Wägen und Zerkleinern von Feststoffen
Wie man mit Eichwert und Mindestlast beurteilt, ob eine Waage für eine Einwaage taugt, und welche Geräte Feststoffe trocken zerkleinern.
Das Wichtigste in Kürze
- Beim Wägen fester Stoffe bestimmt der Eichwert einer eichfähigen Waage die Unsicherheit der Einwaage.
- Die absolute Wägeunsicherheit schätzt man über den Eichwert \(e\) ab, nicht über den Teilungswert \(d\).
- Die relative Wägeunsicherheit ist \(e/m\) und steigt, je kleiner die Einwaage ist.
- Einwaagen unterhalb der Mindestlast sind unzulässig.
- Kugelmühle, Stiftmühle sowie Reibschale mit Pistill eignen sich zum trockenen Vermahlen fester Stoffe.
Worum es geht
Bevor ein Pulver verarbeitet wird, muss man es genau einwiegen und meist fein zerkleinern. Wie genau eine Waage dabei ist, verrät nicht die Zahl der Nachkommastellen, sondern ihr Eichwert.
Feststoffe in der Rezeptur
Bei festen Ausgangsstoffen stehen zwei Arbeitsschritte am Anfang: die Einwaage und das Zerkleinern. Für die Einwaage nutzt die Apotheke eichfähige Waagen. Ihr Typenschild nennt vier Kenngrößen:
- Höchstlast (Max): die größte zulässige Last.
- Mindestlast (Min): die kleinste zulässige Einwaage.
- Eichwert \(e\): der Wert, auf den die Waage geeicht ist.
- Teilungswert \(d\): der kleinste Ziffernschritt der Anzeige.
Im Beispiel zeigt die Anzeige Milligramm an (\(d\) = 0,001 g). Geeicht ist die Waage aber nur auf \(e\) = 0,01 g. Mehr zu Waagen als Messinstrument steht unter Messgeräte.
Wägeunsicherheit
Die absolute Wägeunsicherheit einer eichfähigen Waage schätzt man über den Eichwert ab. Der Teilungswert ist dafür nicht maßgeblich. Eine feinere Anzeige macht die Waage nämlich nicht genauer. Die relative Wägeunsicherheit bezieht den Eichwert auf die Einwaage, wie bei jeder relativen Unsicherheit.
\[u_{rel} = \frac{e}{m}\]
\(e\): Eichwert in g, \(m\): Einwaage in g, \(u_{rel}\): relative Wägeunsicherheit (mal 100 in %).
Je kleiner die Einwaage, desto größer wird der relative Fehler. Die Kurve fällt hyperbolisch. Unterhalb der Mindestlast sind Einwaagen unzulässig, auch wenn die Anzeige einen Wert liefert.
Eignung einer Waage beurteilen
Gefordert sei eine relative Unsicherheit von höchstens 1 %. Einzuwiegen sind 0,15 g.
- Mindestlast prüfen: Die Waage mit Min 0,2 g scheidet aus, denn 0,15 g liegt darunter.
- Unsicherheit berechnen: Eine Analysenwaage mit \(e\) = 0,001 g und Min 0,02 g ergibt 0,001 g / 0,15 g = 0,0067, also 0,67 %.
- Vergleichen: 0,67 % liegt unter 1 %. Diese Waage ist geeignet.
Trockenes Zerkleinern
Viele Arzneistoffe müssen vor dem Mischen fein pulverisiert werden. Drei Geräte eignen sich zum trockenen Vermahlen fester Stoffe. Sie unterscheiden sich darin, wie sie das Mahlgut beanspruchen.
| Gerät | Aufbau | Beanspruchung |
|---|---|---|
| Kugelmühle | rotierende Trommel mit Mahlkugeln | Stoß und Reibung |
| Stiftmühle | Rotor- und Statorscheibe mit Stiften | Prall |
| Reibschale mit Pistill | Schale und Stößel, von Hand geführt | Druck und Reibung |
In der Rezeptur ist die Reibschale das Standardgerät für kleine Mengen. Weitere Geräte behandelt Waagen und Geräte für Herstellung und Prüfung, die Weiterverarbeitung von Pulvern die Seite zu Granulaten.
Quiz
Aussage 1
Zeigt eine Waage Milligramm an, beträgt ihre absolute Wägeunsicherheit auch bei einem Eichwert von 0,01 g nur 1 mg.
Maßgeblich ist der Eichwert, nicht der Teilungswert. Die absolute Unsicherheit beträgt hier 0,01 g.
Aussage 2
Bei einem Eichwert von 0,01 g und einer Einwaage von 2 g beträgt die relative Wägeunsicherheit 0,5 %.
0,01 g / 2 g = 0,005, also 0,5 %.
Aussage 3
Die Stiftmühle zerkleinert trockenes Mahlgut durch Prall zwischen Stiften auf Rotor- und Statorscheibe.
Die Stiftmühle eignet sich zum trockenen Vermahlen und arbeitet mit Prallbeanspruchung.
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