samenvatting analyse van de geneesmiddelen

Analyse GM
Inhoudsopgave
1 Inleiding .................................................................................................................................................. 5
1.1 Geschiedenis......................................................................................................................................... 5
1.2 Definitie ................................................................................................................................................ 5
1.3 Belang voor farmacie ........................................................................................................................... 6
1.4 Classificatie (indeling) .......................................................................................................................... 6
1.4.1 afhankelijk van doel ........................................................................................................................ 6
1.4.2 afhankelijk van hoeveelheid test-staal (gewicht) ............................................................................ 7
1.4.3 afhankelijk van volume analyse-staal .............................................................................................. 7
1.5 Methodes in kwantitatieve analystische chemie ................................................................................. 8

2 Eenheden & concentraties ...................................................................................................................... 8
2.1 Concentratie ....................................................................................................................................... 10
2.2 Gramatoom ........................................................................................................................................ 11
2.3 Grammolecule of mol ......................................................................................................................... 11
2.4 Atomaire massa of atomair gewicht .................................................................................................. 11
2.5 Moleculaire massa of moleculair gewicht .......................................................................................... 11
2.6 Molariteit ........................................................................................................................................... 11
2.7 Molaliteit (niet?) ................................................................................................................................ 12
2.8 Soortelijk gewicht – dichtheid (𝝆) ...................................................................................................... 12
2.9 Verdunningen ..................................................................................................................................... 12

3 Introductie tot het chemisch evenwicht ................................................................................................ 13
3.1 Chemisch evenwicht ........................................................................................................................... 13
3.2 Evenwicht en thermodynamica .......................................................................................................... 15
3.3 Het principe van Le Châtelier ............................................................................................................. 16
3.4 Activiteiten in plaats van concentraties ............................................................................................. 17

4 Systematische gebruik van evenwichten ............................................................................................... 24
4.1 Systematisch gebruik van evenwichten ............................................................................................. 24
4.2 Ladingsbalans .................................................................................................................................... 25
4.3 Massabalans ...................................................................................................................................... 26
4.4 Toepassingen ..................................................................................................................................... 27
4.4.1 TOEPASSING 1: .............................................................................................................................. 27

5 Monoprotische zuur/base ..................................................................................................................... 29
5.1 Bronsted-Lowry zuren & basen .......................................................................................................... 29
5.1.1 STERKE ZUREN/ BASEN .................................................................................................................. 30
5.1.2 ZwAKKE ZUREN/ BASEN ................................................................................................................ 30

1

, 5.2 pH ....................................................................................................................................................... 32
5.3 pH van monoprotisch zuur/base ........................................................................................................ 34
5.3.1 sterk monoprotisch zuur (hcl) met concentratie > 10-6 M ............................................................ 34
5.3.2 sterk monoprotisch zuur (hcl) met concentratie ≤ 10-6................................................................ 35
5.3.3 sterk monoprotisch zuur (hcl) samengevat ................................................................................... 35
5.3.4 zwak monoprotisch zuur (azijnzuur hac) ....................................................................................... 36
5.3.5 sterke monoprotische base (Naoh) met concentratie > 10-6 M .................................................... 38
5.3.6 sterke monoprotische base (naoh) met concentratie ≤ 10-6 M .................................................... 38
5.3.7 zwakke monoprotische base (ammoniak nh3) .............................................................................. 39
5.3.8 OVERZICHT MONOPROTISCHE ZUREN/ BASEN ............................................................................. 40
5.4 Buffers ................................................................................................................................................ 41
5.4.1 buffercapaciteit ............................................................................................................................. 43
5.5 Dominante soort in een monoprotische oplossing ............................................................................. 45

6 Polyportisch zuur/base ......................................................................................................................... 48
6.1 Ka en Kb in polyprotische zuur-base .................................................................................................... 48
6.1.1 aminozuren ................................................................................................................................... 48
6.2 pH berekening van polyprotisch zuur/base ........................................................................................ 49
6.2.1 de zure vorm van een polyprotisch zuur ....................................................................................... 49
6.2.2 de amfolytische (intermediaire) vorm van een polyprotisch zuur ................................................ 52
6.2.3 de basische vorm van een polyprotisch zuur ................................................................................ 54
6.3 buffers van polyprotische zuren ......................................................................................................... 55
6.4 dominant deeltje in polyprotische zuren ............................................................................................ 57

7 volumetric analysis (titrations).............................................................................................................. 61
7.1 definitie titratie .................................................................................................................................. 61
7.2 Classificatie titraties ........................................................................................................................... 61
7.2.1 zuur/base reacties ......................................................................................................................... 62
7.2.2 redox reacties ................................................................................................................................ 62
7.2.3 neerslag titratie ............................................................................................................................. 62
7.2.4 complexatie titraties ..................................................................................................................... 63
7.3 Voorwaarden voor goeie titratie ........................................................................................................ 63
7.4 Standaardisatie .................................................................................................................................. 64
7.4.1 primaire standaard ........................................................................................................................ 64
7.4.2 secundaire standaard .................................................................................................................... 64
7.4.3 standaardisatie in zuur/base titraties ........................................................................................... 65
7.4.4 standaardisatie in redox titraties .................................................................................................. 65
7.4.5 standaardisatie in associatiereacties............................................................................................. 66
7.5 Types titraties ..................................................................................................................................... 66
7.5.1 directe titratie ............................................................................................................................... 66
7.5.2 substitutie titratie.......................................................................................................................... 67
7.5.3 Terug titratie ................................................................................................................................. 68

8 Zuur/base titraties ................................................................................................................................ 70
8.1 Algemene "flow" voor zuur/base titratie ........................................................................................... 70
8.2 Titratie SZ met SB ............................................................................................................................... 70
8.3 Titratie ZZ met SB ............................................................................................................................... 72
8.4 Titratie ZB met SZ ............................................................................................................................... 72
8.5 Titratie polyprotisch Z/B ..................................................................................................................... 72

2

, 8.6 Het stoichiometrisch punt vinden....................................................................................................... 73
8.6.1 zuur-base indicatoren ................................................................................................................... 73
8.6.2 pH electrode .................................................................................................................................. 75
8.7 Praktische aspecten ........................................................................................................................... 76

9 Stereochemische metingen ................................................................................................................... 77
9.1 Redox reactie en chemisch evenwicht ................................................................................................ 77
9.1.1 redoxreacties balanceren in zure omgeving (vb Mno4- / mn2+) .................................................... 77
9.1.2 redoxreacties balanceren in basische omgeving (vb aso43- / As2O3) ............................................. 78
9.2 Elektron acceptor constante .............................................................................................................. 78
9.3 Elektrode reductie potentiaal ............................................................................................................. 79
9.4 Nernst potentiaal ............................................................................................................................... 79
9.4.1 normale nernstpotentiaal (normpotentiaal) ................................................................................. 80
9.4.2 pseudonormale nernstpotentiaal ................................................................................................. 80
9.4.3 nernst potentiaal: halfreactie is afh v ph ...................................................................................... 81
9.4.4 nernst potentiaal: halfreactie bevat een vast deeltje ................................................................... 81
9.4.5 nernst potentiaal: halfreactie bevat een gas ................................................................................ 81
9.5 Standaard waterstofelektrode (S.H.E.) .............................................................................................. 82
9.6 Praktische referentie-elektroden ........................................................................................................ 82
9.6.1 ag/agcl elektrode........................................................................................................................... 82
9.6.2 standaard calomel elektrode (SCE) ............................................................................................... 83
9.6.3 berekening met praktische referentie-elektrodes ........................................................................ 83
9.7 Indicator elektrodes: potentiometrie ................................................................................................. 84
9.7.1 indicator elektrode van de eerste soort ........................................................................................ 84
9.7.2 indicator elektrode van de tweede soort ...................................................................................... 86
9.7.3 inerte elektrode............................................................................................................................. 87
9.7.4 pH elektrode .................................................................................................................................. 87

10 Redox titraties ...................................................................................................................................... 89
10.1 Redox reactie...................................................................................................................................... 89
10.2 Richting van de redoxreactie .............................................................................................................. 90
10.2.1 halfreactie zonder protonen .................................................................................................... 90
10.2.2 halfreactie met protonen ......................................................................................................... 91
10.3 Redox titratie curve ............................................................................................................................ 93
10.3.1 reductor (analiet) met oxidator (titrans) .................................................................................. 93
10.3.2 OXIDATOR (ANALIET) MET REDUCTOR (TITRANS) .................................................................... 95
10.4 HET STOICHIOMETRISCH PUNT VINDEN ............................................................................................ 97
10.4.1 visuele methodes: redox indicator ........................................................................................... 97
10.4.2 visuele methodes: zelfindicator ............................................................................................... 98
10.4.3 visuele methodes: zetmeel indicator ....................................................................................... 98
10.4.4 elektrochemische methodes: inerte indicator elektrode ......................................................... 98

11 Complexometrische titraties ................................................................................................................. 99
11.1 Definities ............................................................................................................................................ 99
11.2 EDTA als chelaatvormer ..................................................................................................................... 99
11.3 Titratiecurve EDTA titraties .............................................................................................................. 104
11.3.1 factoren die een invloed hebben op de titratiecurve ............................................................. 106
11.3.2 wanneer kan metaalion getitreerd worden? ......................................................................... 106
11.4 Het stoichiometrisch punt vinden..................................................................................................... 107

3

, 11.4.1 kleur indicatoren .................................................................................................................... 107
11.4.2 elektrode van de tweede soort .............................................................................................. 110
11.5 pH en EDTA complexatie: de echte uitdaging .................................................................................. 111

12 Neerslagtitraties ................................................................................................................................. 113
12.1 Definities .......................................................................................................................................... 113
12.2 Ksp oplosbaarheidsproduct en verzadigde oplossing....................................................................... 113
12.3 Opgeloste stof, oplossing, oplosmiddel ............................................................................................ 114
12.3.1 voorbeelden van oplossingen (opg st opgelost in oplosmiddel) ............................................ 114
12.4 Oplosbaarheid .................................................................................................................................. 115
12.5 Molaire oplosbaarheid (S) en Ksp..................................................................................................... 115
12.6 Factoren met een invloed op molaire oplosbaarheid ....................................................................... 116
12.6.1 temperatuur ........................................................................................................................... 116
12.6.2 zout effect (invloed ionensterkte 𝝁)....................................................................................... 116
12.6.3 gemeenschappelijk ion effect ................................................................................................. 117
12.7 Neerslag titraties (zie ook cursusblad) ............................................................................................. 118
12.8 Stoichiometrisch punt vinden ........................................................................................................... 119




4

,1 Inleiding
1.1 Geschiedenis
 geschiedenis analystische chemie even oud als beschaving
- Zuiveren (scheiden) v ijzer uit zijn ertsen
- Controle v gouden munten
- Transmutatie basis nr edele metalen
- Middeleeuwen & renaissance: alchemisten
- 18e eeuw wetenschappelijke basis: door introductie experiment  theoriën testen
tegen realiteit (= omkeer in wetenschap  obv waarnemingen & resultaten 
theorie opbouwen  theorie vgl met realiteit)

 Lavoisier: grote invloed
- Eerste verklaring oxidatie-reductie
- Introductie balans blad als instrument
- Wet v behoud v massa: massa links en rechts van chemische vergelijking constant!

 19e eeuw: scheiding chemie in verschillende takken:
- Organische chemie
- Anorganische chemie
- Biochemie – enzymes
- Analytische chemie (grote overeenkomst met andere subsectoren: psychologie,
biologie)

1.2 Definitie
 analytische chemie gericht op:
- Scheiding (ingrediënten)  elk ingrediënt apart identificeren
- Identificatie  bestanddelen identificeren
- Bepaling
o Kwalitatief (niet met getal)
o Kwantitatief (met getal)
… van de bestanddelen in een te testen monster ('pure stof' of 'mengsel') om de
chemische samenstelling te kennen
 mengsel: alles wat je inneemt als GM vorm; uit verschillende componenten (API +
hulpstoffen vr vorm)
 in neurofen: hulpstoffen = water, sucrose, smaakstof

 Te onderzoeken stalen: komen voor in verschillende vormen:
- Vloeibaar (siropen, intraveneus toegediend,…)
- Gasvormig (medicinale zuurstof, anesthetica)
- Vast (tabletten, gelulen, supo's, gels, zalven, crèmes)




5

,1.3 Belang voor farmacie
GM ontwikkeling GM op markt
Product ontwikkeling procesbeheersing
Formulatie v medicinaal product Controle afgewerkt product
Bepaling farmacologische eigenschappen Analyse ruwe materialen
Klinische & toxicologische studies Stabiliteitsstudies
Vervalsingen v GM

Vervalsingen GM (counterfeits):
- Bevaten niets
- Bevatten verkeerde API (Active Pharmaceutical Ingredient) (actief bestanddeel,
verantw voor werking GM)
- API met onzuiverheden te laag gedoseerd
 op oa illegale sites
 vb. weerwolfkindje: medicatie vr maagproblemen verwisseld met GM voor haargroei
 Fout van firma in analyse!

1.4 Classificatie (indeling)
1.4.1 AFHANKELIJK VAN DOEL
1) Kwalitatieve analyse
- In positieve zin = aanwezigheid
o Identificatie van zuivere stoffen (farmacopee)
o Componenten aantonen in mengsels
 aanwezigheid v GM aantonen
 spec test nodig (toch genoeg materiaal) (weinig sensitief)
- In negatieve zin = afwezigheid
o Afwezigheid v bepaalde componenten aantonen
o Zuiverheidstesten (farmacopee)
 heel sensitieve test nodig (weinig specifiek)
 (als onjuiste st in zeer kleine hoeveelh aanw is  niet zuiver!)

➔ verschil gevoeligheid (sensitiviteit) & specificiteit test (afh v doelstelling) !!
o Gevoelige test: kan lage concentratie aantonen in kleine hoeveelheid
(sensitief)
o Specifieke test: toont specifieke stof aan

2) Kwantitatieve analyse = analytische assay
 bepalen v relatieve verhouding (relatief = vb 99) (absoluut = vb 100 mg) v component
in staal
 gehaltebepaling

➔ verschil reproduceerbaarheid (precisie) & accuuraatheid (juistheid)
o Reproduceerbaarheid: over spreiding v data  data dicht bij elkaar (niet
verspreid) (standaarddeviatie)
o Juistheid: gemiddelde v pogingen/ waarden = juiste waarde (wat h moet
uitkomen)

6

,3) semi-kwantitatieve analyse
 kwalitatieve analyse waar een kwantitatieve schatting aan gekoppeld is (ruwe
bepaling)
identificeren & idee v grootte-orde op plakken => niet precies


1.4.2 AFHANKELIJK VAN HOEVEELHEID TEST-STAAL (GEWICHT)
 Macroanalysis: > 100 mg
 Semi-microanalysis: 100 mg – 10 mg
 Microanalysis: 10 mg – 1 mg
 Ultramicroanalysis: < 1 mg
➔ getallen niet v buiten, wel grootte v orde kunnen inschatten



1.4.3 AFHANKELIJK VAN VOLUME ANALYSE-STAAL
 Macroanalysis: > 1000 μL
 Semi-microanalysis: 1000 μL – 100 μL
 Microanalysis: 100 μL – 10 μL
 Ultramicroanalysis: < 10 μL
➔ getallen niet vanbuiten




7

,1.5 Methodes in kwantitatieve analystische chemie
 Chemische analyse
- Volumetrie of titrimetrie (meetanalyse)
o xX + rR → yY
o toevoegen van R tot alle X is omgezet naar Y = SP (stoich punt)
o SP wordt zichtbaar mbv indicator
o Voordelen:
▪ Goedkoop
▪ Eenvoudige apparatuur
▪ Makkelijk uit te voeren
▪ Grote accuraatheid (juistheid) + grote precisie
(reproduceerbaarheid) !!
▪ Standaard methode in farmacopee
 Instrumentele methoden
- 2e bachelor
- Accuraatheid + precisie lager
- Sensitiviteit hoger

 Biologische assay (biologische analysemethoden)
- ALTIJD grote spreiding !
- Test voldoende x doen  gemiddelde waarde wel juist (accuuraatheid kan dus
goed zijn)
➔ kan accuraat zijn, maar ALTIJD slechte precisie
- Cel linneages (in vitro)
- Proefdiermodellen (in vivo)


2 Eenheden & concentraties
 eenheden = standaardisaties  universeel data uitwisselen
 fundamentele SI-eenheden:




8

, eenheden afgeleid van SI-eenheden (= geen standaardeenheden):
➔ V = afgeleid v lengte-eenheid (3-dim lengte)




 prefixen (kunnen toepassen & onderling omzetten!)




9

, 2.1 Concentratie
 Hoeveelheid bestanddeel (stof) aanwezig tov totale hoeveelheid (totaal volume of totale
massa)



 m = hoeveelheid bestanddeel aanwezig (stof die opgelost/ gemengd is)
a = totale hoeveelheid
f = arbitraire factor (102, 106,…..) = omrekeningsfactor zodat m en a in zelfde eenheid
uitgedrukt zijn

 praktische uitdrukking:
a) vast staal (m/m  gewichtsverhoudingen)

 meest gebruikt farma!
 basiseenheid
 in milieuchemie of anayse
stalen

Vb. 3g aspirine in 100g  0,03 g aspirine in 1g (= 0,03 ppu = 3m%)

b) vloeibaar staal (m/V  massa-volume) (vaste st oplossen in vloeistof) (eindstof = vl)




!! g/mL en NIET mg/mL !!

c) vloeibaar staal (V/V  volume-volume) (2 vloeistoffen mengen)




!! mL/mL !!

d) gassen (V/V  volume-volume) (2 gassen mengen)




!! mL/mL !!

10