida a un proceso de pasteurización que logra destruir el VIH, VHA, VHB, BHC pueden ser portadoras de pirógenos y bacterias constituyendo un riesgo de infección. Así mismo pueden formarse polímeros de albúmina muy alergénicos. Por todo ello se prefiere el uso de coloides artificiales, más baratos e igual de potentes oncóticamente donde estos riesgos están minimizados, reservándose su uso a estados edematosos severos y en paracentesis de evacuación (10 g albúmina por cada litro evacuado)

Dextranos (hiperosmolares): Polisacáridos de síntesis bacteriana. Dos tipos: dextrano 40 o Rheomacrodex (soluciones al 6% con glucosa o salino) y el dextrano 70 o Macrodex (6 g de dextrano 70,000 U en solución de cloruro de sodio al 0,9 %). La dosis máxima de infusión es de 15 mg/kg/día (1000 ml/día). Deben ser administrados con soluciones cristaloides. Efectos secundarios: riesgo anafilaxia, fallo renal, errores en la medición de la glucemia y falso tiraje del grupo sanguíneo.

COLOIDES ARTIFICIALES

Hidroxietilalmidón (HEA) Moléculas de diferente peso molecular obtenidas del almidón de maíz. Se comercializan en soluciones al 6% en solución fisiológica (Estéril 6% y Elohes 6%). No alteran la hemostasia ni se acumulan en tejidos a las dosis recomendadas de 20 ml/kg/día. Menos alergenizantes en comparación con los coloides habituales. Las propiedades expansoras del HEA son similares a las de las soluciones de albúmina al 5%, variando el tiempo de eficacia volémica sostenidad del coloide en plasma según las propiedades fisicoquímicas de la molécula comercializada (de 6 horas para Estéril y 12 horas para Elohes).

Derivados de la gelatina Polipéptidos de mayor poder expansor que la albúmina y con una eficiencia volémica sostenida de 1-2 horas. El más usado es el Hemocé que ha sido sustituido por gelafundina con menor contenido en Na, K y calcio (mejoría en caso de insuficiencia renal).

ManitolDiurético osmótico que favorece el paso de agua desde el tejido cerebral al espacio vascular. Sus efectos aparecen en 15 min y duran varias horas. Presentación: manitol 20% solución de 250 ml. Indicación: hipertensión intracraneal a dosis de 259 ml en 30 min. Precauciones: vigilar Na, K, glucemia, TA, osmolaridad, FC y diuresis. Contraindicado en el shock hipovolémico.

FLUIDOS Na+ K+ Cl- Ca+2 Lact. G Prots Osm kCal

Glucosado 5% 5 278 200SSF 0.9% 154 154 308 Hiposalino 0.45% 765 76.5 153 Glucosalino 51.3 51.3 33 2.86 132Ringer Lactato 129 4 11 1.8 27 2.73 Glucosado 10% 10 555 400Hemocé 145 5.1 145 125 4 Elhoes Bicarbonato Sódico 1M Bicarbonato Sódico 1/6M Manitol

Salino Hipertónico 3% 513 513 1026

Salino Hipertónico 7.5% 1283 1283 2567

COMPOSICIÓN DE LOS FLUIDOS IV MÁS UTILIZADOS

Iones en mEq/L; G y Proteínas en g/L; Osmolaridad en mOsm/mL

EQUIVALENCIAS A CONOCER

Para un adecuado manejo de fármacos en perfusión es preciso conocer las sigtes equivalencias: 1 mL = 20 gotas (gt) = 60 microgotas (mcgt) 1 gt = 3 mcgt=0,05 mL 1 mcgt/min = 1 mL/h 1 mL/h = gotas/min x3

FÓRMULAS DE INTERÉS EN FLUIDOTERAPIA

Osmolaridad = 2 x (Na+ + K+) + (glucemia / 18) + (urea / 2,8) Déficit de Agua = 0,6 x peso (Kg) x (1 - [Na+ deseado / Na+ actual]) Déficit de Na+ = 0,6 % x peso (Kg) x (Na+ deseado - Na+ actual) Déficit de HCO3

- = 0,3 x peso (Kg) x (HCO3- deseado - HCO3

- actual) ANION GAP = Na+ - (Cl- + HCO3

-) (VN: 8 - 14 mEq / litro) Aclaramiento de Creatinina (Ccr) = (140 - edad) x peso Kg / crp x 72 (Crp: creatinina plasmática) En mujeres multiplicar resultado x 0,85 Fracción de Excreción de Sodio (EF Na) = [Na (o) x Cr (P) /Na (P) x Cr (o)] x 100

SOLUCIONES

SOLUCIÓN CONTENIDO ACCIÓN USO VENTAJAS DESVENTAJAS

Coloide Partículas en suspensión de alto peso molecular

Expansores plasmáticos

Hipovolemia grave

Efectos hemodinámicos más rápidos y duraderos que los de las soluciones cristaloides

No coloides

AguaElectrolitosAzúcares

Expanden el volumen plasmático

Prevenir o tratar el déficit de electrolitos

Vehículo para la perfusión de fármacos Edema

SOLUCIONES Soluciones coloides - Colides naturales * Sangre y derivados

- Coloides artificiales * Dextranos * Hidroxietilalmidón

Soluciones no coloides - Electrolíticas * Suero fisiológico Cristaloides * Suero hiposalino

* Suero salino hipertónico

* Suero glucosalino * Solución Ringer lactato * Otros preparados

- No electrolíticas * Dextrosa 5%

SOLUCIONESSOLUCIÓN mOsm/L ACCIÓN EN

LA CELULAEJEMPLO

Isotónica 280 mOsm/L No se encogerá ni se hinchará

-Cloruro sódico al 0.9%

-Solución de glucosa al 5%

Hipotónica menos de 280 mOsm/L Se hinchará

Cloruro sódico con concentraciones inferiores al 0.9%

Hipertónica 280 mOsm/L encogerán Cloruro sódico a una concentración mayor a 0.9%