Themen und Aufgabenstellungen zum. Landeslehrlingswettbewerb der Wirtschaftskammer Tirol. Pharmatechnologie 3. Lehrjahr

Transkript

1 Fragenkatalog Landeslehrlingswettbewerb Pharmatechnologie 3. Lehrjahr Themen und Aufgabenstellungen zum Landeslehrlingswettbewerb der Wirtschaftskammer Tirol Pharmatechnologie 3. Lehrjahr Stand: Mai 2017

2 3. Lehrjahr Allgemeines Der Fragenkatalog dient als Hilfestellung zur Abdeckung des Stoffgebietes. Die Aufgaben zum theoretischen Teil des LWB können Fragen enthalten, die die Anwendung der vorbereiteten Kapitel beinhalten Die in blau geschriebenen Fragen dienen ausschließlich als Beispielsfragen und decken nicht den kompletten Stoff ab. Des weiteren können die Formulierungen abweichen. Allgemeine und Anorganische Chemie Das PSE Aufbau Einteilung, Hauptgruppen, Elemente verschiedene allgemeine Eigenschaften Wie viele Haupt- bzw. Nebengruppen bilden das PSE? Wie sind die Elemente aufgrund ihres Metallcharakters eingeteilt? Die chem. Bindungsarten Atombindung polar - unpolar Ionenbindung Metallbindung Wasserstoffbrückenbindung Welche chemische Bindungsart liegt bei folgenden Verbindungen vor? Li 2O, Cl 2, SrCl 2 Das Bohrsche Atommodell Theorie und mittels Beispielen Zeichnen Sie das Bohr sche Atommodell von Bor! 11 5B Seite 2 von 24

3 3. Lehrjahr Grundlegende Definitionen und Begriffe der Allgemeinen und Anorg. Chemie Reinstoffe, Elemente, Verbindungen homogene und heterogene Gemenge Ordnungszahl, Massenzahl, Elektronegativität, Nuklide, Isotope, Stoffmenge (n) Relative Atom- bzw. Molekülmasse (Mrel), Molare Masse (M), Molvolumen (Vm) Dissoziation, Dissoziationsgrad (α), Massenwirkungsgesetz (MWG) exo-/endotherme Reaktion, Katalysatoren Elektrolyse Löslichkeitsprodukt (L) ph / poh-wert, puffern, abstumpfen Gleichgewichtsreaktionen Definition und Beschreibung, Beispiele von Gleichgewichtsreaktionen Möglichkeiten zum Verschieben des chem. Gleichgewichtes Durch welche Maßnahmen kann bei folgender Reaktion das Gleichgewicht auf die Seite der Produkte verschoben werden? N 2 (g) + 3H 2 (g) 2NH 3 (g) H = -92kJ/mol Oxidation und Reduktion versch. Definitionen Beispiele für gängige Oxidations- bzw. Reduktionsmittel Richtigstellen von einfachen Redoxgleichungen mittels Elektronenbilanz z.b. H2S + K2Cr2O7 + HCl CrCl3 + S + KCl + H2O ( Bestimmung/Kennzeichnung von Oxidations- und Reduktionsmittel) Oxide Definition, Bildung, Arten, Reaktionen Wie reagieren folgende Oxide mit Wasser? Schreiben Sie die Reaktionsgleichung und benennen Sie das entstandene Produkt! MgO, CO 2 Säuren Basen Salze Definition, Bildung, Einteilung und Beispiele Nennen Sie 2 Darstellungsmöglichkeiten eínes Salzes mit Hilfe einer RGL! Seite 3 von 24

4 3. Lehrjahr Die Hauptgruppe des PSE Elemente, Vorkommen, Eigenschaften, Gewinnung Beschreibe mit Reaktionsgleichung die technische Gewinnung von Na Metall (Schmelzflusselektrolyse) Soda nach dem Solvay-Verfahren Seite 4 von 24

5 3. Lehrjahr Organische Chemie Einteilung organischer Verbindungen entsprechende Beispiele Funktionelle Gruppen Schreiben und Benennen einfacher gesättigter und ungesättigter aliphatischer Verbindungen Isomerie Definition, versch. Arten, Beispiele Welche Isomerieart liegt vor und zeichnen Sie die Verbindungen! 2-Methylpentan und n-hexan 2-Chlorhexan und 3 Chlorhexan Alkane, Alkene, Alkine Benennung Homologe Reihe Gewinnung Eigenschaften und Reaktionen mit entsprechenden Reaktionsgleichungen Wie können Alkane gewonnen werden? Zeige die Reaktion von Ethen mit Chlorgas! Führe eine Hydratisierung von 2-Propen durch! Alkandiene Benennung, Arten und Reaktionen Erdöl Entstehung, Förderung, Verarbeitung und Produkte Begriffe wie Cracken/Hydrocracken, Reformieren/Platformieren, Oktanzahl Was ist Erdöl? Erklären Sie das Verfahren Cracken von Erdölprodukten! Seite 5 von 24

6 3. Lehrjahr Grundreaktionsarten der org. Chemie Substitution Addition Eliminierung Bilden Sie für die vollständige Halogenierung von Ethin die Reaktionsgleichung! Welche Grundreaktionsart liegt vor? Was versteht man allgemein unter einer Eliminierungsreaktion? Was ist die Vorraussetzung für eine Additionsreaktion? Halogenalkane Eigenschaften Herstellung Verwendung und Reaktionen Zeige eine Möglichkeit um 2-Brombutan herzustellen. Geben Sie die entsprechende Reaktionsgleichung an und benennen Sie das Edukt! Alkohole Einteilung, Benennung (mit Beispielen) versch. Möglichkeiten zur Herstellung einfacher Alkohole (z.b. Ethanol) wichtige Reaktionen von Alkoholen mit entspr. Reaktionsgleichungen Eigenschaften, Verwendung einzelner wichtiger Alkohole insbesondere Methanol, Ethanol Geben Sie an, um welchen Alkohol es sich bei folgenden Verbindungen handelt (prim, sek, tert)! 2-Butanol, Isopropanol, Ethanol, 2-Methyl-hexan-2-ol Ether Einteilung, Benennung, Herstellung (mit Beispielen) physik. und chem. Eigenschaften Verwendung Etherperoxide (Nachweis, Entfernung) Geben Sie die RGL für eine intermolekulare Wasserabspaltung von 2 Molekülen 1-Butanol an und benennen Sie das Produkt! Seite 6 von 24

7 3. Lehrjahr Aldehyde und Ketone Homologe Reihe, Benennung Herstellung Reaktionen Welches Produkt entsteht bei der Oxidation eines primären bzw. sekundären Alkohols? Zeige die Reaktion von Aceton mit Hydrazin (RGL)! Was versteht man unter einen asymetrischen Keton? Geben sie ein Beispiel und benennen Sie dieses! Carbonsäuren Einteilung Homologe Reihe und Benennung versch. Möglichkeiten zur Herstellung Eigenschaften und Reaktionen Zeigen Sie die Reaktionsgleichung zur Darstellung von Propionsäureisopropylester! Aromaten Definition Gewinnung Herstellung Verwendung Einfache Reaktionen Geben Sie die Reaktionsgleichung für die Halogenierung von Benzol an und führen Sie am entstandenen Produkt eine Nitrierung durch! Benennnen Sie das Produkt/die Produkte! Seite 7 von 24

8 3. Lehrjahr Pharmatechnologie Gesetze, Verordnungen und Regeln, Begriffe GMP Definition, Bedeutung Begriffserklärung Validierung, Qualifizierung, Kalibrierung Instrumente der GMP (Guidelines, SOP), Geltungsbereiche, Zulassungsprozedere in der EU? Audit Definition, Organe, Folgen Was ist Gegenstand einer SOP? Grundsätze der Qualitätssicherung Was bedeutet Qualitätssicherung? Qualitätskontrolle: am Arzneimittel, am Packmittel? In-Prozess-Kontrolle: Zweck, Vorgaben, Probennahme, Probenvorbereitung Fehlern: in der Produktion, in der QK, in der IPK, Entstehen und Vermeidung? Hygiene in der Arzneimittelproduktion! Welche Maßnahmen müssen bei einer fehlerhaften IPK getroffen werden? Arzneimittelbegriffe Arzneimittel: Begriffe, Einteilungsmöglichkeiten, Aufbau, Wirkungsweise Verpackungsmaterialien und Technologien Einteilung der Packmittel! Glas: Einsatzmöglichkeiten, Behandlung, Vor- und Nachteile Kunststoffe: Einsatzmöglichkeiten, Behandlung, Vor- und Nachteile Elastomere: Einsatzmöglichkeiten, Behandlung, Vor- und Nachteile Was sind Kapullen, Ampullen, Fertigspritzen? Seite 8 von 24

9 3. Lehrjahr Validierung und Dokumentation Validierung: Arten, Vorgehen, Dokumentation Erklären Sie den Ablauf einer Validierung im aseptischen Bereich (Reinraum)! Begriffsdefinitionen Validierung, Qualifizierung, Kalibrierung, Eichung Validierungsplan, SOP, Testplan, Dokument, Testbericht, Validierungsbericht Seite 9 von 24

10 Pharmazeutisch-technische Arbeitsvorgänge Zerkleinern Definition, Einteilung Vorgänge, Maschinen Erklären und beschreiben Sie anhand einer Skizze die Funktionsweise einer Hammermühle. Klassieren Definition, Einteilung Vorgänge, Maschinen Trennen Definition, Einteilung Vorgänge, Maschinen Mischen Definition, Einteilung Vorgänge, Maschinen Erklären und beschreiben Sie anhand einer Zeichnung einen Zwangsmischer (Diosner)! Trocknen Definition, Einteilung Vorgänge, Maschinen Granulieren Definition, Einteilung Vorgänge, Maschinen Wägen Definition, Einteilung Vorgänge, Maschinen Erklären Sie den Unterschied zwischen Nivelliern und Kalibrieren! Seite 10 von 12

11 Produktion von festen Arzneiformen Feste Arzneiformen Einteilung, Definition Aussehen Dosierbarkeit In Prozess Kontrollen Nennen Sie den Unterschied zwischen Einzeldosiert und nicht dosiert. Pulver/Puder Definition, Applikationsformen, Einsatzmöglichkeiten Herstellung, Grundlagenstoffe Verpackung Granulate Definition, Applikationsformen, Einsatzmöglichkeiten Herstellung, Grundlagenstoffe Verpackung Kapseln Definition, Einteilung, Anwendung, Einsatzmöglichkeiten Herstellung, Grundlagenstoffe Verpackung Erklären Sie den Unterschied zwischen Hart- und Weichgelatinekapseln! Tabletten: Definition, Einteilung, Anwendung, Einsatzmöglichkeiten Herstellung, Grundlagenstoffe Verpackung Seite 11 von 12

12 Produktion von flüssigen Arzneiformen Phythopharmaka Arzneiformen aus Pflanzen Definition Inhaltstoffe Der Extrakt im Arzneibuch Teegemische Gewinnung, Qualtitätsicherung, Stabilität, Reinheit, Dekontamination, Lagerung Nenne die zwei Hauptverfahren zur Gewinnung von Phytopharmaka Disperse Systeme Definition, Einteilungen Molekulardisperse Systeme Definition, Konzentrationsangaben Eigenschaften, physikalische Phänomene, Löslichkeit Arzneiliche Lösungen Stabilisierung chemischer Verderb, Niederschlagsbildung Arzneiform, Anwendung Kolloiddisperse Systeme Definition, Einteilung Eigenschaften, Tyndall-Effekt Stabilität Suspensionen Definition Herstellung physikalisch chemische Aspekte Sedimentbildung, Stabilisierung, Dispergierbarkeit Prüfungen Was ist der Unterschied zwischen Kuchenbildung und absetzender Sedimentation? Seite 12 von 12

13 Emulsionen Definition Herstellung physikalisch chemische Aspekte Sedimentbildung, Stabilisierung, Dispergierbarkeit Prüfungen Gasförmige Arzneimittel Definition Herstellung physikalisch chemische Aspekte Prüfungen Produktion von sterilen Arzneiformen: primäres Packmittel - Glas: Definition, Eigenschaften, Produktion, Färbung, Zusätze Arten (Gewindeflaschen, Ampullen, Karpulen, Spritzen) hydrolytische Klassen, Vergütung und Lieferantenzertifizierung Welche hydrolytischen Klassen gibt es? primäres Packmittel Gummistopfen: Herstellung, Lieferantenzertifizierung Standard Compounds Teflonisierung Container Closure Test Wie wird die Härte von Gummistopfen angegeben? primäres Packmittel Bördelkappen: Standards und Besonderheiten Aseptisches Arbeiten: Aufzeichnung von Eingriffen, Media Fill InProzessKontrolle bei Abfüllung und Verpackung Seite 13 von 12

14 Der Reinraum Anforderungen, Risiken, Monitoring (notwendige Parameter) Beschreiben Sie das Einschleusen sowie Verhalten im Reinraum! Die Probenahme Verfahren, Konservierung, Aufbewahrung, Entsorgung Zwei 25 kg Säcke mit einer bestimmten Wirkstoffmischung wurde angeliefert, welche Schritte sind notwendig um einen repräsentativen Musterzug durchzuführen? Besichtigen einer sterilen Abfüllung mit Besprechung von: Reinraum Arbeitsweise Flaschenwaschmaschine Arbeitsweise Sterilisationstunnel Arbeitsweise Materialschleuse Arbeitsweise Autoklav Arbeitsweise Seite 14 von 12

15 Mikrobiologie und Hygiene Anforderungen an Arzneimittel und GMP: Unterscheidung steril / oral, Definition, Besonderheiten Wer stellt Anforderungen Überprüfung der Produktqualität, GMP-gerechtes Arbeiten Anforderungen an Reinräume: Reinheitszonen, Zonenkonzept, mikrobiologische Anforderungen Umgebungskontrollen Qualifizierung und Verhalten von Reinraumpersonal Warum muss ein Raumdruckunterschied zwischen den einzelnen Zonen vorhanden sein, wo befindest der höchste und wo der niederste Raumdruck? Viren, Bakterien, Pilze: Unterscheidung, Besonderheiten, Eigenschaften, Beispiele Sterilisation - Desinfektion: Unterscheidung, Definition, Beispiele Einbringen von Material in den Reinraum: Möglichkeiten, Geräte, Über welche Wege kann Material in den Reinraum gebracht werden? Arbeiten im mikrobiologischen Labor Risiken, Anforderungen, Werkbänke, Geräte Methoden, Beispiele Seite 15 von 12

16 Mess- und Regeltechnik Definitionen der Begriff Messen, Regeln, Steuern, Regelkreis Darstellung eines Regelkreis anhand einer exothermen chemischen Reaktion Erklären Sie die Begriffe Messen, Steuern und Regeln Regler: Arten, Wirkungsweise, Charakteristik Temperaturmessungen Grundlagen, Typen, Geräte Druckmessungen Grundlagen, Typen, Geräte Füllstandmessungen Grundlagen, Typen, Geräte Durchflussmessungen Grundlagen, Typen, Geräte Steuerungstechnik Definition, Grundbegriffe graphische Darstellungen Steuerungsarten Prozessleittechnik Aufbau eines PLS Wofür wird in der Pharmaproduktion ein Prozessleitsystem angewendet? Seite 16 von 12

17 Angewandte Mathematik Berechnungen zur Herstellung von Lösungen: Massenanteil (auch mit ausschließlich festen Bestandteilen) Massenkonzentration Stoffmengenkonzentration Volumenkonzentration Herzustellen sind 250g einer Na 2SO 4-Ls., w(na 2SO 4) = 4,5% Vorhanden: Na 2SO 4 95 %ig ( 38,16g) Herzustellen sind 500 ml einer Salzsäure Ls., c (HCl) = 1,25 mol/l Vorhanden: 1.) w(hcl) = 37%, M = 36,46 g/mol, ρ 20 = 1,184 g/ml ( 52ml) 2.) c(hcl) = 5,0 mol/l ( 125ml) Herzustellen sind 750 ml einer Kalilauge, ß(KOH) = 50 g/l Vorhanden: KOH-Plätzchen 98,5 % ( 38,07g) 35,5 g BaCl 2 80%ig (M = 208,24g/mol) wurden eingewogen, gelöst und auf ein Endvolumen von 250 ml gebracht. Berechne ß(BaCl 2) sowie c(bacl 2) dieser Lösung! ( ß = 113,6 g/l bzw. c = 0,546 mol/l) 28,5 ml Ethanol absolut wurden mit H 2O auf ein Volumen von 525 ml verdünnt. Berechne σ(ethanol) der Lösung! ( σ = 0,0543 bzw. 5,43σ%) Zu 123,5 g Zucker (97,5%ig) wurden 850 g H 2O dest. zugesetzt. Berechne den Massenanteil w (Zucker) in dieser Lösung! ( w = 0,1237 bzw. 12,37%) Man mischte 240 ml einer 20,4%igen HCl (ρ = 1,100 g/ml) mit 520 ml einer 13,5 %igen HCl (ρ = 1,065 g/ml) Berechne den Massenanteil w% (HCl) dieser Mischung! ( w = 15,73%) Seite 17 von 12

18 ph-wert Berechnung vollständig dissoziert (z.b. Salzsäure, Natronlauge, ) nicht vollständig dissoziert (z.b. Essigsäure, Ammoniak, ) Welche ph-werte weisen: 1.) eine H 2SO 4-Ls. c = 0,05 mol/l ( ph 1) 2.) eine HCl-Ls., ß = 2 g/l (M = 36,46 g/mol) ( ph 1,26) 3.) eine NaOH, ß = 20 g/l (M = 40,0 g/mol) auf? ( ph 13,7) Berechne den Gehalt einer a)hcl bzw. b) einer NaOH in c(mol/l) bzw. ß (g/l) wenn bei der ph-messung ein ph-wert von a) 1,5 bzw. b) ein ph-wert von 12 gemessen wurde! ( a) c = 0,032 mol/l bzw. ß = 1,17g/l, b) 0,01 mol/l bzw. 0,40 g/l) Berechne den ph-wert: 1.) einer Essigsäure, c = 0,1 mol/l (α = 0,013) ( ph 2,89) 2.) einer NH 3-Lösung, c = 1 mol/l (α = 0,004) ( ph 11,6) Berechnen von Dichten mittels Pyknometer hydrostatische Waage (Bestimmung Festkörperdichten) Stampfdichte Schüttdichte siehe Rechnen in der Chemie Aufgaben 2/16-19 bzw. prakt. Laborübungen Stöchiometrie Berechnung des Massenanteils einer chemischen Formel Berechnung von empirischen Formeln Gravimetrische Analysen (inkl. Trocknungsverlust, Ermittlung des stöchiometrischen Faktors) 190 g Silbererz mit einem Gehalt von ca. 50 % Ag (M = 107,87g/mol) werden mit Salpetersäure zur Reaktion gebracht. Wie viel g AgNO 3 (M = 169,87g/mol) sind bei einer Ausbeute von 75% zu erwarten? ( 112,2 g) Seite 18 von 12

19 Wie viel ml Natronlauge (M = 40,0g/mol) mit w(naoh) = 21,0 % (ρ =1,23 g/ml) und wie viel g Essigsäure (M = 60,05 g/mol) mit w(ch 3COOH) = 15,0 % werden zur Herstellung von 500 g Natriumacetat (M = 82,03 g/mol) benötigt, wenn mit einer Ausbeute von 95 % gerechnet wird? ( 994 ml NaOH-Ls. sowie 2569g Essigsäure-Ls.) Wie viel g eines 90%igen Calciumoxids (M = 56,08g/mol) sind erforderlich, um aus 100g eines 85 %igen Ammonchlorids (M = 53,59g/mol) den gesamten Ammoniak auszutreiben? Um vollständigen Umsatz zu gewährleisten, soll das Calciumoxid in 15%igem Überschuss angewendet werden! Rgl.: 2 NH 4Cl + CaO 2 NH 3 + CaCl 2 + H 2O ( 56,8 g CaO) Gasrechnungen Boyle Mariott Gay Lussac Allgemeine Gasgleichung Seite 19 von 12

20 Technische Chemie Rohstoffe Definition Arten von Rohstoffen (Beispiele für Wirkstoffe, Füllstoffe, Bindemittel, Sprengmittel, Konservierungsmittel,Süßstoffe, Gleit- und Schmiermittel, Formentrennmittel, Verdickungsmittel, Lösungsmittel, Lösungsvermittler, Salbengrundlagen, Zäpfchengrundmassen, Farbstoffe, Antischaummittel, Aromastoffe, medizinische Gase bzw. Treibmittel) Saccharose Beschreibung, Vorkommen Gewinnung, Eigenschaften Glukose Beschreibung, Vorkommen Eigenschaften, Inkompatibilitäten Fruktose Beschreibung, Vorkommen Eigenschaften Laktose Beschreibung, Vorkommen Gewinnung, Eigenschaften, Inkompatibilitäten Maltose Summenformel Verwendung Seite 20 von 12

21 Stärke Beschreibung, Vorkommen Gewinnung, Eigenschaften modifizierte Stärken Welche zwei Arten von Stärke sind bekannt? Cellulose Beschreibung, Vorkommen Gewinnung, Eigenschaften Mannit Beschreibung, Vorkommen Gewinnung, Eigenschaften Xylit Beschreibung Sorbit Beschreibung, Vorkommen Gewinnung, Eigenschaften Gelatine Beschreibung, Gewinnung Eigenschaften, Inkompatibilitäten Was ist Gelatine? PVP Beschreibung, Gewinnung Eigenschaften, Inkompatibilitäten Seite 21 von 12

22 Maltodextrin Beschreibung Eigenschaften Siliciumdioxid hochdispers Beschreibung, Vorkommen Eigenschaften, Inkompatibilitäten Talk Beschreibung, Gewinnung Eigenschaften, Magnesiumstearat Beschreibung, Gewinnung Eigenschaften, Polyethylenglykole Beschreibung, Gewinnung Eigenschaften Vaseline Beschreibung, Gewinnung Eigenschaften Unterscheiden sie die verschiedenen Vaselinen Wollwachs Beschreibung Eigenschaften Seite 22 von 12

23 Rohstoffkunde Kohlenhydrate: Allgemeines, Einteilung, Merkmal Monosaccharidse: Formel, Struktur, Gewinnung, Nutzung Oligosaccharide: Formel, Struktur, Gewinnung, Nutzung Polysaccharide: Formel, Struktur, Gewinnung, Nutzung Zuckeralkohole: Formel, Struktur, Gewinnung, Nutzung Zu welcher Art von Sachharieden zählt Haushalzszucker? Fette, fette Öle und Fettalkohole Allgemeines, Einteilung, Merkmal Verbindungstechnische Eigenschaften Esterreaktion, Verseifungsreaktion Gewinnung, Nutzung Erkläre den Unterschied zwischen Cera alba und Cera flava? Proteine: Aminosäuren, Allgemeines, Einteilung, Merkmal Die Peptidbindung Peptide und Proteine Proteinstrukture Enzyme Zeichne die Strukturformel von α-aminoessigsäure und α-aminopropionsäure auf! Stoffwechselvorgänge Allgemeines zu den Stoffwechsel Einblicke in die verschiedenen Stoffwechsel Warum werden Zuckeraustauschstoffe in der Pharmaproduktion angewand (Apsartam) Seite 23 von 12

24 Physik Einheiten SI Basiseinheiten Masse - Definition Temperatur Definition Stoffmenge Definition Zeit Definition Länge Definition Lichtstärke Definition Stromstärke Definition Mechanik Kraft - Definition und Berechnung Arbeit - Definition und Berechnung Energie - Definition und Berechnung Leistung - Definition und Berechnung Welche Arten von Kräften gibt es? Zählen Sie mindestens zwei auf! Ein Moped mit 80kg wird von 0 auf 45 km/h gleichmäßig beschleunigt, Zeit: 10sec, Masse Lenker: 50 kg. Berechne F! Ein Senkrechtförderer fördert ein Schüttgut mit einer Dichte von 900 kg/m 3 auf eine Höhe von 14m. In 30 Minuten werden 120 m3 gefördert. Gesucht wird die Förderleistung in PS! Wärmelehre Sätze der Thermodynamik Temperatur Einheiten, Umrechnung Wärme Einheit, Berechnung Erklären Sie die Bedeutung der Temperatur! Viel Erfolg beim Lehrlingswettbewerb! Die Wettbewerbskommission Seite 24 von 12