Grenzprüfungen

Der letzte Teil meines chemischen Analytikpraktikums rückt näher. Dabei ist der erste Teil des dritten Teil nichts Neues, sondern eigentlich nur die Wiederholung der erste Station: Die Identitätsprüfung von Salzen. Von den höheren Semestern liebevoll "Ionenlotto" genannt, müssen die Salze analysiert werden und das Anion und Kation angegeben werden.
Der zweite Teil ist neu: Die Grenzprüfungen, oder auch Reinheitsprüfungen. Der Hintergrund ist einfach: Werden Arzneimittel ausgeliefeität werden, müssen sie erst einmal auf ihre Identität geprüft werden, d.h. ist in dem Braunglas mit Kaliumiodid wirklich Kaliumiodid? Vielleicht ist es ja auch Kaliumbromid. Immerhin sind beide Salze weiß und lassen sich vom äußeren Erscheinungsbild kaum unterscheiden. Dass die Abgabe falscher Stoffe katastrophale Folgen haben kann, versteht sich von selbst. Selbst wenn es sich nur um Natriumchlorid, allgemein auch als Kochsalz bekannt, handelt. Denn in hoher Konzentration ist selbst dies tödlich.
Danach muss die Reinheit geprüft werden. Für jeden Stoff gibt es Grenzwerte im Bezug auf Verunreinigungen. In den Monographien des Europäischen Arzneibuches sind diese für jeden Stoff angegeben und dort findet man auch die "Kochrezepte" für die Grenzprüfungen. Also eine Anleitung, der entnommen werden kann, wie eine Grenzprüfung durchgeführt werden muss.
Minimale Mengen an Verunreinigungen sind also erlaubt, wenn auch nicht erwünscht. Aus gesundheitlichen Gründen dürfen die Grenzwerte aber nicht überschritten werden.
Es freut mich, dass wir jetzt schon praxisrelevante Aufgaben haben und vom ersten Semester an notwendige praktische Fähigkeiten im Labor erlernen. Das habe ich gemerkt, als ich es meiner Mutter die Grenzprüfungen erklärt hat und sie mir von einem Medikament erzählt hat, das vom Markt genommen wurde, weil die Grenzwerte nicht eingehalten werden konnten.

Den Praxisbezug gibt es also im Praktikum (auch wenn mit ein Kommilitone, der bereits einen PTA Ausbildung hinter sich hat, berichtet hat, dass man das später im Alltag nicht mehr macht, da die Apotheken schon geprüfte Arzneimittel ordern), allerdings kommt man unserem noch sehr geringen Wissensstand entgegen und beschränkt die Verunreinigungen.
Insgesamt kann es fünf Verunreinigungen geben: Eisen-, Sultat-, Chlorid-, Calcium- und Schwermetallionen können unsere Salzlösungen verunreinigen und dabei kommt es dann noch mal auf das genaue Salz an, welche Grenzprüfungen durchgeführt werden müssen, denn logischer Weise muss eine Natriumchloridlösung nicht auf eine Verunreinigung von Chloridionen getestet werden (Spoiler: Ja, in solch einer Lösung sind Chloridionen enthaltet, wer hätte das gedacht?).
Ein einziges Salz in unserem Praktikum muss gar nicht auf Verunreinigungen getestet werden, nämlich Silbernitrat. Natürlich hatte ich kein Silbernitrat, aber meine Mitbewohnerin und Mitkommilitonin hatte es gleich zweimal und muss daher nur bei den restlichen vier Salzen Grenzprüfungen durchführen. Ich habe das Pech oder auch Glück, je nach dem wie man das sieht, für sechs Salze Grenzprüfungen durchzuführen, für Natriumacetat sogar alle fünf. (Für Natriummolybdat nur zwei!).

Dabei ist das Prinzip bei den Grenzprüfungen eigentlich immer gleich: Man hat eine Referenzlösung, mit der man eine niederschlaggebende Reaktion durchführt. Zum Beispiel fällt man Chloridionen mit Silbernitrat, d.h. die Referenzlösung wird trüb. Die Referenzlösung enthält dann den Grenzwert an Chloridionen, die Probe die Lösung, von der man nicht weiß, ob sie verunreinigt ist oder nicht. Auch der Probe gibt man Silbernitrat bei (und noch einige andere Zutaten, die z.B. den pH-Wert einstellen) und vergleicht dann den Grad der Trübung, oder z.B. bei der Grenzprüfung auf Eisenverunreinigung vergleicht man die Intensivität der Rotfärbung.

Positive Grenzprüfung auf Verunreinigung mit Chlorid mit einer Natriumacetat-Lösung, Probe links, Referenz rechts

Die Assistenten machen es uns im Praktikum zum Glück relativ leicht und verunreinigen unsere Lösungen wenn dann sehr stark. Bei den meisten Grenzprüfungen steht geschrieben, dass man 5 oder manchmal auch 15 Minuten warten soll, bevor man den Trübungsgrad vergleicht, allerdings ist das meistens gar nicht nötig, da die Trübung sofort und sehr stark eintritt, wenn es verunreinigt ist.
Wäre auch ein bisschen blöd wenn nicht, da meine Referenzlösungen manchmal einfach selbst nicht wirklich eine Trübung aufweisen, bzw. eine so schwache Trübung, dass es schlecht zu erkennen ist, gar nicht erst davon reden, diese mit einer anderen zu vergleichen. Klar ist einfach klar, da kann ich schlecht sagen, was trüber ist. Aber da in der Referenzlösung auf jeden Fall die Verunreinigung enthalten ist, macht es dann schon ein wenig stutzig.

Die französische Giftmörderin

Es war einmal eine französische Dame mit Namen Marie Cappelle. Sie lebte im 19. Jahrhundert und führte augenscheinlich ein recht gutes Leben für die Zeit. Sie gehörte zur Mittelschicht und wuchs bei Pflegeeltern auf. Schon sehr früh wuchs in ihr das Wunsch, ein besseres Leben in der obersten Schicht zu führen, mit viel Geld und Ansehen. Nachdem sie eine Freundin bestohlen und einen vorgeblich reichen Mann geheiratet hatte, begann sie diesen nach und nach zu vergiften. Die genauen Gründe kann ich noch nicht so ganz nachvollziehen, vermutlich war es pure Gier und Enttäuschung über das letzten Ende doch nicht vorhandene Vermögen ihres Ehemannes. Außerdem überredete sie ihn sein Testament zu ihren Gunsten zu ändern und begann alsbald ihm vergiftete Speisen zu verabreichen.

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Marie Cappelle, die nach ihrer Hochzeit Marie Lafarge hieß, verwendete Arsen, um ihren Ehemann zu vergiften. Arsen ist ein chemisches Element und hochgradig giftig. Es steht in der fünften Hauptgruppe, also in der Stickstoffgruppe und ihm ist die Ordnungszahl 33 zugeordnet.
Es war ein beliebtes Gift und wurde auch von Marie Lafarge deshalb verwendet, da die Vergiftung nur schwer von der damals weit verbreiteten Cholera zu unterscheiden war. Sowohl bei einer Choleraerkrankung als als auch bei einer Arsenvergiftung treten Symptome wie Durchfall, Erbrechen, Schwäche und Bewusstseinseintrübungen auf.

Das perfide am Mord der Marie Lafarge war ihre Dreistigkeit. Sie schickte ihrem Mann einen vergifteten Kuchen, als er an seinen Landsitz zurückkehrte und schon chronisch vergiftet von einem Arzt einen Trank aus Milch und Ei verschrieben bekam, vergiftete sie auch diesen. Dabei fiel den Bediensteten und auch den Ärzten auf, dass sie stets ein Malachitdöschen mit einem weißen Pulver bei sich trug und es den Speisen und Getränken ihren Gemahls zugab. Dabei verwendete sie immer neue Ausreden, so handele es sich zum Beispiel um Orangenblütenpulver. Als ein Arzt es genauer untersuchte, kam dieser zu dem Schluss, es müsste sich um von der Decke abbrösselnden Kalk handeln. Es schöpfte nicht einmal jemand Verdacht, als jemand berichtete, dass Marie den Gärtner angewiesen hatte, in der Apotheke Arsen zu erstehen. Sie behauptete ganz einfach, dass sie die Rattenplage auf dem Hofe damit bekämpfen wollen.

Insgesamt klingt die ganze Geschichte aus heutiger Sicht komisch und ich wundere mich, warum die Leute früher so naiv waren. Doch dass ich heute so denke und dass heute eine Arsenvergiftung erkannt und das Morden mit Arsen daher sehr schnell bestraft werden kann, verdanken wir einem englischen Chemiker namens James Marsh.
Er entwickelte 1836 eine Methode, um Arsen in organischem Material, also zum Beispiel in menschlichen Innereien, nachzuweisen.
Gut für uns um 21. Jahrhundert, schlecht für die Giftmischerin Lafarge 1840. Ihr Ehemann, den sie erfolgreich chronisch vergiftete hatte und der nach einigen Tage verstarb, wurde untersucht und positiv auf Arsen getestet. So kam es zum ersten Gerichtsverfahren mit einem Urteil auf der Grundlage eines toxikologisch-chemischen Beweises.
Marie Lafarge wurde zu lebenslanger Zwangsarbeit verurteilt, was kurz darauf in eine lebenslange Freiheitsstrafe geändert wurde. Sie verbrachte 10 Jahre im Gefängnis, bevor sie 1852 im Alter von nur 36 Jahren vermutlich an Tuberkulose starb.

Damit erging es ihr mit diesem Urteil noch relativ gut. 200 Jahre zuvor wäre sie vermutlich gefoltert und anschließend hingerichtet worden, die ihre Kollegin Marie-Madeleine de Brinvilliers, die ebenfalls eine französische Giftmöderin war und mit Arsenik tötete.

Die Marsche Probe wird heute in der chemischen Analytik immer noch zum Nachweis von Arsen benutzt. Dabei wird ein Regenzglas, in dem sich die Analysenprobe und Zink-Perlen befinden, mit Salzsäure befüllt und verschlossen.
In diesem Schritt erzeugt man den Wasserstoff nascendi, der das Arsenik in der Analysenprobe zu Arsenwasserstoff reduziert.
Das Reagenzglas wird mit einem Glasrohr verbunden, das zu einem Kapillaren ausgezogen ist, an der verjüngten Stelle wird mit einem Brenner erwärmt. Dabei zerfällt die metastabile Arsenwasserstoffverbindung durch die Hitze zu elementarem Arsen (und Wasserstoff).
Elementares Arsen hat eine charakteristisch Farbe, das es tiefschwarz ist und kann dadurch nachgewiesen werden.

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Vor der Entwicklung der Marshen Probe waren Giftmorde mit Arsen populär und es gibt einige bekannte Beispiele in der Geschichte. Auch in Deutschland wütete einst eine Giftmischerin, die insgesamt 15 Menschen mit Arsen vergiftete. Gesche Gottfried kam aus Bremen und auch sie wurde hingerichtet.
Seit Ende des 19. Jahrhunderts wird Arsen als Gift eher nicht mehr verwendet, allerdings ist eine Vergiftung durch Arsen heutzutage nicht unwahrscheinlich, da in einigen Regionen der Welt das Grundwasser mit anteilig mit Arsen verunreinigt ist.
Große Sorgen muss man sich in unseren Breiten aber nicht machen. Verunreinigtes Wasser kommt unter anderen in Indien und Bangladesh vor, aber auch im Westen der USA. Heutzutage gibt es aber wirksame Gegengifte (Antidote), die bei einer akuten Arsenvergiftung zur Heilung führen. Das Prinzip dahinter ist die Bindung von mit schwefelhaltigen Komplexen, sodass das Gift markiert wird.