Dichte Die Dichte einer Substanz kann für Identitäts- und Reinheitsprüfungen sowie zur Konzentrationsbestimmung (z.B. von Ethanol) herangezogen werden. Man unterscheidet zwei Dichtearten: a) absolute Dichte:

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Dichte

Die Dichte einer Substanz kann für Identitäts- und Reinheitsprüfungen sowie zur Konzentrationsbestimmung (z.B. von Ethanol) herangezogen werden.

Man unterscheidet zwei Dichtearten:

a) absolute Dichte:  (griech.: rho)

ρ = m/V Einheit: g/ml

b) relative Dichte: d

d²⁰20= ρSubstanz / ρWasser dimensionslos (=keine Einheit)

Werden für beide Flüssigkeiten das gleiche Volumen verwendet kann die relative Dichte auch mit folgender Formel berechnet werden:

d²⁰20= mSubst / mWasser

Die relative Dichte wird im Ph. Europ. verwendet.

Beide Flüssigkeiten müssen zum Messzeitpunkt eine Temperatur von 20°C aufweisen.

Umrechnung absolute/relative Dichte

Da die Dichte von Wasser bei 20°C 0,9982g/ml beträgt, kann eine Umrechnung der beiden Dichtearten nach folgender Formel erfolgen:

d²⁰20 = Subst / 0,9982

Achtung: Da die Dichte temperaturabhängig ist, muss bei allen Bestimmungen die Temperatur (Soll 20°C+/- 0,5°C) überprüft werden.

Bestimmungsmethoden für Flüssigkeiten A. Bestimmung mit dem Pyknometer

Pyknometer sind Glasgefäße mit bekanntem Volumen (auf dem Pyknometer angegeben). Sie unterscheiden sich von Messkolben durch einen Glasstopfen mit Kapillare. Die Kapillare muss bis oben gefüllt sein. Die Flüssigkeitskuppe auf der Kapillare muss ggf. entfernt werden.

2 Aufgabe:

Bestimmen Sie die relative Dichte einer Ethanol/Wasser Mischung

Analysennummer:

Durchführung:

1.) leeres und absolut trockenes Pyknometer auf der Analysenwaage wiegen Gewicht:

2.) Pyknometer mit Analyse (Ethanol/Wasser-Mischung, Temp. 20°C) füllen; wiegen

Gewicht: Nettogewicht:

3.) Pyknometer trocknen

4.) Pyknometer mit Wasser (20°C) füllen, wiegen

Gewicht: Nettogewicht:

5.) Analysensubstanz wieder in das Gefäß zurückgeben

Berechnung der relativen Dichte

Berechnung der absoluten Dichte

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B . Bestimmung mit der hydrostatischen Waage

= Mohr-Westphalsche Waage od. Waage nach Kern Prinzip:

Der Senkkörper der Waage (bekanntes Volumen) wird in die zu

untersuchende Lösung (20°C!)

eingetaucht. Der Senkkörper verdrängt genau das Volumen der Flüssigkeit, welches er selbst besitzt. Nach Archimedes wird der Senkkörper um die Masse leichter (Auftrieb!), die die verdrängte Flüssigkeit wiegt.

Mit Hilfe der Reiter wird die Waage wieder in das Gleichgewicht gebracht.

Die Masse kann abgelesen werden.

Mit der Kernerwaage wird die wird die absolute Dichte bestimmt.

Bitte beachten:

- Flüssigkeit muss 20°C haben

- Senkkörper muss vollständig mit der Flüssigkeit bedeckt sein Aufgabe:

Bauen Sie zunächst die Kerner-Waage auf. Jeder muss das Gerät selbständig aufbauen. Eine Anleitung liegt bei.

Bestimmen Sie Dichte einer Analysenlösung.

Analysennummer:

absolute Dichte:

relative Dichte:

4 Bestimmung mit einem Aräometer

Das Aräometer (=Spindel) ist eine unten beschwerte Glasröhre.

Je nach Dichte der Flüssigkeit taucht es unterschiedlich tief in diese ein.

Die absolute Dichte kann direkt auf der Skala des Aräometers abgelesen werden.

Nachteil:

ein Aräometer ist nur für begrenzte Dichtebereiche geeignet  mehrere Aräometer sind erforderlich

Aufgabe:

Bestimmen Sie mit Hilfe eines Aräometers die Dichte der ausstehenden Flüssigkeiten:

Benutzen Sie dazu einen 100ml Messzylinder (hohe Form).

In der Flüssigkeit (20°C) dürfen keine Luftblasen vorhanden sein.

Aräometer langsam in Flüssigkeit einsenken. Es muss frei schwimmen und darf die Wand des Messzylinders nicht berühren. Die Dichte wird an der Skala in Höhe der Flüssigkeitsoberfläche abgelesen. Die Flüssigkeitsoberfläche muss sich bei der Ablesung in Augenhöhe befinden.

Geben Sie die Flüssigkeiten nach der Verwendung in das Gefäß zurück.

Substanz Sollwert lt. Ph.

Europ.

Absolute Dichte

Relative Dichte

Entspricht Ja/nein

Das Arzneibuch verwendet die ________________ Dichte! Um zu überprüfen, ob die Substanz dem Arzneibuch entspricht, muss daher die ______________ Dichte

berechnet werden.

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Dünnschichtchromatographie (DC)

Mit chromatographischen Verfahren können Stoffgemische getrennt werden.

Dadurch lassen sich Stoffe identifizieren oder ihre Reinheit überprüfen.

Im Praktikum soll die Methode der Dünnschichtchromatographie (DC) geübt werden.

Prinzip:

Eine Substanz wird auf eine Platte (stationäre Phase) aufgetragen und anschließend in das Fließmittel (mobile Phase) gestellt, welches sich in einer Kammer befindet.

Jetzt beginnt die mobile Phase in der stationären Phase aufzusteigen. Die Substanzen laufen dabei unterschiedlich schnell in der mobilen Phase mit. Wird die Substanz gut von der stationären Phase adsorbiert, läuft die Substanz langsam und befindet sich zum Ende DC weiter unten auf der Platte als eine Substanz, die nicht gut adsorbiert wird, stattdessen sich aber gut in der mobilen Phase löst.

Neben der zu untersuchenden Substanz wird immer ein Vergleich aufgetragen.

Durchführung

1.) Bestimmung der benötigten Fließmittelmenge

Kammer mit Wasser füllen (0,7cm Füllhöhe)  Volumen bestimmen

 benötigte Menge Fließmittel berechnen

2.) Auskleiden der Kammer mit Filterpapier (Streifen Höhe 9,5 cm), eine Querseite zur Beobachtung offen lassen

3.) Abmessen der Fließmittelbestandteile mit Messpipetten, mischen im Becherglas – beim Überführen des Fließmittels das Filterpapier benetzen

4.) DC-Alufolie, Kieselgel 60F 254

- individuell zuschneiden

- Startlinie und die vorgesehene Laufstrecke (Fließmittelfront) nur seitlich mit weichem Bleistift markieren, um die Plattenbeschichtung nicht zu beschädigen - vorbereitete Substanzen auftragen

- Platte in die Kammer stellen

Wenn das Fließmittel die angegebene Höhe erreicht hat, wird die Platte aus der Kammer genommen. Die Fließmittelfront wird mit einem Bleistift markiert und die DC- Platte getrocknet (Abzug).

6 Auswertung:

Die Platte wird in der Regel zunächst unter UV254-Licht betrachtet. Da die DC- Platte fluoresziert, erscheinen die Substanzen als dunkle Flecken (Fluoreszenzlöschung). Die Punkte werden mit Bleistift markiert (umrandet). Falls vorgeschrieben wird die Platte mit einem Reagens besprüht. Eine Farbreaktion zwischen Substanz und Reagens kann stattfinden und der Substanzfleck ist auch bei Tageslicht sichtbar (=Detektion).

Berechnung der Rf-Werte:

Zur Auswertung werden die Rf-Werte der einzelnen Flecken bestimmt:

Rf = Entfernung Fleckmittelpunkt vom Startpunkt in cm Entfernung der Fließmittelfront vom Startpunkt in cm

Die Rf-Werte von Untersuchungssubstanz und Fließmittel müssen gleich sein.

Die DC für das Protokoll auf Butterbrotpapier kopieren (niemals Original-DC abgeben) Hinweis : Bitte Butterbrotpapier und Lineal mitbringen.

Protokoll:

Folgende Angaben sind erforderlich:

Fließmittel, Rf-Werte, ggf. Detektionsmittel, Platte, Fließmittel, Kopie der DC Aufgaben:

1.) Führen Sie die Identitätsprüfung von Acetylsalicylsäure durch.

Änderung der Vorschrift:

Untersuchungs- und Referenzlösung: Methanol gegen Ethanol austauschen

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Schmelz- und Erstarrungstemperatur Schmelztemperatur

Die Temperatur, bei der eine Substanz vom festen in den flüssigen Zustand übergeht, wird als Schmelztemperatur bezeichnet.

Diese ist für jeden Stoff charakteristisch und kann daher als Identitätsnachweis für organische Stoffe verwendet werden.

Allerdings ist ein passender Schmelzpunkt noch kein Beweis für die Identität. Es könnte sich ja um eine Substanz handeln, die zufällig den gleichen Schmelzpunkt besitzt.

Zur Absicherung der Identität wird daher oft der Mischschmelzpunkt bestimmt.

Dazu wird die Untersuchungssubstanz zu gleichen Teilen mit der bereits geprüften, gleichen Substanz (Vergleichssubstanz) gemischt. Der gemessene Mischschmelzpunkt darf maximal 1°C von den Schmelzpunkten der Einzelsubstanzen abweichen.

Ist nämlich eine Substanz mit anderen Substanzen verunreinigt, wird die

Schmelztemperatur niedriger sein als die der reinen Substanz. Verunreinigungen setzen den Schmelzpunkt einer Substanz herab. Obwohl beide Substanzen den gleichen Schmelzpunkt besitzen, schmilzt ihr Gemisch niedriger.

(Schmelzpunktdepression).

Bestimmungsmethoden:

a) Apparatur nach Arzneibuch - Kapillarmethode

Eine mit Substanz gefüllte Kapillare wird an einem Thermometer mit einem Gummiband befestigt und in einem Flüssigkeitsbad (Becherglas + Rührfisch) erhitzt. Als

Heizflüssigkeit kann Wasser für Schmelztemperaturen <100°C, flüssiges Paraffin für Schmelztemperaturen <150°C oder Silikonöl bei höheren Schmelztemperaturen verwendet werden.

Im Praktikum wird ein Becherglas mit Wasser als Heizflüssigkeit verwendet.

Genaue Ausführung: Ph.Eur.

b) Schmelzpunkt Apparatur nach Kleinfeld

Dieses Verfahren vereinfacht die Schmelzpunktbestimmung. Die Prüfsubstanz wird in eine Kapillare gegeben und in den Schmelzblock des Gerätes gestellt (Kapillare vorher von außen abwischen). Das Gerät heizt automatisch auf, während die Substanz durch eine Lupe beobachtet werden kann.

Genaue Beschreibung s. Bedienungsanleitung des Gerätes Für alle Methoden gilt:

Die gefüllte Kapillare darf erst 5°C unter der erwarteten Schmelztemperatur in das Gerät bzw. die Heizflüssigkeit eingebracht werden. Damit wird eine längere

Hitzeeinwirkung auf die Prüfsubstanz vermieden. Thermolabile Stoffe (z.B.

Ascorbinsäure) könnten sonst ihre Schmelztemperatur verändern.

8 c) Kofler Heizbank - keine Arzneibuchmethode!

Um schnell den ungefähren Schmelzpunkt einer unbekannten Substanz zu ermitteln, eignet sich die Kofler Heizbank. Mit Hilfe eines Metallschiebers wird die

Prüfsubstanz über mehrere Temperaturzonen geschoben.

Schmilzt die Substanz, kann die Temperatur direkt abgelesen werden.

Achtung:- Heizbank mind. 30 Min. vorheizen - vor Gebrauch eichen (vor jeder Benutzung- Eichsubstanz im Praktikum = Paracetamol)

Aufgabe Analyse Temeperatur

1

Bestimmen Sie mit der Schmelzpunktapparatur nach Kleinfeld den Schmelzpunkt von

- Paracetamol - Salicylsäure

- 1 :1 Gemisch der beiden Stoffe (auf der Tüpfelplatte mischen)

---

2

Überprüfen Sie die Identität der Analyse, indem Sie folgende Untersuchungen mit Hilfe des Kleinfeld-Gerätes durchführen

- Schmelzpunkt - Mischschmelzpunkt

Ergebnis: entspricht (nicht)?

3

Bestimmen Sie den Schmelzpunkt einer unbekannten Substanz mit Hilfe

unterschiedlicher Bestimmungsmethoden - Kofler

- Kapillarmethode

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Tropfpunkt

Der Tropfpunkt wird von Fetten, Ölen, Wachsen etc. bestimmt. Diese besitzen keinen Schmelzpunkt, da sie in der Regel aus einem Gemisch bestehen.

Der Tropfpunkt ist die Temperatur, bei der sich der erste Tropfen einer schmelzenden Substanz von dem Probengefäß ablöst („tropft“).

Durchführung: s. Monographie

Die im Arzneibuch beschriebene Apparatur heißt auch Tropfpunktthermometer nach Ubbelohde.

Aufgabe Deklaration/

Monographie Temeperatur

4

Bestimmen Sie den Tropfpunkt einer unbekannten Substanz.

Die Untersuchung ist einmal durchzuführen.

Ergebnis:

Gebleichtes Wachs Analyse:

Erstarrungstemperatur

Als Erstarrungstemperatur bezeichnet man die Temperatur, bei der ein Stoff vom flüssigen in den festen Zustand übergeht.

Substanzen, die unter Normalbedingungen flüssig oder fest sind, können durch die Erstarrungstemperatur charakterisiert werden. Die Erstarrungstemperatur ist ein Reinheitskriterium, da Verunreinigungen den Erstarrungspunkt herabsetzen.

Die Erstarrungstemperatur ist die höchste während der Erstarrung einer unterkühlten Flüssigkeit auftretende Temperatur.

Erläuterung: Die Bestimmung erfolgt, indem die flüssige oder flüssig gemachte

Prüfsubstanz langsam abgekühlt wird. Meistens erstarrt eine Flüssigkeit nicht spontan bei der erwarteten Temperatur, sondern kühlt weiter ab (=unterkühlte Lösung).

Beginnt die Erstarrung, so steigt die Temperatur während des Erstarrungsvorganges wieder an.

Die höchste Temperatur, die bei diesem Vorgang beobachtet werden kann, ist die Erstarrungstemperatur. Nach Beendigung der Erstarrung fällt die Temperatur wieder.

Durchführung: s. Ph.Eur.

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Aufgabe Deklaration/

Monographie Temperatur

5

Bestimmen Sie den Erstarrungspunkt von Anisöl.

Hinweis : Diese Bestimmung zu zweit durchführen – langwierig ! Die Substanz bitte wieder in das Gefäß zurückgeben !!!

Ergebnis:

Anisöl

Analyse:

Erstarrungstemperatur am rotierenden Thermometer

Eine „normale“ Bestimmung der Erstarrungstemperatur ist bei einigen Stoffgemischen (z.B. Vaseline) oder Fetten nicht möglich, da die Erstarrung sich über ein breites Temperaturintervall hinzieht.

Man bestimmt deshalb die Erstarrungstemperatur am rotierenden Thermometer.

Die Erstarrungstemperatur ist die Temperatur, bei der der erstarrte Tropfen der Rotation des Thermometers folgt.

Dazu wird ein Spezialthermometer (olivenförmiges Ende) in die geschmolzene Prüfsubstanz getaucht und in horizontaler Lage gedreht. Die noch flüssige Substanz folgt der Drehung nicht, wohl aber die erstarrte.

Durchführung: s. Ph.Eur.

Aufgabe Deklaration/

Monographie Temeperatur

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Bestimmen Sie die Erstarrungstemperatur am rotierenden Thermometer von weißem Wollwachsalkoholsalbe. Entspricht es dem DAB ?

Hinweis : Apparatur in Wasserbad (BG 100ml) erwärmen, parallel das Fett in 25ml BG im Wasserbad (100 oder 250 ml) erwärmen

Ergebnis:

Wollwachs- alkoholsalbe

DAB Analyse:

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UV- Vis- Spektroskopie

Die UV-Vis-Spektroskopie ist eine Analysenmethode mit deren Hilfe man Identität, Reinheit und vor allem den Gehalt einer Analyse bestimmen kann.

Das Analysenprinzip;: Bestimmte Moleküle haben die Eigenschaft eingestrahlte

elektromagnetische Wellen aus dem UV und dem sichtbaren (visuellen) Spektrum des Lichts zu absorbieren.

Es gilt das Lambeert-Beersche-Gesetz : A^1% = A

1cm c . b

Bei allen Durchführungen muss vor jeder neuen Messungsreihe mit dem

Lösungsmittel der Nullabgleich gemacht werden. Jede Messung sollte mind. 3 x gemacht werden und der Durchschnittswert verwendet werden. (Ausreißer eliminieren!)

Aufgabe Deklaration/

Monographie Analyse

1

0,1 g Substanz werden in Wasser R zu 100,0 ml gelöst. 10 ml Salzsäure (0,1 mol. l^-1)

werden mit 1,0 ml Lösung versetzt und mit Wasser R zu 100,0 ml verdünnt. Die Absorption dieser Lösung wird bei 243 nm bestimmt. Die spezifische Absorption liegt zwischen 545 und 585.

Berechnen Sie die spezifische Absorption und geben Sie an, ob die Identität entspricht!

Ascorbin- Säure

A - H A = Absorption

A^1% = spezifische Absorption _1cm

c= Konzentration (g/100ml) b = Schichtdicke

12 Aufgabe

Deklaration/

Monographie Analyse

2

Lösen Sie 50,0mg ASS in HCL (0,1 mol. l^-1) zu 100,0 ml. Verdünnen Sie 10,0 ml dieser Lösung zu 100,0 ml, davon wiederum 20,0ml zu 100,0ml. Vermessen Sie die Verdünnung bei 229 nm und errechnen Sie die Konzentration der Lösung über das Lambert Beersche Gesetz. Bestimmen Sie die spezifische Absorption durch eine Referenzlösung.

ASS A – H

(bitte Analysengefäß

entleeren, säubern und offen im Kasten

trocknen)

Protokoll UV-Vis: gesonderter Zettel

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Viskosität

Die Viskosität ist ein Maß für die Zähigkeit einer Flüssigkeit. Je höher die Viskosität, umso zähflüssiger ist die Flüssigkeit.

Nach dem Arzneibuch wird die dynamische Viskosität bestimmt:

Symbol:  („eta“) Einheit: Pa*s (Pascal * Sekunde)

Achtung: Viskosität ist temperaturabhängig. Die vorgeschriebene Temperatur ist einzuhalten!

Gerät:

Aufgaben

1.) Bestimmen Sie die dynamische Viskosität mit dem Kugelfallviskosimeter nach Höppler.

Prinzip:

Die Prüflösung wird in ein Rohr gefüllt. Es wird die Zeit gemessen, die eine Kugel braucht, um von der oberen Markierung bis zur unteren zu fallen.

Die Viskosität berechnet sich folgendermaßen:

 = k * (k - Fl) *t Einheit: mPa*s

k = Gerätekonstante k = Dichte der Kugel t = Fallzeit in Sekunden Fl = Dichte der Flüssigkeit

Durchführung

- temperieren Sie die zu untersuchende Flüssigkeit (Analyse) auf 20°C.

- Kugelfallviskosimeter mit wenig Analysenlösung durchspülen - Flüssigkeit einfüllen und Messung durchführen

Reinigung des Gerätes: mit Wasser Wichtig: - Kugel im Gerät lassen

- Analyse in das Analysengefäß zurückgeben

Für die Berechnung muss die Dichte mit der Kernerwaage bestimmt werden Auswertung:

Berechnen Sie die Viskosität der Analyse. Entscheiden Sie, ob Ihre Analyse - Macrogol 1500 oder

- Macrogol 4000 enthält, indem Sie die Viskosität im Arzneibuch nachschlagen.

14 Protokoll: (gesonderter Zettel)

Aufgabe: Bestimmung der dynamischen Viskosität einer unbekannten Macrogollösung mit dem Kugelfallviskosimeter nach Höppler

Temepratur:

Berechnung der Viskosität (mit Einheit!) Auswertung:

Analyse ____ enthält Macrogol _______

Sollwert Macrogol _____ laut Ph. Europ.:

2.) Viskosität mit dem Normaltropfenzähler

Unterscheidung zwischen dünn- und dickflüssigem Paraffin

Das DAC überprüft die Viskosität durch das Austropfen einer Flüssigkeit aus dem Normaltropfenzähler. Dabei wird nicht die Viskosität berechnet, sondern nur die Zeit gemessen.

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 Minuten Dickflüssiges Paraffin: mehr als 2 Minuten Auswertung:

Bestimmen Sie, ob Ihre Analyse dick- oder dünnflüssiges Paraffin enthält.

Protokoll:

Aufgabe:

Temperatur:

Messwert:

Auswertung: Die Analyse ____ enthält _________ Paraffin Sollwert _________ Paraffin lt. DAC:

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Dünnschichtchromatographie

Aufgabe:

Welche(n) Inhaltsstoff(e) enthält die Schmerztablette (Analyse). Bestimmen Sie mit Hilfe der Dünnschichtchromatographie:

Untersuchungssubstanzen:

Acetylsalicylsäure, Coffein, Ibuprofen, Paracetamol, Phenazon

Größe der DC Platte: H = 9cm; Abstände: 1cm, vom unteren Rand 0,8cm Fließmittel: 8,5 T. Dichlormethan

1,4 T. Methanol

0,1 T. Ammonaik-Lösung 25% (m/m) Untersuchungslösung: 20mg Arzneistoff in 10 ml Ethanol

Auftragemenge: punktförmig 5µl; Kontrolle mit UV-Licht (254nm) Auswertung: 1.) unter UV-Licht bei 254nm (Fluoreszenzlöschung)

2.) Detektion mit 5%iger Eisen(III)-chlorid-Lösung (m/V) in Ethanol und anschließendem Erhitzen auf einer Heizplatte bei etwa 100°C

Der Phenazon-Fleck färbt sich braun, nach längerem Erhitzen färben sich ASS und Paracetamol grau-violett

Teilen Sie sich mit mind. 2 Personen eine Kammer.

Analysengesäß leeren und säubern.

Protokoll:

Aufgabe:

Parameter der DC (s.o.) Berechnung aller Rf-Werte Kopie der DC beilegen

Auswertung: Die Schmerztablette (Analyse ______) enthält _______________, weil

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Brechungsindex

Die Bestimmung des Brechungsindexes gehört zu den optischen Analysenmethoden.

Die Messung ist eine einfache und schnelle Methode zur Überprüfung der Identität und Reinheit von Flüssigkeiten.

Prinzip:

Trifft ein monochromatischer (= nur eine Wellenlänge) Lichtstrahl aus der Luft (=optisch dünneres Medium) schräg auf eine Flüssigkeit (optisch dichteres Medium), so ändert er seine Richtung – er wird gebrochen.

Dieser Vorgang heißt Refraktion.

Zeichnung:

Der Brechungsindex ist dann wie folgt definiert:

n²⁰D = sin ά sin β

Der Brechungsindex ist abhängig von:

- der Wellenlänge des Lichtes (verwendet wird: „D-Linie des Natriumlichtes 589,3nm“

- der Temperatur (Messung bei 20°C +/- 0,5°C

Das Gerät zur Bestimmung des Brechungsindexes heißt Abbe-Refraktometer.

Das optisch dünne Medium ist die Untersuchungslösung, das optisch dichte Medium ein Glasprisma.

17 Durchführung

1.) Temperatur der Untersuchungslösung auf 20°C einstellen

2.) einen Tropfen Untersuchungslösung mit einer Plastikpipette auf das Messprisma auftragen.

3.) Gerät schließen und Sehfeld wie abgebildet mit scharfer Hell-Dunkel-Grenze einstellen

4.) Brechungsindex auf drei Stellen nach dem Komma ablesen. Eine Rechnung ist nicht erforderlich!

Aufgaben

1.) Bestimmen Sie den Brechungsindex von demineralisiertem Wasser.

2.) Überprüfen Sie den Brechungsindex einer Analyse, in der Kümmelöl enthalten sein soll. Entspricht die Analyse den Anforderungen des Ph. Europ.?

Protokoll Aufgabe Temperatur Messwert

Ergebnis/Sollwert

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Optische Drehung

Bestimmte organische Stoffe drehen die Ebene linear polarisierten Lichtes. Diese Substanzen sind optisch aktiv.

Prinzip:

Der Drehwinkel  wird mit einem Polarimeter gemessen:

Das Gerät besteht aus einer Natrium-Lampe, die Licht einer Wellenlänge abstrahlt, welches noch nicht polarisiert ist (Licht strahlt noch nach oben, unten....). Ein

Polarisator (= Spalt) lässt nur eine Ebene durch; das Licht ist polarisiert. Der Lichtstrahl wird durch die optisch aktive Substanz geleitet und dabei um einen Winkel  gedreht.

Der Winkel wird mit einem 2. Spalt (=Analysator) gemessen. Dieser Spalt wird so lange gedreht, bis der Lichtstrahl voll hindurchgeht. Der Analysator kann nach recht (+) oder links (-) gedreht werden.

Der Drehungswinkel  ist abhängig von:

 dem Lösungsmittel

 der Wellenlänge des polarisierten Lichtes

 der Temperatur

 der Schichtdicke (=Länge der Küvette)

 der Konzentration der Messlösung

Um Werte, die an verschiedenen Orten ermittelt wurde zu vergleichen, hat man sich auf Standardbedingungen geeinigt:

 Wellenlänge: D-Linie des Na-Lichtes (589,3nm)

 20°C

 Schichtdicke 1dm

 Konz. 1g/ml (!!!)

Der ermittelte Drehwinkel unter diesen Standardbedingungen ergibt die spezifische Drehung.

Da die Messung unter Standardbedingungen in einigen Punkten schlecht einzuhalten ist (z.B. die Konzentration), kann der Drehwinkel auch bei anderen Bedingungen bestimmt werden.

Anhand einer Formel kann auf Standardbedingungen, also in die spezifische Drehung, umgerechnet werden (vgl. Monographie):

Ist die spezifische Drehung bekannt, so kann auch eine unbekannte Konzentration berechnet werden (vgl. Formeln Monographie):

19 Durchführung: s. Ph.Eur.

Anmerkungen zur Durchführung:

Im Polarimeter müssen die sichtbaren Halbkreise durch Drehen der Scheibe auf gleiche Helligkeit eingestellt werden. Wird die Scheibe dazu nach links gedreht, ist der

Drehwinkel negativ. Dreht man nach rechts, so ist das Vorzeichen positiv.

Man bestimmt fünfmal den Nullpunkt des Polarimeters mit dem Lösungsmittel und anschließend fünfmal die optische Drehung der Untersuchungslösung. Für die Er Messungen muss nur die Einstellung wiederholt werden. Sie müssen nicht immer wieder neue Lösung in das Polarimeterrohr einfüllen. Achten Sie aber darauf, dass sich keine Luftblasen in der Polarimeterröhre befinden. Luftblasen können vermieden

werden, indem das Rohr vom schmalen Ende gefüllt wird und mit dem breiten Ende nach oben in das Polarimeter gelegt wird.

Bilden Sie aus den Messwerten den jeweiligen Mittelwert und subtrahieren Sie den Nullpunktmittelwert vom Mittelwert der Probe (Vorzeichen beachten).

Optische Aktivität:

Nur bestimmte organische Stoffe sind in der Lage, Licht zu drehen. Diese Stoffe besitzen mindestens ein asymmetrisches Kohlenstoff-Atom. Ein C-Atom ist

asymmetrisch, wenn es mit 4 verschiedenen Atomen oder Atomgruppen Bindungen eingeht.

Bsp.:

Liegt ein asymmetrisches C-Atom vor, so treten stets eine rechts- und eine

linksdrehende Form auf. Sind beide Formen im Verhältnis 1:1 gemischt, so spricht man von einem Razemat. Die linke und die rechte Drehung heben sich auf. Razemate sind also optisch inaktiv.

Aufgaben

1.) Ermitteln Sie die Konzentration der ausstehenden wässrigen Glucoselösung.

Die spezifische Drehung von D-Glucose entnehmen Sie dem Ph. Europ.

Das Analysengefäß bitte nicht leeren.

2.) Gruppenaufgabe:

Stellen Sie eine 10,0%ige (m/V) Lösung von D-(+) Campher in Ethanol her. (25 ml) Bestimmen Sie die spezifische Drehung von D(+)Campher.

Der gleiche Versuch wird mit racemischem Campher durchgeführt.

Achtung: Nullpunkteinstellung mit dem Lösungsmittel nicht vergessen.

Protokoll Aufgabe Messwerte Rechnung

Ergebnis / ggf. Sollwert