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Wasser HilfsstoffeWasser (H2O) liegt als klare, farblose Flüssigkeit ohne Geruch und Geschmack vor. Es ist eine anorganische Verbindung, die aus einem Sauerstoffatom aufgebaut ist, das mit zwei Wasserstoffatomen kovalent verbunden ist. Wasser ist polar und trägt partiell positive und negative Ladungen. Die ermöglicht ihm die Ausbildung von Wasserstoffbrücken und die Lösung zahlreicher Substanzen. Es hat deshalb auch einen vergleichsweise hohen Schmelzpunkt von 0 °C und Siedepunkt von 100 °C. Im Unterschied zu vielen anderen Substanzen ist die Dichte des Festkörpers geringer als diejenige der Flüssigkeit, weshalb Eis auf Wasser schwimmt. Wasser ist für das Leben auf unserem Planeten essenziell und keine andere Verbindung kommt auf ihm häufiger vor. So besteht beispielsweise der menschliche Körper zu etwa 60% aus Wasser. In der Pharmazie ist Wasser das wichtigste Lösungsmittel und wird unter anderem für die Herstellung flüssiger, halbfester und fester Darreichungsformen und als Extraktionsmittel verwendet. Wasser hat keine GHS-Gefahrstoffkennzeichnung, aber es ist nicht ungefährlich. So kann es beispielsweise mit Krankheitserregern und Schadstoffen verunreinigt sein und Verbrennungen und Erfrierungen verursachen. Produkte
Wasser ist in verschiedenen Qualitäten im Handel. Wasser für pharmazeutische Zwecke ist in Apotheken verfügbar, zum Beispiel das → gereinigte Wasser (siehe dort). Es wird in Apotheken hergestellt oder bei spezialisierten Lieferanten bestellt.Struktur
Reines Wasser (H2O, Mr = 18.015 g/mol) liegt als klare, farblose Flüssigkeit ohne Geruch und Geschmack vor. Es ist eine anorganische Verbindung, welche aus zwei Atomen Wasserstoff und einem Atom Sauerstoff aufgebaut ist. Die Wasserstoffatome sind kovalent an das Sauerstoffatom gebunden. Der innere Winkel zwischen den Wasserstoffatomen beträgt 104.45°.Polarität, Löslichkeit und Wasserstoffbrücken
Wasser zeichnet sich durch seine Polarität aus, was die Lösung zahlreicher Substanzen ermöglicht, zum Beispiel von Salzen und polaren Verbindungen. Der Sauerstoff (O) ist partiell negativ (δ-) und der Wasserstoff (H) partiell positiv (δ+) geladen.
Die Wasserlöslichkeit der meisten Stoffe nimmt mit steigender Temperatur zu. Deshalb wird Wasser zum Beispiel für die Zubereitung von Tees und Kaffee und als Reinigungsmittel erwärmt. Es gibt jedoch Ausnahmen, zum Beispiel Calciumsulfat (Gips).
Wasser kann maximal vier Wasserstoffbrückenbindungen ausbilden. Weil es sowohl ein Donor als auch ein Akzeptor für die H-Brücken ist, hat es einen vergleichsweise hohen Schmelzpunkt von 0°C und einen Siedepunkt von 100°C (Normdruck). Bei einem geringeren Druck, zum Beispiel in den Alpen, sinkt der Siedepunkt.
Es kommt auf der Erde in allen drei Aggregatzuständen vor, nämlich als Eis (Festkörper), Wasser (Flüssigkeit) und als Wasserdampf (Gas). Im flüssigen und festen Zustand sind die Wassermoleküle immer über die Wasserstoffbrücken miteinander in Kontakt.
Wasser, zum Vergrössern anklicken. Illustration © PharmaWikiDichte
Die Dichte von Wasser beträgt bei einer Temperatur von 3.98 °C (also etwa 4 °C) und einem Druck von einer Atmosphäre 1000 kg/m3 oder 1 g/cm3. Weil die Dichte von Wasser also 1 g/cm3 ist, entsprechen sich Masse und Volumen. Das Volumen von 1 Liter Wasser entspricht der Masse von 1 kg. Im Unterschied zu vielen anderen Stoffen ist die Dichte des Festkörpers (Eis) etwas geringer als diejenige der Flüssigkeit Wasser. Deshalb schwimmt Eis auf Wasser.Säure-Base-Reaktionen
- H2O (Wasser) + H2O (Wasser) → H3O+ (Oxoniumion) + OH- (Hydroxid)
Bekannt ist auch die heftige Reaktion von elementarem Natrium mit Wasser:
- 2 Na· (Natrium elementar) + 2 H2O (Wasser) → 2 Na+ (Natriumion) + 2 OH− (Hydroxid) + H2 (Wasserstoff)
Wasser ist für das Leben auf der Erde unverzichtbar. So besteht der menschliche Körper zu etwa 60% aus Wasser. Wasser ist das Lösungsmittel für die biochemischen Reaktionen und der Hauptbestandteil der Zellen. Es ist zum Beispiel für den Transport von Sauerstoff, Kohlenstoffdioxid und Nährstoffen im Blut, für die Verdauung und für die Ausscheidung von Fremdstoffen erforderlich. Wasser ist ferner auch ein Substrat für die Photosynthese in Pflanzen:Wasserqualitäten in der Pharmazie
Das Arzneibuch unterscheidet verschiedene Wasserqualitäten:
- Dazu gehört das gereinigte Wasser (Aqua purificata), das für die Herstellung von Arzneimitteln bestimmt ist, die weder steril noch pyrogenfrei sein müssen. Es wird zum Beispiel mithilfe einer Destillation zubereitet. Dabei wird das Wasser von gelösten Stoffen wie Calciumcarbonat (Kalk) befreit.
- Wasser für Injektionszwecke (Aqua ad iniectabilia) wird für die Herstellung von Arzneimitteln verwendet, die zur parenteralen Anwendung vorgesehen sind, also beispielsweise für Infusions- und Injektionspräparate.
- Des Weiteren sind in den Arzneibüchern noch verschiedene weitere Wassersorten beschrieben, z.B. hochgereinigtes Wasser, Wasser zur Herstellung von Extrakten und Wasser als Reagens.
Trinkwasser (Aqua fontana, Aqua potabile) wird nicht vom Arzneibuch, sondern vom Lebensmittelbuch definiert. Es wird nur selten für die Herstellung von Arzneimitteln verwendet. Eine Ausnahme stellt die Zubereitung von Antibiotikasuspensionen für Kinder dar.Anwendungsgebiete
Zu den pharmazeutischen Anwendungsgebieten gehören (Auswahl):
- Als pharmazeutischer Hilfsstoff, für die Herstellung und Zubereitung von Arzneimitteln, Medizinprodukten und Körperpflegeprodukten.
- Als Extraktionsmittel und Lösungsmittel.
- Bei einer Dehydratation (Flüssigkeitsmangel), in Form geeigneter Zubereitungen bei einem Blutverlust.
- Durch den Wasserentzug können Pflanzenteile haltbar gemacht werden (Arzneidrogen).
- Als Reinigungsmittel.
- Für chemische Reaktionen, zum Beispiel für die Wirkstoffsynthese.
- Für das Schlucken von peroralen Arzneimitteln.
Wasser hat zwar keine GHS-Gefahrstoffkennzeichnung, ungefährlich ist es aber trotzdem nicht. Es kann abhängig vom Aggregatzustand zum Beispiel zu Erfrierungen, Verbrennungen, zum Ertrinken, Unfällen und Verletzungen führen. Wasser kann mit Mikroorganismen, Parasiten und Schadstoffen verunreinigt sein.siehe auchLiteratur
- Europäisches Arzneibuch PhEur
- Fachliteratur
- Lehrbücher der Chemie
- Lehrbücher der Lebensmitteltechnologie
- Pharmacopoea Helvetica
- Sicherheitsdatenblatt
Interessenkonflikte: Keine / unabhängig. Der Autor hat keine Beziehungen zu den Herstellern und ist nicht am Verkauf der erwähnten Produkte beteiligt.