Glossario

Proprietà fisico-chimiche

Le proprietà fisico-chimiche si riferiscono alle caratteristiche fisiche e chimiche di una sostanza che ne definiscono il comportamento in diverse condizioni. Queste proprietà derivano dalla struttura molecolare e dalla composizione della sostanza e sono fondamentali per determinarne le interazioni, la stabilità e la funzionalità in varie applicazioni. Nel contesto della scienza dei materiali, della farmaceutica, della chimica e di molti altri campi, l'analisi e la comprensione delle proprietà fisico-chimiche è fondamentale per la previsione delle prestazioni, della lavorazione e dell'idoneità all'uso previsto.

Le proprietà fisiche possono influenzare la forma e la consistenza di una sostanza e il modo in cui essa risponde alle variazioni di temperatura, pressione e altri fattori ambientali. Esse comprendono caratteristiche come il Temperature di fusione ed entalpieL'entalpia di fusione di una sostanza, nota anche come calore latente, è una misura dell'apporto di energia, tipicamente calore, necessario per convertire una sostanza dallo stato solido a quello liquido. Il punto di fusione di una sostanza è la temperatura alla quale essa cambia stato da solido (cristallino) a liquido (fusione isotropa).punto di fusione, il punto di ebollizione, il PolimorfismoIl polimorfismo è la capacità di un materiale solido di formare diverse strutture cristalline (sinonimi: forme, modificazioni).polimorfismo, la solubilità, la densità, la viscosità e la dimensione delle particelle.
Le proprietà chimiche sono legate alla reattività di una sostanza con altre sostanze chimiche. Comprendono proprietà come il pH, la stabilità chimica, il potenziale di ossidoriduzione e il potenziale di reazioni chimiche come idrolisi, Polimerizzazione (reazioni di reticolazione)Tradotto letteralmente, il termine "crosslinking" significa "reticolo incrociato". Nel contesto chimico, viene utilizzato per le reazioni in cui le molecole vengono collegate tra loro introducendo legami covalenti e formando reti tridimensionali. polimerizzazione o degradazione.
Le proprietà termiche comprendono la Capacità termica specifica (cp)La capacità termica è una grandezza fisica specifica del materiale, determinata dalla quantità di calore fornita al campione, divisa per l'aumento di temperatura risultante. La capacità termica specifica è correlata all'unità di massa del campione. capacità termica specifica, la Conduttività termicaLa conducibilità termica (λ con unità di misura W/(m-K)) descrive il trasporto di energia - sotto forma di calore - attraverso un corpo di massa come risultato di un gradiente di temperatura (vedi fig. 1). Secondo la seconda legge della termodinamica, il calore fluisce sempre nella direzione della temperatura più bassa.conduttività termica, l'espansione termica e la temperatura di transizione vetrosa. Queste proprietà determinano il modo in cui una sostanza assorbe e trasferisce il calore e come si espande o si contrae al variare della temperatura.
Le proprietà meccaniche sono importanti per la scienza e l'ingegneria dei materiali e comprendono la durezza, la resistenza alla trazione, l'elasticità e la fragilità. Queste proprietà definiscono il comportamento di un materiale sotto varie forme di Lo stressLa sollecitazione è definita come un livello di forza applicato su un campione con una sezione trasversale ben definita. (Sollecitazione = forza/area). I campioni con sezione trasversale circolare o rettangolare possono essere compressi o allungati. I materiali elastici come la gomma possono essere allungati fino a 5-10 volte la loro lunghezza originale.stress meccanico.

La valutazione delle proprietà fisico-chimiche delle sostanze richiede una combinazione di conoscenze teoriche e tecniche analitiche come la calorimetria differenziale a scansione (DSC), l'analisi termogravimetrica (TGA) e la reologia.

Diversi standard e linee guida, a seconda del campo e dell'applicazione, regolano la valutazione delle proprietà fisico-chimiche dei materiali. Nella scienza dei materiali e negli studi ambientali, gli standard di organizzazioni come ASTM International e ISO forniscono metodologie per testare e valutare queste proprietà. Nell'industria farmaceutica, linee guida come quelle del Consiglio Internazionale per l'Armonizzazione (ICH), in particolare ICH Q6A, delineano gli studi necessari per caratterizzare le proprietà fisico-chimiche delle sostanze farmacologiche; ICH Q2A (R2), invece, fornisce indicazioni sulla qualificazione delle impurità nelle nuove sostanze farmacologiche. Le metodologie e la strumentazione da utilizzare per la caratterizzazione delle sostanze farmaceutiche sono descritte anche nei capitoli generali delle diverse farmacopee.

Tabella 1: Analisi termica applicata alla caratterizzazione fisico-chimica

	Proprietà	DSC	TGA	TMA	Reologia
Proprietà fisiche	Punto di Temperature di fusione ed entalpieL'entalpia di fusione di una sostanza, nota anche come calore latente, è una misura dell'apporto di energia, tipicamente calore, necessario per convertire una sostanza dallo stato solido a quello liquido. Il punto di fusione di una sostanza è la temperatura alla quale essa cambia stato da solido (cristallino) a liquido (fusione isotropa). fusione	x			x
	Temperatura di transizione vetrosa	x		x	x
	PolimorfismoIl polimorfismo è la capacità di un materiale solido di formare diverse strutture cristalline (sinonimi: forme, modificazioni).Polimorfismo	x		x
	Solubilità ideale	x
	Igroscopicità		x
	Viscosità				x
	Proprietà viscoelastiche				x
Proprietà chimiche	Stabilità termicaUn materiale è termicamente stabile se non si decompone sotto l'influenza della temperatura. Un modo per determinare la stabilità termica di una sostanza è quello di utilizzare un TGA (analizzatore termogravimetrico). Stabilità termica		x
	Stabilità ossidativa		x
	Insorgenza della Reazione di decomposizioneUna reazione di decomposizione è una reazione termicamente indotta di un composto chimico che forma prodotti solidi e/o gassosi. decomposizione	x	x
Proprietà termomeccaniche	Entalpia di Temperature di fusione ed entalpieL'entalpia di fusione di una sostanza, nota anche come calore latente, è una misura dell'apporto di energia, tipicamente calore, necessario per convertire una sostanza dallo stato solido a quello liquido. Il punto di fusione di una sostanza è la temperatura alla quale essa cambia stato da solido (cristallino) a liquido (fusione isotropa). fusione	x
	Capacità termica specifica	x
	Espansione termica lineare			x
	Coefficiente di espansione termica			x
	Punti di rammollimento dilatometrici			x
	Espansione volumetricaIl volume di un gas, di un solido o di un liquido cambia se cambiano la temperatura, la pressione o le forze che agiscono su quel gas/solido/liquido. Nel caso dell'analisi termica, si tratta di variazioni dipendenti dalla temperatura.Espansione volumetrica			x
	Variazione della densità			x
	Delaminazione			x
	Fasi e cinetica del ritiro			x