PTA-Fachschule Paderborn Chem.-pharm. Übungen; Ausgewählte Untersuchungsmeth. 11/2013

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1 Ausgewählte Untersuchungsmethoden 1. Fettkennzahlen Fette Aufbau - Ester aus Glycerol mit langkettigen Carbonsäuren (=Fettsäuren) - jedes Glycerolmolekül kann mit 3 (unterschiedlichen) Fettsäuren verestert sein (=Triglycerid) - Fettsäuren mit Doppelbindungen bilden ungesättigtefette. Weitere Bestandteile von Fetten sind: unverseifbare Substanzen (=Substanzen, die keine Ester sind), z.b. Cholesterol freie Fettsäuren Fette bestehen also nicht aus einem Stoff, sondern sind Stoffgemische. Das macht die Analytik schwierig. Daher lassen die Arzneibücher auch nicht alle Bestandteile eines Fettes einzeln bestimmen, sondern charakterisieren die Eigenschaften eines Fettes mit Hilfe sogenannter Fettkennzahlen. Mittels der Fettkennzahlen sollen Verfälschungen ausgeschlossen und Verdorbenheit erkannt werden. Übersicht über die Fettkennzahlen Fettkennzahl erfasst Erläuterung Säurezahl (SZ) Freie Fettsäuren SZ ist erhöht, wenn Fettsäuren aus Triglycerid abgespalten werden Verseifungszahl (VZ) Freie und veresterte Fettsäuren Esterzahl (EZ) Veresterte Säuren Nur rechnerisch zu ermitteln: VZ - SZ Iodzahl (IZ) Ungesättigte Säuren Peroxidzahl (POZ) Peroxide Maß für den Frischezustand bzw. die Autooxidation eines Fettes Seite 1

2 Iodzahl Mit der Iodzahlbestimmung wird ermittelt, wie hoch der Anteil ungesättigter Fettsäuren ist. Es werden also die Doppelbindungen erfasst. Reaktion Addition von Iodmonobromid an die Doppelbindungen Iodzahl = Maß für den Anteil ungesättigter Verbindungen Iodmonobromid wird im Überschuss zugesetzt. Der nicht verbrauchte Anteil an Iodmonobromid wird mit einem Überschuss an Kaliumiodid zu Bromid und Iod umgesetzt: Das freigesetzte Iod wird mit Natriumthiosulfat-Lösung (O,1mol*l -1 ) bestimmt. C = C + IBr C C I Br IBr + I - Br - + I 2 I S 2 O I - + S 4 O 6 2- Die Durchführungsvorschrift befindet sich im Ph.Europ. unter Hinweise zur Durchführung - Chloroform durch Dichlormethan ersetzen. - erwartete Iodzahl für die Analyse erfragen, um Einwaage zu bestimmen - Natriumthiosulfatlösung 0,1mol*l -1 selbst herstellen und einstellen (2x pro Person, Gruppenfaktor bestimmen) - Blindversuch: gleiche Durchführung, aber ohne Zusatz der Analyse (zeitversetzt arbeiten: Titrationsabstand 10 Min.) - 2 Bestimmungen, 1x Blindversuch durchführen - Kaliumiodid-Lösung frisch zubereiten (für die gesamte Gruppe, nur so viel, wie benötigt!!) - Stärke-Lösung schon am Anfang der Titration zusetzen - Entsorgung: mit Scheidetrichter Einstellung Natriumthiosulfat-Lösung (0,1mol.l -1 ) - Urtiter Kaliumbromat wird durch Kaliumiodadt ersetzt - Stärke bereits zu Beginn der Titration zugeben - Kaliumiodidhaltige Lösungen müssen immer frisch bereitet werden, da sie keine lange Haltbarkeit haben. Stellen Sie für sich oder Ihre Arbeitsgruppe immer nur so viel her wie sie wirklich benötigen( Kaliumiodid ist sehr teuer). Arbeitsvorschrift: 100,0 mg Kaliumiodat (Urtitersubstanz) werden in 50 ml Wasser gelöst. Die Lösung wird mit 10 ml Kaliumiodid-Lösung R sowie 3 ml verdünnte Salzsäure R versetzt, mit Stärke-Lösung, iodidfreie R versetzt und bis zur Entfärbung titriert. 1 ml Natriumthiosulfat (0,1mol.l -1 ) entsprechen 3,567 mg KI0 3 Seite 2

3 Verseifungszahl Durch die Verseifungszahl werden freie Fettsäuren und die Fettsäuren erfasst, die über einen Ester an Glycerol gebunden sind. Letztere werden durch eine Lauge abgespalten (verseift). Die Durchführung erfolgt nach Ph. Eur Die Bestimmung wird mit einem Rückflusskühler durchgeführt. Dieser soll verhindern, dass Substanz während der Bestimmung entweichen kann, da es sich um eine quantitative Bestimmung handelt. Hinweise zur Durchführung - erwartete Verseifungszahl für die Analyse erfragen, um Einwaage zu bestimmen - ethanolische Kaliumhydroxid-Lösung (0,5 mol*l -1 ) ist fertig - Blindversuch: gleiche Durchführung, aber ohne Zusatz der Analyse - 2 Bestimmungen, 1x Blindversuch durchführen 2. Wasserdampfdestillation von Kamillenblüten Die Gehaltsbestimmung des ätherischen Öls wird mit einer Wasserdampfdestillation durchgeführt. Prinzip: ätherisches Öl ist mit Wasserdampf flüchtig Als Apparatur wird ein geschlossenes System verwendet, so dass das Wasserdampf-ätherisch Öl-Gemisch aufsteigen kann, in einem Kühler wieder abgekühlt wird und flüssig wird. Als Flüssigkeit trennen sich das hydrophile Wasser und das lipophile Öl. Das Wasser wird in der Apparatur wieder zur Droge zurückgeführt. Einwaage der Droge in Rundkolben: 30,0g 3. Potentiometrische Titration Hinweis: Führen Sie die Aufgabe zu zweit durch. Jedes Gruppenmitglied hat ein eigenes Protokoll zu erstellen und abzugeben. Die Titration wird mit einem Potentiometer durchgeführt. Es wird während der ganzen Titration der ph-wert gemessen. Am Äquivalenzpunkt ändert sich der ph-wert sprungartig. Mittels graphischer Auswertung kann der Äquivalenzpunkt ermittelt werden. Ein Indikator ist nicht erforderlich. Der Faktor der Maßlösung ist ebenfalls potentiometrisch zu bestimmen!! Durchführung: (1 Bestimmung() - Eichung/Kalibrierung des ph-meters mit Hilfe der Anleitung Seite 3

4 - Analyse in ein 100ml Becherglas einwiegen und nach Vorschrift lösen - Elektrode eintauchen - Zugabe der Maßlösung (aus Bürette) zunächst in größeren Schritten (ca. 0,5-1 ml) - zum Äquivalenzpunkt tropfenweise (Hinweis: Die Analyse hat einen Gehalt von ca. 100% erwarteten Verbrauch berechnen, dabei Trocknungsverlust berücksichtigen) - nach jeder Zugabe ph-wert notieren und in Wertetabelle eintragen - nach dem Äquivalenzpunkt noch einige ml weiter titrieren ml Maßlösung ph-wert Differenz Auswertung Die Auswertung erfolgt zeichnerisch. Das Millimeterpapier wird dazu quer gelegt. Auf der x-achse werden ml aufgetragen (1 ml = 1cm). Auf der y-achse wird der ph-wert aufgetragen (sinnvoll einteilen). Die Messwerte werden eingetragen und zu einer (Ausgleichs)Kurve(!) verbunden. An der unteren Kurve wird eine beliebige Tangente angelegt. Diese Tangente wird parallel verschoben, bis sie die obere Kurve berührt. Der Abstand zwischen den beiden Tangenten wird halbiert und eine dritte Parallele eingezeichnet. Dort, wo diese Parallele die Titrationskurve schneidet liegt der Äquivalenzpunkt. Die ml werden abgelesen und die übliche Gehaltsberechnung durchgeführt (s. Zeichnung nächste Seite). Gehaltsbestimmung von Natriumdihydrogenphosphat Dihydrat 2,500 g Substanz, in 40 ml Wasser R gelöst, werden mit carbonatfreier Natriumhydroxid- Lösung (1mol * l -1 ) titriert. Der Endpunkt wird mit Hilfe der Potentiometrie bestimmt. 1ml Natriumhydroxid-Lösung (1 mol*l -1 ) entspricht 0,120g NaH 2 PO 4. Seite 4

5 4. Trocknungsverlust Der Trocknungsverlust ist der in Prozent (m/m) angegebene Masseverlust einer Substanz. Bestimmt wird, wie hoch der Anteil an flüchtigen Stoffen (meist Wasser) ist. Bestimmung des Gewichtes des Wägegläschens : Das Wägegläschen wird zu Beginn des Praktikums (vor der Schrankkontrolle) bei 100 C in den Trockenschrank gestellt. Nach 30 Min. wird die Tara des Wägegläschens bestimmt. Arbeiten Sie mit Ihrer Gruppe parallel, da die Temperatur des Trockenschranks im Laufe der Bestimmung verändert werden muss. Untersuchung der Analyse 1,000g Substanz wird durch 1h langes Trocknen im Trockenschrank bei C und anschließendes 1h langes Trocknen bei 130 bestimmt. Berechnung Einwaage = 100% Rückstand = x% 100 x = Trocknungsverlust Hinweis Zur Aufbewahrung und zum Transport des Wägegläschens wird ein Exsikkator verwendet. Der Fuß ist mit einem Trocknungsmittel gefüllt. Der Deckel ist mit einem Glasschliff versehen, der zur besseren Abdichtung dient. Bestimmen Sie, welches Salz in Ihrer Analyse vorhanden war Trocknungsverlust Natriummonohydrogenphosphat- höchstens 25% Dihydrat Natriummonohydrogenphosphat % Heptahydrat Natriummonohydrogenphosphat mindestens 53% Dodecahydrat 5. Viskosität mit Normaltropfenzähler Unterscheidung zwischen dünn- und dickflüssigem Paraffin Durchführung: Der Normaltropfenzähler wird bis zum oberen Rand der oberen Kugel mit der Substanz gefüllt. Die Zeit für das Abtropfen von 10 Tropfen Substanz wird gemessen. Dünnflüssiges Paraffin: höchstens 2 Min. Dickflüssiges Paraffin: mehr als 2 Minuten Seite 5

6 6. Gelbildung: Untersucht wird Gummi arabicum oder Gelatine Vorschrift: Gummi arabicum: 1,0g gepulverte Droge löst sich unter häufigem Rühren innerhalb von etwa 2h sehr langsam in 2 ml Wasser R. Es entsteht eine farblose bis gelbliche, klebrige, viskose Flüssigkeit, die nach Zusatz von 2ml Ethanol 96% R kurzzeitig zu einem weißen Gel erstarrt oder eine klumpige weiße Masse bildet. Nach Zugabe von 10ml Wasser R verflüssigt sich das Gel und geht nach dem Umschütteln wieder in Lösung. Gelatine: 0,5g Substanz werde in einem Reagenzglas mit 10ml Wasser R versetzt, 10 min lang stehen gelassen und anschließend 15 min lang bei 60 C erhitzt. Es bildet sich eine kolloidale Lösung. Das Reagenzglas wird anschließend 3h lang bei Raumtemperatur in vertikaler Lage stehen gelassen. Der Inhalt geliert und darf beim umdrehen des Glases nicht sofort ausfließen. Seite 6

7 Protokoll: Ausgewählte Untersuchungsmethoden Bestimmung der Iodzahl Datum: Name: Substanz: Analysennummer: Faktor der Maßlösung: Berechnung des Faktors: Analyse Einwaage abgelesene ml Iodzahl Analyse Blindversuch Berechnung Ergebnis Iodzahl: Soll-Wert: Ergebnis Seite 7

8 Name: Bestimmung der Verseifungszahl Datum: Substanz: Analysennummer: Faktor der Maßlösung: Analyse Einwaage abgelesene ml Verseifungszahl Analyse Blindversuch Berechnung Ergebnis Verseifungszahl: Soll-Wert: Ergebnis Seite 8

9 Name Protokoll Datum Natriumdihydrogenphosphat Dihydrat Potentiometrie Analysen-Nr.: Berechnung des Faktors (Anlage zeichnerische Auswertung): Analyse Titration Einwaage Verbrauch Gehalt Trocknungsverlust: Bürettenberechnung: Berechnung Ist: Soll: Gesamtergebnis: Anlage: Kurve auf Millimeterpapier Seite 9

10 Protokoll Name: Viskosität Datum Unterscheidung dick- und dünnflüssiges Paraffin Analysennummer Messwert: Ergebnis: Gelbildung Datum: Analysennummer: Beobachtung: Ergebnis Ätherisch-Öl Destillation Drogeneinwaage: Gehalt des ätherischen Öls Soll: Ergebnis Seite 10