Das Buch enthält das Basis- und Prüfungswissen des Fachs „Quantitative und Instrumentelle Pharmazeutische Analytik“ in Anlehnung an den Gegenstandskatalog Pharmazie I.In neuer Aufmachung und bewährter thematischer Breite erhalten Sie– eine kompakte Darstellung des notwendigen Wissens– Beschreibungen aller wichtigen Reaktionen– Erläuterungen zu den in bisherigen Prüfungen häufig gestellten Fragen.In Kombination mit dem Prüfungsfragenband erlaubt dieses Kurzlehrbuch die optimale Vorbereitung sowohl auf die Semesterprüfungen als auch auf den 1. Abschnitt der Pharmazeutischen Prüfung.
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Vorwort zur 12. Auflage V
Abkürzungen XIII
Zeichen und Symbole XIX
Klassische quantitative Analytik
4 Grundlagen und allgemeine Arbeitsweisen der quantitativen pharmazeutischen Analyse 3
4.1 Größen und Einheiten 3
4.1.1 Stoffmengen 3
4.1.2 Zusammensetzung von Mischphasen 4
4.1.3 Konzentrationsangaben des Arzneibuches 7
4.1.4 Maßlösungen 7
4.2 Stöchiometrische Grundlagen quantitativer Analysen 9
4.3 Chemisches Gleichgewicht, Aktivität 10
4.3.1 Massenwirkungsgesetz 11
4.3.2 Ionenstärke, Aktivitätskoeffizienten 12
4.4 Statistische Auswertung von Analysendaten 14
4.4.1 Grundbegriffe 14
4.4.2 Unsicherheiten, Fehler 15
4.4.3 Mittelwert, Standardabweichung, Varianz 17
4.4.4 Gauß-Verteilung von Messergebnissen 19
4.5 Validierung von Verfahren 20
4.6 Kalibrierung quantitativer Analysenverfahren 21
4.6.1 Kalibrierverfahren 21
4.6.2 Verwendung von Referenzsubstanzen 24
4.7 Maßanalyse 25
4.7.1 Begriffe, Methodik 25
4.7.2 Titrationskurven 25
4.8 Standardadditionsverfahren 28
5 Gravimetrie 30
5.1 Grundlagen 31
5.1.1 Gravimetrische Grundoperationen 31
5.1.2 Löslichkeit, Löslichkeitsprodukt 35
5.1.3 Berechnung der Analyse 41
5.2 Pharmazeutisch relevante gravimetrische Bestimmungen 44
5.2.1 Bestimmung von Kationen 44
5.2.2 Bestimmung von Anionen 48
5.2.3 Bestimmungen nach dem Arzneibuch 48
6 Säure-Base-Titrationen 52
6.1 Grundlagen 52
6.1.1 Aciditäts- und Basizitätskonstanten 52
6.1.2 pH-Wert 60
6.1.3 Titrationsmöglichkeiten 70
6.1.4 Titrationskurven 73
6.1.5 Indizierungsmöglichkeiten 84
6.1.6 Maßlösungen, insbesondere nach Arzneibuch 92
6.1.7 Urtitersubstanzen, insbesondere nach Arzneibuch 93
6.2 Titrationen von Säuren und Basen in wässrigen Lösungen, insbesondere nach Arzneibuch 93
6.2.1 Titration von Säuren 93
6.2.2 Titration von Basen 109
6.2.3 Bestimmung von Carbonsäure-Derivaten 112
6.2.4 Spezielle Verfahren 118
6.3 Titrationen von Säuren und Basen in nichtwässrigen Lösungen, insbesondere nach Arzneibuch 137
6.3.1 Physikalisch-chemische Grundlagen 137
6.3.2 Lösungsmittel 139
6.3.3 Titration von Säuren 141
6.3.4 Titration von Basen 146
7 Redoxtitrationen 171
7.1 Grundlagen 171
7.1.1 Redoxpotential, Redoxreaktionen 172
7.1.2 Titrationskurven von Redoxtitrationen 180
7.1.3 Redoxindikatoren 183
7.1.4 Maßlösungen 187
7.1.5 Urtitersubstanzen 191
7.2 Methoden, pharmazeutische Anwendungen, insbesondere nach Arzneibuch 192
7.2.1 Permanganometrie 192
7.2.2 Cerimetrie 195
7.2.3 Iodometrie 199
7.2.4 Periodatometrie (Malaprade-Reaktion) 214
7.2.5 Bromometrie (Bromatometrie) 218
7.2.6 Chromatometrie 226
7.2.7 Nitritometrie (Diazotitration) 227
7.2.8 Ferrometrie (Reduktionen mit Eisen(II)-sulfat) 230
8 Fällungstitrationen 231
8.1 Grundlagen 231
8.1.1 Physikalisch-chemische Grundlagen 231
8.1.2 Indizierungsmöglichkeiten 233
8.1.3 Maßlösungen 238
8.1.4 Urtitersubstanzen 239
8.2 Methoden, pharmazeutische Anwendungen, insbesondere nach Arzneibuch 239
8.2.1 Argentometrie nach Volhard 239
8.2.2 Argentometrie nach Mohr 242
8.2.3 Argentometrie nach Fajans 242
8.2.4 Bestimmung organisch gebundenen Halogens 243
8.2.5 Argentometrie nach Budde 246
8.2.6 Simultantitration von Halogeniden 247
8.2.7 Bestimmung von Sulfaten und Molybdaten 247
9 Komplexometrische Titrationen 249
9.1 Grundlagen 249
9.1.1 Chelatbildung 249
9.1.2 Anwendungsmöglichkeiten von Natriumedetat 251
9.1.3 Komplexometrische Methodik 255
9.1.4 Titrationskurven, Endpunkte 257
9.1.5 Indizierungsmöglichkeiten 258
9.1.6 Maßlösungen 261
9.1.7 Urtitersubstanzen 263
9.2 Pharmazeutische Anwendungen, insbesondere nach Arzneibuch 263
9.2.1 Bestimmung einzelner Kationen 263
9.2.2 Simultantitration von Kationen 267
9.2.3 Indirekte Bestimmung von Anionen und Kationen 268
Instrumentelle Analytik
10 Elektrochemische Analysenverfahren 273
10.1 Grundlagen der Elektrochemie 273
10.1.1 Ladungstransport in Elektrolytlösungen 273
10.1.2 Vorgänge an Elektroden 279
10.1.3 Arten von Elektroden 283
10.1.4 Galvanische und elektrolytische Zellen 288
10.2 Potentiometrie 291
10.2.1 Grundlagen der Direktpotentiometrie 291
10.2.2 Direktpotentiometrische Messungen 293
10.2.3 Potentiometrische Titrationen 298
10.3 Elektrogravimetrie 300
10.3.1 Grundlagen der Elektrolyse 300
10.3.2 Metallabscheidung 302
10.3.3 Elektrolytische Trennungen 304
10.4 Coulometrie 304
10.4.1 Grundlagen der Coulometrie 304
10.4.2 Coulometrische Titrationen 306
10.5 Voltammetrie (Polarographie) 307
10.5.1 Grundlagen der Polarographie 308
10.5.2 Instrumentelle Anordnung 317
10.5.3 Anwendungen der Polarographie 320
10.6 Amperometrie und Voltametrie 324
10.6.1 Amperometrische Titrationen mit einer Indikatorelektrode
(Monoamperometrie) 324
10.6.2 Amperometrische Titrationen mit zwei Indikatorelektroden, Dead-stop-Titrationen (Biamperometrie) 327
10.6.3 Instrumentelle Anordnung 329
10.6.4 Pharmazeutische Anwendungen 330
10.6.5 Grundlagen der Voltametrie 333
10.7 Konduktometrie 335
10.7.1 Grundlagen der Konduktometrie 335
10.7.2 Instrumentelle Anordnung 335
10.7.3 Konduktometrische Titrationen 336
10.8 Elektrophorese 343
10.8.1 Grundlagen der Elektrophorese 343
10.8.2 Elektrophoretische Verfahren 345
10.8.3 Pharmazeutische Anwendungen 352
11 Optische und spektroskopische Verfahren 354
11.1 Grundlagen 354
11.1.1 Elektromagnetische Strahlung 354
11.2 Grundlagen der Refraktometrie 358
11.2.1 Brechzahl, Messung 358
11.2.2 Pharmazeutische Anwendungen 361
11.3 Grundlagen der Polarimetrie 362
11.3.1 Optische Drehung, Messung 362
11.3.2 Pharmazeutische Anwendungen 368
11.4 Grundlagen der Atomemissionsspektroskopie (AES) 369
11.4.1 Lichtemission von Atomen 369
11.4.2 Messmethodik und instrumentelle Anordnung 374
11.4.3 Pharmazeutische Anwendungen 375
11.5 Grundlagen der Atomabsorptionsspektroskopie (AAS) 376
11.5.1 Lichtabsorption von Atomen 376
11.5.2 Messmethodik und instrumentelle Anordnung 378
11.5.3 Pharmazeutische Anwendungen 379
11.6 Grundlagen der Molekülspektroskopie im ultravioletten (UV) und sichtbaren (VIS) Bereich 381
11.6.1 Grundlagen der Lichtabsorption durch Moleküle im UV- und VIS-Bereich 381
11.6.2 Beziehungen zwischen Molekülstruktur und Lichtabsorption 388
11.6.3 Gesetz der Lichtabsorption 399
11.6.4 Messmethodik und instrumentelle Anordnung 406
11.6.5 Zirkulardichroismus 411
11.6.6 Pharmazeutische Anwendungen 413
11.7 Grundlagen der Fluorimetrie 424
11.7.1 Prinzip der Methode 424
11.7.2 Messmethodik und instrumentelle Anordnung 431
11.7.3 Pharmazeutische Anwendungen 432
11.8 Grundlagen der Absorptionsspektroskopie im infraroten Spektralbereich (IR-Spektroskopie) 434
11.8.1 Grundlagen der Lichtabsorption im IR-Bereich 434
11.8.2 Beziehungen zwischen Molekülstruktur und absorbiertem Licht 442
11.8.3 Messmethodik und instrumentelle Anordnung 446
11.8.4 Pharmazeutische Anwendungen 449
11.8.5 Spektroskopie im nahen IR-Bereich (NIR-Spektroskopie) 450
11.9 Raman-Spektroskopie 452
11.9.1 Raman-Effekt 452
11.9.2 Raman-Spektrum 453
11.10 Kernresonanzspektroskopie (NMR) 454
11.10.1 Grundlagen der NMR-Spektroskopie 454
11.10.2 Instrumentelle Anordnung 459
11.10.3 NMR-Spektrum 461
11.10.4 13C-NMR-Spektroskopie 476
11.11 Massenspektrometrie (MS) 477
11.11.1 Grundlagen der Methode 478
11.11.2 Aufbau eines Massenspektrometers 479
11.11.3 Fragmentierungsreaktionen 484
11.12 Elektronenspinresonanzspektroskopie (ESR) 486
12 Chromatographische Analysenverfahren 488
12.1 Grundlagen 488
12.1.1 Chromatographische Trennmechanismen 489
12.1.2 Wahl des chromatographischen Milieus, chromatographische Phasen... 493
12.1.3 Chromatographische Größen 500
12.2 Dünnschichtchromatographie (DC) 506
12.2.1 Prinzip und Durchführung der Dünnschichtchromatographie 506
12.2.2 Auswertung des Dünnschichtchromatogramms 508
12.2.3 Pharmazeutische Anwendungen 509
12.3 Papierchromatographie (PC) 511
12.3.1 Prinzip und Durchführung der Papierchromatographie 511
12.3.2 Auswertung des Papierchromatogramms 512
12.3.3 Pharmazeutische Anwendungen 512
12.4 Gaschromatographie (GC) 512
12.4.1 Prinzip und Durchführung der Gaschromatographie 512
12.4.2 Gaschromatographische Apparatur 513
12.4.3 Auswertung eines Gaschromatogramms 518
12.4.4 Pharmazeutische Anwendungen 527
12.5 Flüssigchromatographie (LC) 531
12.5.1 Prinzip und Durchführung der Säulenchromatographie (SC) 531
12.5.2 Methoden der Flüssigchromatographie 533
12.5.3 Pharmazeutische Anwendungen 539
12.6 Ausschlusschromatographie (SEC) 540
12.6.1 Pharmazeutische Anwendungen 545
13 Thermische Analysenverfahren (TA) 546
13.1 Thermogravimetrie 547
13.2 Differenzthermoanalyse 548
13.3 Differenzkalorimetrie 548
13.4 Dynamisch-mechanische Thermoanalyse 548
13.5 Thermomikroskopie 548
Anhang 549
14.1 Löslichkeitsprodukte (pKL-Werte) 549
14.2 Säuredissoziationskonstanten (pKs-Werte) 550
14.3 Normalpotentiale (E°-Werte) bei 25 °C (in Volt) 551
14.4 Rechenhilfen 552
Sachregister 553
Der Autor 619