Deutscher Apotheker Verlag Stuttgart

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1 r Tl Kurzlehrbuch Quantitative und instrumentelle pharmazeutische Analytik Eberhard Ehlers, Hofheim/T. 11., vollständig überarbeitete Auflage mit 137 Abbildungen und 42 Tabellen Deutscher Apotheker Verlag Stuttgart

2 Inhaltsverzeichnis Vorwort Abkürzungen Zeichen und Symbole V XIII XVIII Klassische quantitative Analyse 4. Grundlagen und allgemeine Arbeitsweisen quantitativer Analysen und Analysenverfahren Größen und Einheiten Stoffmengen Zusammensetzung von Mischphasen Konzentrationsangaben des Arzneibuches Maßlösungen Stöchiometrische Grundlagen quantitativer Analysen Chemisches Gleichgewicht, Aktivität Massenwirkungsgesetz Ionenstärke, Aktivitätskoeffizienten Statistische Auswertung von Analysendaten Unsicherheiten, Fehler Mittelwert, Standardabweichung, Varianz Gauß-Verteilung von Messergebnissen Validierung von Verfahren Kalibrierung quantitativer Analysenverfahren Eichkurvenverfahren Verwendung von Referenzsubstanzen Titrationskurvenverfahren Standardzumischverfahren Gravimetrie Grundlagen Gravimetrische Grundoperationen Löslichkeit, Löslichkeitsprodukt 36

3 VIII Inhaltsverzeichnis Berechnung der Analyse Spezielle Bestimmungen Bestimmung von Kationen Bestimmung von Anionen Bestimmungen nach dem Arzneibuch Säure-Base-Titrationen Grundlagen Aciditäts- und Basizitätskonstanten ph-wert Titrationsmöglichkeiten Titrationskurven Indizierungsmöglichkeiten Maßlösungen Urtitersubstanzen Titrationen von Säuren und Basen in wässrigen Lösungen, pharmazeutische Anwendungen Titration von Säuren Titration von Basen Titration von Carbonsäure-Derivaten Spezielle Verfahren Titrationen von Säuren und Basen in nichtwässrigen Lösungen, pharmazeutische Anwendungen Physikalisch-chemische Grundlagen Lösungsmittel Titration von Säuren Titration von Basen Redoxtitrationen Grundlagen Redoxpotential, Redoxreaktionen Titrationskurven von Redoxtitrationen Redoxindikatoren Maßlösungen Urtitersubstanzen Methoden, pharmazeutische Anwendungen Permanganometrie Cerimetrie Iodometrie Periodatometrie (Malaprade-Reaktion) Bromometrie (Bromatometrie) Chromatometrie Nitritometrie (Diazotitration) Ferrometrie (Reduktionen mit Eisen(II)-sulfat) 226

4 Inhaltsverzeichnis IX 8. Fällungstitrationen Grundlagen Physikalisch-chemische Grundlagen Indizierungsmöglichkeiten Maßlösungen Urtitersubstanzen Methoden, pharmazeutische Anwendungen Argentometrie nach Volhard Argentometrie nach Mohr Argentometrie nach Fajans Bestimmung organisch gebundenen Halogens Argentometrie nach Budde Simultantitration von Halogeniden Bestimmung von Sulfaten Komplexometrische Titrationen Grundlagen Chelatbildung Anwendungsmöglichkeiten von Natriumedetat Komplexometrische Methodik Titrationskurven, Endpunkte Indizierungsmöglichkeiten Maßlösungen Urtitersubstanzen Pharmazeutische Anwendungen Bestimmung einzelner Kationen Simultantitration von Kationen Indirekte Bestimmung von Anionen und Kationen 262 Instrumentelle Analyse 10. Elektrochemische Analysenverfahren Grundlagen der Elektrochemie Ladungstransport in Elektrolytlösungen Vorgänge an Elektroden Arten von Elektroden Galvanische und elektrolytische Zellen Potentiometrie Grundlagen der Direktpotentiometrie Direktpotentiometrische Messungen Potentiometrische Titrationen Elektrogravimetrie Grundlagen der Elektrolyse 292

5 X Inhaltsverzeichnis Metallabscheidung Elektrolytische Trennungen Coulometrie Grundlagen der Coulometrie Coulometrische Titrationen Voltammetrie (Polarographie) Grundlagen der Polarographie Instrumentelle Anordnung Anwendungen der Polarographie Amperometrie und Voltametrie Amperometrische Titrationen mit einer Indikatorelektrode (Monoamperometrie) Amperometrische Titrationen mit zwei Indikatorelektroden, Dead-stop-Titrationen (Biamperometrie) Instrumentelle Anordnung Pharmazeutische Anwendungen Grundlagen der Voltametrie Konduktometrie Grundlagen der Konduktometrie Instrumentelle Anordnung Konduktometrische Titrationen Elektrophorese Grundlagen der Elektrophorese Elektrophoretische Verfahren Pharmazeutische Anwendungen Optische und spektroskopische Analysenverfahren Grundlagen Elektromagnetische Strahlung Grundlagen der Refraktometrie Brechzahl, Messung Pharmazeutische Anwendungen Grundlagen der Polarimetrie Optische Drehung, Messung Pharmazeutische Anwendungen Grundlagen der Atomemissionsspektroskopie (AES) Lichtemission von Atomen Messmethodik und instrumentelle Anordnung Pharmazeutische Anwendungen Grundlagen der Atomabsorptionsspektroskopie (AAS) Lichtabsorption von Atomen Messmethodik und instrumentelle Anordnung Pharmazeutische Anwendungen Grundlagen der Molekülspektroskopie im ultravioletten (UV) und sichtbaren (VIS) Bereich 369

6 Inhaltsverzeichnis XI Grundlagen der Lichtabsorption durch Moleküle im UVund VIS-Bereich Beziehungen zwischen Molekülstruktur und Lichtabsorption Gesetz der Lichtabsorption Messmethodik und instrumentelle Anordnung Pharmazeutische Anwendungen Grundlagen der Fluorimetrie Prinzip der Methode Messmethodik und instrumentelle Anordnung Pharmazeutische Anwendungen Grundlagen der Absorptionsspektroskopie im infraroten Spektralbereich (IR-Spektroskopie) Grundlagen der Lichtabsorption im IR-Bereich Beziehungen zwischen Molekülstruktur und absorbiertem Licht Messmethodik und instrumentelle Anordnung Pharmazeutische Anwendungen Spektroskopie im nahen IR-Bereich (NIR-Spektroskopie) Raman-Spektroskopie Kernresonanzspektroskopie (NMR) Grundlagen der NMR-Spektroskopie Instrumentelle Anordnung NMR-Spektrum C-NMR-Spektroskopie Massenspektrometrie (MS) Grundlagen der Methode Aufbau eines Massenspektrometers Fragmentierungsreaktionen Elektronenspinresonanzspektroskopie (ESR) Thermoanalyse (TA) Chromatographische Analysenverfahren Grundlagen Chromatographische Trennmechanismen Wahl des chromatographischen Milieus, chromatographische Phasen Chromatographische Größen Dünnschichtchromatographie (DC) Prinzip und Durchführung der Dünnschichtchromatographie Auswertung des Dünnschichtchromatogramms Pharmazeutische Anwendungen Papierchromatographie (PC) Prinzip und Durchführung der Papierchromatographie Auswertung des Papierchromatogramms Pharmazeutische Anwendungen Gaschromatographie (GC) 500

7 XII Inhaltsverzeichnis Prinzip und Durchführung der Gaschromatographie Gaschromatographische Apparatur Auswertung eines Gaschromatogramms Pharmazeutische Anwendungen Flüssigchromatographie (LC) Prinzip und Durchführung der Säulenchromatographie (SC) Methoden der Flüssigchromatographie Pharmazeutische Anwendungen 524 Anhang Löslichkeitsprodukte (pk L -Werte) 529 Säuredissoziationskonstanten (pk s -Werte) 530 Normalpotentiale (E -Werte) 531 Rechenhilfen 532 Sachregister 533