Glosario

Propiedades fisicoquímicas

Las propiedades fisicoquímicas hacen referencia a las características físicas y químicas de una sustancia que definen su comportamiento en diferentes condiciones. Estas propiedades son el resultado de la estructura molecular y la composición de la sustancia y son fundamentales para determinar sus interacciones, estabilidad y funcionalidad en diversas aplicaciones. En el contexto de la ciencia de los materiales, los productos farmacéuticos, la química y muchos otros campos, analizar y comprender las propiedades fisicoquímicas es crucial para predecir el rendimiento, el procesamiento y la idoneidad para el uso previsto.

Las propiedades físicas pueden influir en la forma y textura de una sustancia, y en cómo responde a los cambios de temperatura, presión y otros factores ambientales. Incluyen características como el Temperaturas y entalpías de fusiónLa entalpía de fusión de una sustancia, también conocida como calor latente, es una medida del aporte de energía, normalmente calor, que es necesario para convertir una sustancia del estado sólido al líquido. El punto de fusión de una sustancia es la temperatura a la que cambia de estado sólido (cristalino) a líquido (fusión isotrópica).punto de fusión, el punto de ebullición, el PolimorfismoEl polimorfismo es la capacidad de un material sólido de formar diferentes estructuras cristalinas (sinónimos: formas, modificaciones).polimorfismo, la solubilidad, la DensidadLa densidad de masa se define como la relación entre la masa y el volumen. densidad, la viscosidad y el tamaño de las partículas.
Las propiedades químicas están relacionadas con la reactividad de una sustancia con otras sustancias químicas. Incluyen propiedades como el pH, la estabilidad química, el potencial de OxidaciónLa oxidación puede describir diferentes procesos en el contexto del análisis térmico.oxidación-reducción y el potencial de reacciones químicas como la hidrólisis, la polimerización o la degradación.
Las propiedades térmicas incluyen la Capacidad calorífica específica (cp)La capacidad calorífica es una magnitud física específica de un material, determinada por la cantidad de calor suministrada a la probeta, dividida por el aumento de temperatura resultante. La capacidad calorífica específica está relacionada con una unidad de masa de la muestra.capacidad calorífica específica, la Conductividad térmicaLa conductividad térmica (λ con la unidad W/(m-K)) describe el transporte de energía -en forma de calor- a través de un cuerpo de masa como resultado de un gradiente de temperatura (véase la fig. 1). Según la segunda ley de la termodinámica, el calor siempre fluye en la dirección de la temperatura más baja.conductividad térmica, la expansión térmica y la temperatura de transición vítrea. Estas propiedades determinan cómo una sustancia absorbe y transfiere el calor, y cómo se expande o contrae con los cambios de temperatura.
Las propiedades mecánicas son relevantes en la ciencia y la ingeniería de materiales e incluyen la dureza, la resistencia a la tracción, la elasticidad y la fragilidad. Estas propiedades definen cómo se comporta un material bajo diversas formas de tensión mecánica.

La evaluación de las propiedades fisicoquímicas de las sustancias requiere una combinación de conocimientos teóricos y técnicas analíticas como la calorimetría diferencial de barrido (DSC), el análisis termogravimétrico (TGA) y la reología.

Diversas normas y directrices, según el campo y la aplicación, regulan la evaluación de las propiedades fisicoquímicas de los materiales. En la ciencia de los materiales y los estudios medioambientales, las normas de organizaciones como ASTM International e ISO proporcionan metodologías para probar y evaluar estas propiedades. En la industria farmacéutica, directrices como las del Consejo Internacional de Armonización (ICH), en particular ICH Q6A, esbozan los estudios necesarios para caracterizar las propiedades fisicoquímicas de las sustancias farmacológicas; ICH Q2A (R2), por su parte, ofrece orientación sobre la calificación de impurezas en nuevas sustancias farmacológicas. Las metodologías y la instrumentación que deben utilizarse para la caracterización de las sustancias farmacéuticas también se describen en los capítulos generales de las distintas farmacopeas.

Tabla 1: Análisis térmico aplicado en la caracterización fisicoquímica

	Propiedad	DSC	TGA	TMA	Reología
Propiedades físicas	Punto de fusión	x			x
	Temperatura de transición vítrea	x		x	x
	PolimorfismoEl polimorfismo es la capacidad de un material sólido de formar diferentes estructuras cristalinas (sinónimos: formas, modificaciones).Polimorfismo	x		x
	Solubilidad ideal	x
	Higroscopicidad		x
	Viscosidad				x
	Propiedades viscoelásticas				x
Propiedades químicas	Estabilidad térmicaUn material es térmicamente estable si no se descompone bajo la influencia de la temperatura. Una forma de determinar la estabilidad térmica de una sustancia es utilizar un TGA (analizador termogravimétrico). Estabilidad térmica		x
	Estabilidad oxidativa		x
	Inicio de la Reacción de descomposiciónUna reacción de descomposición es una reacción inducida térmicamente de un compuesto químico que forma productos sólidos y/o gaseosos. descomposición	x	x
Propiedades termomecánicas	Entalpía de fusión	x
	Capacidad calorífica específica (cp)La capacidad calorífica es una magnitud física específica de un material, determinada por la cantidad de calor suministrada a la probeta, dividida por el aumento de temperatura resultante. La capacidad calorífica específica está relacionada con una unidad de masa de la muestra.Capacidad calorífica específica	x
	Dilatación térmica lineal			x
	Coeficiente de dilatación térmica			x
	Puntos de reblandecimiento dilatométricos			x
	Expansión volumétricaEl volumen de un gas, un sólido o un líquido cambia si cambian la temperatura, la presión o las fuerzas que actúan sobre ese gas/sólido/líquido. En el caso del análisis térmico, nos fijamos en los cambios dependientes de la temperatura.Expansión volumétrica			x
	Cambios de DensidadLa densidad de masa se define como la relación entre la masa y el volumen. densidad			x
	Delaminación			x
	Fases y cinética de la contracción			x