Analytische Chemie

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Analytische Anorganische ChemieAnalytische Anorganische Chemie

Erwerb von Kenntnissen über Reaktionen in Elektrolytlösungen und ihre analytischen Anwendungen

Einheitliche Behandlung auf der Grundlage des chemischen Gleichgewichtes

Quantitative Berechnung von Gleichgewichtslagen mit Hilfe des MWG(Erarbeitung von Algorithmen, einheitliche Behandlung unterschiedlicher Reaktionstypen)

Kennenlernen von Methoden der klassischen quantitativen Analyse

Vorlesung „Grundlagen der quantitativen Analyse“im Modul AnC I

Gliederung

1. Bedeutung der analytischen Chemie2. Gegenstand der analytischen Chemie2.1.Aufgabenbereiche2.2.Klassische und instrumentelle Analysenmethoden2.3.Der analytische Prozess 3. Datenauswertung, Fehler und Fehlerbetrachtung 3.1.Größen und Einheiten3.2.Fehlerquellen und Genauigkeit3.3.Statistik 4. Chemisches Gleichgewicht 4.1.Massenwirkungsgesetz4.2.Gleichgewichtskonstanten4.3.Prinzip des kleinsten Zwanges4.4.Stöchiometrisches Rechnen5. Gravimetrie5.1.Grundlagen5.2.Löslichkeitsprodukt5.3.Beispiele6. Maßanalyse (Titrimetrie) 6.1.Grundlagen und Bedeutung 6.2.Elektrolytlösungen 6.3.Fällungstitration6.4.Säure-Base-Titration6.5.Redoxtitration 6.6.Komplexometrie6.7.Beispiele 7. Trennverfahren 7.1.Extraktion7.2.Ionenaustausch

Literaturstudium?

Literatur

♦ G. Jander, E. Blasius, J. SträhleEinführung in das anorganisch-chemische

PraktikumS. Hirzel, Stuttgart, 2005

♦ D.C. Harris Lehrbuch der quantitativen Analyse (auch

instrumentell)Springer, Heidelberg, 2002

♦ G. Jander, K.F. JahrMaßanalyseW. de Gruyter, Berlin, 2003

♦ M. Otto Analytische ChemieWiley-VCH, Weinheim, 2006 (auch instrumentell)

♦ U.R. Kunze, G. SchwedtGrundlagen der quantitativen AnalyseWiley-VCH, Weinheim, 2001

Geschichtliche Entwicklung der chemischen Analyse

Ägypten, Babylon Metallgehalte in Erzen, gleichschenklige Waagen

Handwerkskünste, Alchemie

Nachweis von Stoffen

~ 1660 Boyle Lackmus zum Nachweis von Säuren und Laugen

~ 1760 Lavoisier Erhaltung der Masse bei Oxidbildung

~ 1800 Dalton Oxidationsprozesse, Gesetz der multiplen Proportionen

Avogadro Begründung der Gasanalyse

1817 Gay-Lussac Titration von Ag

~ 1820 Berzelius Chem. Symbole, Atomgew., Qualitat. Analyse„Bei der qualitativen Untersuchung muss man in der Probe alle Stoffe untersuchen, welche man darin zu vermuten Ursache hat, und zugleich beweisen, dass sich keine anderen darin befinden.“

1821 Pfaft „Handbuch der analytischen Chemie für Chemiker, Staatsärzte, Oekonomen und Bergwerks-Kundige“

1855 Mohr „Lehrbuch der chemisch-analytischen Titrirmethode“

1894 Ostwald “Die wissenschaftlichen Grundlagen der Analytischen Chemie“

Was haben die Organische Chemie,die Anorganische Chemie,die Physikalische Chemie,die Technische Chemieund die Biochemie gemeinsam???

Die Aussagen werden verifiziertdurch die

Analytische Chemie.

Was ist analytische Chemie?Was ist analytische Chemie?

a) Was liegt vor ⇨ qualitative Analyse

b) Wie viel liegt vor? ⇨ quantitative Analyse

c) Wie liegt es vor? ⇨ Strukturanalyse

Beispiel: Kochsalz NaCla) Na+ und Cl -

b) 1mol Na+ und 1mol Cl -

c)

Cl-

Na+

jedes Na+ - Ion ist von 6 Cl - -Ionen umgeben, jedes Cl - - Ion ist von 6 Na+ -Ionen umgeben;oktaedrische Anordnung→Ionengitter

Entwicklung von Methoden, Geräten und Strategien zur Untersuchung der qualitativen und quantitativen

Zusammensetzung von Stoffen und chemischen Individuen sowie deren räumlicher Struktur und ihrem dynamischen Verhalten

Entwicklung von Methoden, Geräten und Strategien zur Untersuchung der qualitativen und quantitativen

Zusammensetzung von Stoffen und chemischen Individuen sowie deren räumlicher Struktur und ihrem dynamischen Verhalten

Durchführung der analytischen UntersuchungenDurchführung der analytischen Untersuchungen

Auswertung und Interpretation der ErgebnisseAuswertung und Interpretation der Ergebnisse

Element- und VerbindungsanalytikElement- und Verbindungsanalytik

StrukturanalytikStrukturanalytik

ProzessanalytikProzessanalytik

Analytische Chemie

Analytische Chemie im Bereich Gesundheit/UmweltAnalytische Chemie im Bereich Gesundheit/Umwelt

Dicke Luft in den Städten:

Viele Städte erreichen bald Feinstaub- Limit Bürger können das Recht auf saubere Atemluft einklagen

Bad. Zeitung 12. und 30.3.2005

Luftqualität

Anwendungsbeispiele (Titrimetrie):- Alkalinität von Flugasche, Wasser- anionische Tenside in Industrie- Abwasser- Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB) von Abwasser- Iodidspuren in Meerwasser- Oxidierbarkeit von Trink-/Abwasser (KMnO4- Verbrauch)- Sulfat in Klärschlamm und Wasser- proben- Gesamthärte- Säure-/Basekapazität

Analytische Chemie im Bereich Wasser, Abwasser, UmweltschutzAnalytische Chemie im Bereich Wasser, Abwasser, Umweltschutz

Applikationen z.B. unter www.metrohm.com

Produktkontrolle in Pharmazie, Biologie, MedizinProduktkontrolle in Pharmazie, Biologie, Medizin

Anwendungsbeispiele (Titrimetrie):- Aluminiumoxid und Magnesiumoxid in Antacida- Tabletten- Ampicillin und Penicillin: Gehaltsbestimmungen- Calcium, Magnesium und Chlorid in Infusionslösungen- Chlorhexidindigluconat in Desinfektionslösungen- Bismut und Magnesium in Desinfektionspulver

Applikationen z.B. unter www.metrohm.com

Analytische Chemie: Entwicklungsschub für HochtechnologienAnalytische Chemie: Entwicklungsschub für Hochtechnologien

Anorganische Spurenanalytikin der Produktion von Prozesschemikalien für die Halbleitertechnologie

Reinlabor von Merck für die Qualitätskontrolle = Ultraspurenanalytik im ppt- Bereich (10-12g/g) von Elektronikchemikalien

GIT-Laborfachzeitschrift 3/2004,207

Analytische Chemie im Bereich Gesundheit/Lebensmittelsicherheit

Analytische Chemie im Bereich Gesundheit/Lebensmittelsicherheit

Erinnerung:Dioxin in FreilandeiernAcrylamid in Lebensmitteln

Sojabohnen und Tomaten. Gentechnisch verändert oder nicht? Lebensmittelanalytiker beantworten die Frage mit Hilfe der Polymerase- Kettenreaktion

AnalyticaPRO 2004, 58

Analytische Chemie im Bereich Gesundheit/Lebensmittelsicherheit

Analytische Chemie im Bereich Gesundheit/Lebensmittelsicherheit

schnelle und präzise Ionenanalytik:

Phosphorsäurebestimmungin Cola- Getränken durchIonenchromatografie

GIT Labor-Fachzeitschrifr 1/2004, 36

Produktkontrolle in Lebensmitteln und GetränkenProduktkontrolle in Lebensmitteln und Getränken

Anwendungsbeispiele (Titrimetrie):- Acidität von Milch und Joghurt- Calcium und Magnesium in Wasser- proben, Frucht- und Gemüsesäften- Essigsäure und Chlorid in Mayonnaise- Iodidspuren in Kochsalz- Natriumcyclamat in Süßstoffen- SO2- Bestimmung in Wein- Vitamin C in Fruchtsäften- Säurezahl von Fetten und Ölen- Proteinbestimmung

Applikationen z.B. unter www.metrohm.com/infocenter

Analytische Chemie in der KriminaltechnikAnalytische Chemie in der Kriminaltechnik

Mit Chromatografie und Spektrometer:

Giftmord oder Suizid? Aspirin oder Ecstasy?Therapeutische, toxische oder letale Dosis?Einmaliger oder regelmäßiger Konsum?Absolute oder relative Fahruntauglichkeit?Die forensische Toxikologie liefert den Beweis.

H.Wildemann, Chemie unserer Zeit, 2004, 38, 384

Analytische Chemie in der KriminaltechnikAnalytische Chemie in der Kriminaltechnik

Mord, Brandstiftung, Sprengstoffanschläge

Speziell ausgebildete Hunde sind auf das Auffinden geringer Mengen typischer Brandlegungsmittel trainiert, die sie auch inmitten zahlreicher Pyrolyseprodukte erriechen.

Mars- Missionen

… zur Untersuchung von Gesteinen… auf der Suche nach Wasser… auf der Suche nach organischen Stoffen

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Strukturbeispiel[Cu6L6(SO4)2]

[Cu(HL)2Cl]Cl

[CuL2]·4H2O[Cu(HL)2(NO3)2]

B. Antonioli et al., Polyhedron 2007, 26, 673-678.

Strukturvielfalt von Kupfer(II) – Komplexenmit 2-(Hydroxymethyl)pyridin

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