PharmaWiki - Volumen

Volumen

Das Volumen ist ein Mass für den dreidimensionalen Raum, den eine bestimmte Menge Materie einnimmt. Als Masseinheit wird der Kubikmeter (m³) verwendet. In der Praxis ist der Liter (L, l) jedoch wesentlich geläufiger. Volumen spielen in der Pharmazie eine zentrale Rolle, zum Beispiel bei der Herstellung, beim Abfüllen und bei der Verabreichung von Arzneimitteln.

synonym: V

Definition

Als Volumen (V) wird der dreidimensionale Raum bezeichnet, den eine bestimmte Menge Materie einnimmt. Gemäss dem internationalen Einheitensystem SI wird als Masseinheit der Kubikmeter (m³) verwendet, also ein Würfel mit der Kantenlänge von einem Meter. In der Praxis ist jedoch der Liter (L, l) vor allem für Flüssigkeiten wesentlich geläufiger. Ein Liter entspricht einem Würfel mit einer Kantenlänge von lediglich 10 cm.

Für Festkörper wird hingegen häufiger, wenn auch nicht ausschliesslich, die → Masse in Kilogramm (kg) angegeben. Eine Ausnahme stellt zum Beispiel die manuelle Hartkapselherstellung dar, bei welcher das Volumen der verwendeten Pulver bestimmt wird.

Ist mit Volumen ein Rauminhalt gemeint, lautet der Plural gemäss dem Duden ebenfalls Volumen und nicht Volumina.

Litermass und Volumenangaben

Ein Liter (L) entspricht 10 Dezilitern (dl), 100 Zentilitern (cl) und 1000 Millilitern (ml):

1 Liter (L) = 10 dl = 100 cl = 1000 ml
1 Deziliter (dl) = 10 cl = 100 ml
1 Zentiliter (cl) = 10 ml
1 Milliliter (ml) = 1/1000 L (1 Tausendstel Liter)
1 Mikroliter (μL) = 1/1'000'000 L (1 Millionstel Liter)

Ein Milliliter entspricht ferner 1 cm³.

Link: PharmaWiki-Volumenrechner

Beziehung zur Masse

Über die → Dichte besteht eine enge Beziehung des Volumens zu seiner Masse.

Dichte (ρ) = Masse (m) / Volumen (V)

Die Einheit der Dichte ist Kilogramm pro Kubikmeter (kg/m³). Alternativ wird auch häufig g/cm³ verwendet.

Die Dichte ist temperatur- und druckabhängig. Weil sich Stoffe bei steigender Temperatur in der Regel ausdehnen, das Volumen also grösser wird, sinkt die Dichte mit steigender Temperatur.

Die Dichte von Wasser beträgt bei 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 ist, entsprechen sich Masse und Volumen. 1 Liter Wasser hat also eine Masse von 1 kg. Wobei diese Angaben wie bereits erwähnt von äusseren Einflüssen abhängig sind.

Ethanol 70% mit Kampfer hat eine Dichte von 0.88 g/cm³. Sie ist geringer als diejenige von Wasser. Deshalb haben 100 g ein grösseres Volumen von etwa 113 ml. Auch die Dichte fetter Öle ist geringer als diejenige von Wasser. Weil sie sich in Wasser nicht lösen, schwimmen sie obenauf. Mit 19.3 g/cm³ hat zum Beispiel Gold eine extrem hohe Dichte und ist entsprechend schwer.

Messen eines Volumens

Ein definiertes Volumen lässt sich mit verschiedenen Hilfsmitteln messen, zum Beispiel für die Herstellung von Arzneimitteln oder für die Dosierung:

Messzylinder
Messpipette
Vollpipette
Tropfpipette
Erlenmeyerkolben
Messbecher
Löffel: Dosierlöffel, Teelöffel, Suppenlöffel

Siehe auch unter → Glaswaren in der Chemie.

Diese Hilfsmittel unterscheiden sich in ihrer Genauigkeit und ihren Anwendungsgebieten.

Auch mit Tropfen, zum Beispiel mit einer Tropfflasche, lässt sich ein Volumen abmessen. So entsprechen zum Beispiel 20 Tropfen gereinigtes Wasser, die mit einem Normaltropfenzähler gebildet wurden, einem Gramm (1 g).

Folglich gilt: 1 Tropfen gereinigtes Wasser (Normaltropfenzähler) = 0.05 g

Aufgrund der Beziehung zwischen Masse und Volumen lässt sich ein Volumen bei der Kenntnis der Dichte auch mit einer Waage bestimmen (siehe oben).

Das Volumen ist auch der mathematischen Berechnung zugänglich, zum Beispiel wenn das Gefäss eine geometrische Form hat. So ist etwa das Volumen eines Zylinders:

V = π · r² · h

Wobei r der Radius und h die Höhe des Zylinders ist. Die Fläche eines Kreises ist π · r². Für die Berechnung des Volumens wird der Kreis mit der Höhe multipliziert.

Das Volumen eines Objekts kann durch Verdrängung, zum Beispiel in einem Messzylinder, bestimmt werden. Dazu wird das Volumen vor und nach dem Eintauchen des Objekts abgelesen. Die Differenz entspricht dem Volumen des Objekts.

Löffelmasse

1 Tee- oder Kaffeelöffel = 5 ml
1 Dessert- oder Kinderlöffel = 10 ml
1 Ess- oder Suppenlöffel = 15 ml

Volumen in der Pharmazie

In der Pharmazie spielt das Volumen beim Abfüllen eine wichtige Rolle, zum Beispiel von Offenware. Dabei werden Flüssigkeiten wie Wundbenzin oder Ethanol aus einem Vorratsgefäss in ein Behältnis zu Handen der Kunden umgefüllt.

Auch bei der Herstellung von flüssigen Darreichungsformen wie Lösungen, Suspensionen und Emulsionen werden müssen Volumen abgemessen werden.

Bei Laboranalysen und bei chemischen Synthesen kommen Volumen zur Anwendung.

Schliesslich sind Volumen auch bei der Verabreichung der Medikamente, also beispielsweise bei der Einnahme von Hustensirupen, von Bedeutung. Sie werden mithilfe von Bechern, Löffeln, Spritzen oder Dosierpipetten eingenommen.

siehe auch

Masse, Glaswaren in der Chemie, Konzentration, Dichte, Verdünnungen, Länge, Flüssigkeit

Literatur

Europäisches Arzneibuch PhEur
Fachliteratur
Lehrbücher der Chemie
Lehrbücher der pharmazeutischen Technologie
Pharmacopoea Helvetica

Autor

Interessenkonflikte: Keine / unabhängig. Der Autor hat keine Beziehungen zu den Herstellern und ist nicht am Verkauf der erwähnten Produkte beteiligt.