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Analytische Chemie

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Chemie

Die analytische Chemie befasst sich mit der Analyse von chemischen Stoffen. Die zu analysierenden Stoffe werden in der analytischen Chemie als Analyten bezeichnet. Es wird zwischen der qualitativen Analyse, der quantitativen Analyse und der Strukturanalytik unterschieden. Die qualitative Analyse befasst sich mit der Frage "Welcher Stoff liegt vor?", wohingegen die quantitative Analyse untersucht, wie viel des Stoffes vorliegt. Die Strukturanalytik befasst sich ergänzend mit der Struktur des vorliegenden Stoffes. Die analytische Chemie ist damit eine wichtige Fachrichtung neben den Fachrichtungen anorganische Chemie, organische Chemie, physikalische Chemie und Biochemie.

Warum ist die Analytische Chemie wichtig?

Die analytische Chemie ist aus chemischer Sicht aus vielen Gründen sehr wichtig. Zum Beispiel, wenn ein Stoff synthetisiert wird. Nachfolgend muss überprüft werden, ob es sich überhaupt um den Stoff handelt, der synthetisiert werden sollte und wie rein der Stoff ist, wenn es beispielsweise um Medikamente geht. Zur Entwicklung von Medikamenten ist die analytische Chemie generell von großer Bedeutung, denn oft werden die Medikamente in Analogie zur in der Natur auftretenden Verbindungen synthetisiert. Dafür müssen vorher die Struktur und Art des Stoffes natürlich bekannt sein. Die analytische Chemie hat viele weitere Nutzen wie unter anderem in Gewässer- oder Bodenproben oder aber auch beim Aufklären von Verbrechen oder Alkoholtests. Wie du siehst, sind die Nutzen für unsere heutige Gesellschaft sehr zentral.

Die wichtigsten Themen in der Analytischen Chemie

Die analytische Chemie hat für dich viele interessante Themen zu bieten. Damit du dich auf dem Gebiet der analytischen Chemie gut auskennst, kannst du auf StudySmarter einiges über folgende Themen lernen:

Qualitative Analyse

Die qualitative Analyse befasst sich mit der Frage, welcher Stoff vorliegt. Dabei werden in der Regel stoffspezifische oder stoffgruppenspezifische chemische Nachweise angewendet. Die wichtigsten chemischen Gas-Nachweise sind die Knallgasprobe als Wasserstoffnachweis, die Glimmspanprobe als Sauerstoffnachweis und die Kalkwasserprobe als Nachweis für Kohlenstoffdioxid. Ebenso lernst du eine Reihe an Nachweisen für reduzierende Zucker wie das Benedict Reagenz, die Fehling Probe und die Tollens Probe und du lernst mehr über den Nachweis von Chlorid Ionen, den Nachweis von Mehrfachbindungen und den Nachweis von Aminosäuren.

Quantitative Analyse

Die quantitative Analyse befasst sich mit der Frage, wie viel eines Stoffes vorliegt. Die zentralen Verfahren, die du beherrschen solltest, sind die Titration, die Volumetrie, die Gravimetrie und die Photometrie. Bei der Titration wird ein Stoff mit bekannter Konzentration (Maßlösung) mit einem Stoff unbekannter Konzentration (Probelösung) umgesetzt, um somit durch die Menge an verbrauchter Maßlösung auf die Konzentration der Probelösung zu schließen. Bei der Volumetrie wird die Quantität eines Stoffes durch das vom Analyten eingenommene Volumen bestimmt. Bei der Gravimetrie wird die Menge des Analyten durch Wiegung ermittelt. Oft wird dieser in eine definierte Verbindung überführt, um möglichst genaue Ergebnisse zu erzielen. Die Photometrie erlaubt die Quantitätsbestimmung anhand der Absorptionseigenschaften des zu untersuchenden Stoffes mithilfe des Lambert-Beerschen-Gesetzes.

Strukturaufklärung

Die Strukturaufklärung ist ebenfalls ein wichtiger Bereich in der analytischen Chemie. Für die besondere Funktion oder außergewöhnlichen Eigenschaften einer Verbindung sind oftmals die Struktur von Bedeutung. Die Strukturaufklärung benutzt viele instrumentelle Methoden, um auf die Struktur eines Stoffes zu schließen. Dabei hat jede Methode der instrumentellen analytischen Chemie ihre Stärken und Schwächen und es ist wichtig zu wissen, wo diese liegen, damit die Wahl der Methode auch sinnvoll ausfällt. Heutzutage sind die wichtigsten Methoden zur Strukturaufklärung unter anderem die UV/VIS-Spektroskopie, die IR- und Raman-Spektroskopie, die NMR-Spektroskopie und die Massenspektrometrie. Über letztere lernst du übrigens noch mehr in dem entsprechenden Artikel.

Trennmethoden

Damit Stoffgemische untersucht werden können, müssen diese zuerst aufgetrennt und aufgereinigt werden. Ohne diesen Schritt würden die meisten aktuellen Nachweismethoden fehlschlagen. Die wichtigsten Trennmethoden sind die Destillation, die Filtration, das Sublimieren und Resublimieren, sowie die Chromatographie. Bezüglich der Chromatographie lernst du vertiefend etwas über die Gaschromatographie, die oftmals vor moderne Nachweismethoden geschaltet wird, um die Gemische aufzutrennen. Davon abgesehen lernst du auch, wie ein Klärwerk funktioniert und welche unterschiedlichen Trennmethoden dabei eigentlich verwendet werden.

Analytische Chemie – Das Wichtigste auf einen Blick!

  • Die Analytische Chemie befasst sich mit der Analyse von chemischen Stoffen. Dabei stehen drei zentrale Fragen im Vordergrund:
    • Welcher Stoff liegt vor? (Qualitative Analyse)
    • Wie viel liegt von dem Stoff vor? (Quantitative Analyse)
    • Wie sieht die Struktur des Stoffes aus? (Strukturanalyse)
  • Die wichtigsten Grundlagen in der analytischen Chemie sind:
    • Grundlegende Nachweisreaktionen der qualitativen Analyse anwenden können und verstehen
    • Die 4 zentralen Verfahren der quantitativen Analyse beherrschen
    • Wichtige Verfahren der Strukturaufklärung benennen können
    • Die zentralen Trennmethoden in der Chemie benennen und anwenden können

Häufig gestellte Fragen zum Thema Analytische Chemie

Die analytische Chemie ist der Teilbereich der Chemie, der sich mit der Analyse von chemischen Stoffen befasst. Dabei stehen drei zentrale Fragen im Vordergrund:

  • Welcher Stoff liegt vor? (Qualitative Analyse)
  • Wie viel liegt von dem Stoff vor? (Quantitative Analyse)
  • Wie sieht die Struktur des Stoffes aus? (Strukturanalyse)

Die analytische anorganische Chemie befasst sich mit der Analyse von anorganischen Stoffen und stellt hierbei die Fragen:

  • Welcher Stoff liegt vor? (Qualitative Analyse)
  • Wie viel liegt von dem Stoff vor? (Quantitative Analyse)
  • Wie sieht die Struktur des Stoffes aus? (Strukturanalyse)

Die präparative anorganische Chemie befasst sich gegensätzlich zur analytischen Chemie mit dem Aufbau, also der Synthese, von anorganischen Stoffverbindungen.

Das Wort Analyse generell beschreibt die Untersuchung einer Substanz durch die Zerlegung in kleinere Bestandteile. Dabei gibt es in der Chemie 3 zentrale Arten der Analyse:

  • Quantitative Analyse (Wie viel von dem Stoff liegt vor?)
  • Qualitative Analyse (Welcher Stoff liegt vor?)
  • Strukturanalyse (Wie sieht der Stoff aus?)


Eine analytische Methode ist eine Methode zur Untersuchung eines chemischen Stoffes. Hierbei gibt es instrumentelle oder nasschemische Verfahren zur Untersuchung von chemischen Stoffen. Die analytischen Methoden unterscheiden sich entsprechend der folgenden Fragestellungen der Analyse:

  • Wie viel von dem Stoff liegt vor? (Quantitative Analyse)
  • Welcher Stoff liegt vor? (Qualitative Analyse)
  • Wie sieht der Stoff aus? (Strukturanalyse)

Finales Analytische Chemie Quiz

Frage

Was ist Photometrie?

Antwort anzeigen

Antwort

Photometrie bezeichnet sämtliche lichtbasierte Messverfahren, die mit einem Photometer ablaufen.

Frage anzeigen

Frage

Warum wird ein Monochromator in einem Photometer verbaut?

Antwort anzeigen

Antwort

Damit aus der polychromatischen Lichtquelle eine einzelne Wellenlänge isoliert werden kann und somit genaue Messungen durchgeführt werden können, wie viel von der Wellenlänge von dem Stoff absorbiert wird.

Frage anzeigen

Frage

Welche lichtschwächenden Ereignisse können in einem Photometer auftreten?

Antwort anzeigen

Antwort

  • Die Absorption der Wellenlänge durch die Moleküle der Probe in der Lösung
  • Die Brechung von Licht in einer inhomogenen, milchigen Lösung an den Partikeln der Probe
  • Die Reflexion an der Flüssigkeitsoberfläche oder der Küvette
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Frage

In welchem Wellenbereich befindet sich sichtbares Licht?

Antwort anzeigen

Antwort

Bei 380 bis 780 nm 


Frage anzeigen

Frage

In welchem Wellenbereich befindet sich UV-Licht?

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Antwort

Im Bereich 100 bis 380 nm.

Frage anzeigen

Frage

In welcher Farbe erscheint ein Farbstoff im Bezug auf die absorbierte Wellenlänge?

Antwort anzeigen

Antwort

Der Farbstoff erscheint in Farbe der Komplementärfarbe zu der Farbe der absorbierten Wellenlänge.

Frage anzeigen

Frage

Wann spricht man von Spektroskopie?

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Antwort

Wenn ganze (Absorptions-)Spektren gemessen werden.

Frage anzeigen

Frage

Welche ist die gängigste Messmethode in Photometern?

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Antwort

Die Messung über die Transmission eines Lichtstrahls durch die Probe.

Frage anzeigen

Frage

Welche Voraussetzungen sind für eine erfolgreiche photometrische Messung an die Probe gestellt?

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Antwort


  1. Eine homogene Lösung
  2. Tatsächliche Absorption bei der gemessenen Wellenlänge.
  3. Geringe Konzentrationen
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Frage

Aus welchen Komponenten besteht ein klassisches Photometer?

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Antwort

  1. Lichtquelle
  2. Monochromator
  3. Probe in Küvette
  4. Detektor
Frage anzeigen

Frage

Welche der folgenden Aussagen trifft auf die Extinktion zu?

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Antwort

Die Extinktion ist ein Maß für alle lichtschwächenden Ereignisse bei der Transmission des Lichtes durch die Probe.

Frage anzeigen

Frage

Welche Dinge müssen beachtet werden damit die Absorption gemessen wird

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Antwort

  1. Die Probe muss homogen und klar sein.
  2. Das Photometer muss zuvor mit dem Lösungsmittel kalibriert werden.
Frage anzeigen

Frage

Welche Trennmethoden werden bei heterogenen Gemischen verwendet?

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Antwort

Dafür gibt es folgende Möglichkeiten: 

  • Sortieren 
  • Sedimentieren und Dekantieren 
  • Filtrieren 
  • Extraktion 
  • Abdampfen und Trocknen
Frage anzeigen

Frage

Welche Trennmethoden werden für homogene Gemische verwendet?

Antwort anzeigen

Antwort

Dafür können folgende Trennmethoden verwendet werden: 

  • Extraktion 
  • Kristallisation 
  • Destillation 
  • Chromatographie
  • Elektrophorese
Frage anzeigen

Frage

Was sind heterogene Gemische?

Antwort anzeigen

Antwort

Heterogene Gemische sind Gemische, deren Einzelbestandteile noch deutlich zu erkennen sind. Sie bestehen aus mehreren Phasen.  

Frage anzeigen

Frage

Nach welche Kriterien kann die Trennmethode "Sortieren" erfolgen?

Antwort anzeigen

Antwort

Kriterien dafür können unter anderem Teilchengröße, magnetische Eigenschafen sowie Dichte sein.

Frage anzeigen

Frage

Welches Trennverfahren wird häufig für Salze angewendet?

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Antwort

Salze werden häufig elektrostatisch sortiert. Dabei werden die Teilchen unterschiedlich geladen und mithilfe von Metallplatten auf beiden Seiten entsprechend der Pole angezogen. 

Frage anzeigen

Frage

Welche Gemische können mit dem Trennverfahren des Sedimentierens bzw. Dekantierens getrennt werden?

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Antwort

Damit werden hauptsächlich Suspensionen getrennt, manchmal aber auch Emulsionen. 

Frage anzeigen

Frage

Was wird während der Suspension zur Beschleunigung des Ablaufs verwendet?

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Antwort

In dieser Trennmethode werden häufig Zentrifugen eingesetzt, die die Wirkung der Schwerkraft nachahmen und verstärken. 

Frage anzeigen

Frage

Wodurch kann eine Filtration beschleunigt werden? 

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Antwort

Diese Trennmethode kann mithilfe von Druck bzw. Unterdruck beschleunigt werden. 

Frage anzeigen

Frage

Was wird zum Filtrieren in der Chemie verwendet?

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Antwort

Um die Stoffe einfach zu trennen wird ein Filtrierpapier verwendet. 

Frage anzeigen

Frage

Worauf basiert die Extraktion? 

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Antwort

Die Extraktion basiert auf dem Löslichkeitsverhalten zweier Stoffe. Die Trennmethode funktioniert, indem sich nur einer der beiden Stoffe in einem Lösungsmittel löst. 

Frage anzeigen

Frage

Welche physikalishce Eigenschaft wird sich bei der Trennmethode "Abdampfen" zunutze gemacht?

Antwort anzeigen

Antwort

Bei dieser Trennmethode geht es hauptsächlich um Siedetemperaturen. 

Frage anzeigen

Frage

In welche Gruppen werden homogene Stoffe unterteilt?

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Antwort

Homogene Stoffe werden in homogene Gemische und Reinstoffe unterteilt.

Frage anzeigen

Frage

Wie erfolgt die Extraktion einer Lösung?

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Antwort

Ein Lösungsmittel wird hinzugegeben, dass sich nur mit einem der vorliegenden Stoffe verbinden kann. Die anderen Stoffe bleiben als gesonderte Phase übrig. Anschließend erfolgt die Trennung mit einem Scheidetrichter. 

Frage anzeigen

Frage

Worauf basiert die Kristallisation?

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Antwort

Die Kristallisation ist ebenfalls eine Trennmethode, die auf dem Löslichkeitsverhalten basiert. 

Frage anzeigen

Frage

Wie läuft eine Kristallisation ab?

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Antwort

Bei dieser Trennmethode wird die Löslichkeit des gesuchten Stoffes so verändert, dass er weniger löslich wird. Das kann durch Abkühlen oder Erhitzen geschehen. Der gesuchte Stoffe nimmt einen festen Aggregatzustand ein und kann anschließend filtriert werden. 

Frage anzeigen

Frage

Für was wird eine Destillation auch außerhalb des Labors verwendet?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Trennmethode des Destillierens wird vor allem zur Herstellung von Whiskey und Branntwein verwendet. 

Frage anzeigen

Frage

Welche zwei Phasen unterscheidet man bei der Trennmethode "Chromatographie"?

Antwort anzeigen

Antwort

Man unterscheidet dabei eine stationäre und eine mobile Phase. 

Frage anzeigen

Frage

Wie läuft eine Chromatographie ab?

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Antwort

Die mobile Phase durchläuft dabei die stationäre Phase. Bestimmte Partikel bleiben an der stationären Phase haften. Die unterschiedlichen Haftstärken können zur Trennung verwendet werden. Diese Trennmethode ist vor allem von Vorteil, um winzige Mengen voneinander zu trennen. 


Frage anzeigen

Frage

Was ist eine Elektrophorese?

Antwort anzeigen

Antwort

Eine Elektrophorese ist eine Trennmethode, die der Chromatographie sehr ähnlich ist. Dabei existiert ebenfalls eine mobile Phase, die die stationäre Phase durchlaufen muss. Zur Unterstützung wird dabei eine Spannung angelegt. 

Frage anzeigen

Frage

Wofür spielt die Gelelektrophorese eine wichtige Rolle?

Antwort anzeigen

Antwort

Die Gelelektrophorese ist als Trennmethode für die Auftrennung der DNA wichtig. So werden zum Beispiel Vaterschaftstests durchgeführt. 

Frage anzeigen

Frage

Auf welcher physikalischen Eigenschaft beruht die Destillation? 

Antwort anzeigen

Antwort

Die Destillation beruht auf den unterschiedlichen Siedepunkten der zu trennenden Stoffe. 

Frage anzeigen

Frage

Wie nennt man das Gefäß, in dem die Lösung während der Destillation erhitzt wird? 

Antwort anzeigen

Antwort

Das Gefäß wird entsprechend als Destillierkolben bezeichnet. 

Frage anzeigen

Frage

In welcher Apparatur wird der gasförmige Stoff nach der Destillation gekühlt? 

Antwort anzeigen

Antwort

Diese Apparatur nennt man Liebig-Kühler. Der Stoff wird innerhalb eines Kühlrohr wieder flüssig. Dieses ist von einem Mantel mit Kühlwasser umgeben. 

Frage anzeigen

Frage

Wie nennt man die abgetrennte Flüssigkeit nach der Destillation? 

Antwort anzeigen

Antwort

Diese Flüssigkeit wird als Destillat bezeichnet. 

Frage anzeigen

Frage

Was geschieht bei einer mehrstufigen Destillation? 

Antwort anzeigen

Antwort

In einem solchen Fall muss ein Gemisch mehrfach destilliert werden, um zu einem möglichst nahen Reinstoffzustand zu gelangen. Das ist besonders der Fall, wenn die Siedepunkte nah beieinander liegen. 

Frage anzeigen

Frage

Was ist eine Rektifikation? 

Antwort anzeigen

Antwort

Als Rektifikation bezeichnet man zahlreiche einzelne Destillationen, die nacheinander geschalten werden. Dabei entstehen immer nur zwei Stoffe. 

Frage anzeigen

Frage

Was ist eine fraktionierte Destillation? 

Antwort anzeigen

Antwort

Als fraktionierte Destillation bezeichnet man das Auftrennen einer Substanz in mehr als zwei Bestandteile. So werden zum Beispiel aus Erdöl unter anderem Diesel, Heizöl und Benzin herausdestilliert über verschiedene Stufen. 

Frage anzeigen

Frage

Welchen Vorteil bringt eine Vakuumdestillation mit sich? 

Antwort anzeigen

Antwort

Bei dieser Art der Destillation wird der Siedepunkt des Gemischs geringer, sodass die Stoffe schneller gasförmig werden. Dies ist besonders gegenüber Stoffen von Vorteil, die bei höheren Temperaturen zerstört werden. 

Frage anzeigen

Frage

Welche Variante der Schleppdestillation wird am häufigsten verwendet? 

Antwort anzeigen

Antwort

Die häufigste Methode bedient sich Wasser als Trägerstoff. Sie wird deshalb Wasserdampfdestillation genannt. 

Frage anzeigen

Frage

Wie läuft eine Schleppdestillation ab? 

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Antwort

Bei dieser Form der Destillation fungiert häufig Wasser als Trägerstoff. Darin gelöste Stoffe verflüchtigen sich ebenfalls, wenn Wasser zum Siede gebracht wird. Die wenig löslichen Rest bleiben zurück. Nachdem das Wasser wieder flüssige Form hat, können die gelösten Stoffe extrahiert oder dekantiert werden. Diese Trennmethode wird besonders für ätherische Öle verwendet. 

Frage anzeigen

Frage

Was ist ein Azeotrop? 

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Antwort

Azeotrope finden besonders in der Destillation eine Anwendung. Es handelt sich dabei um Gemische, die in flüssigem und gasförmigem Zustand die gleiche Zusammensetzung aufweisen. 

Frage anzeigen

Frage

Wie läuft eine azeotrope Destillation ab? 

Antwort anzeigen

Antwort

Bei dieser Form der Destillation wird ein Lösungsmittel hinzugegeben, das mit einem der beiden Stoffe ein Azeotrop bildet. Dieses kann insgesamt abdestilliert werden und der gesuchte Stoff bleibt zurück. 

Frage anzeigen

Frage

In welchem Druckbereich läuft eine Kurzwegdestillation ab? 

Antwort anzeigen

Antwort

Eine Kurzwegdestillation ähnelt der Vakuumdestillation und läuft unter einem Druck von 0,001 bis 1mbar ab. 

Frage anzeigen

Frage

Welche Stoffe können besonders mit der Kurzwegdestillation destilliert werden? 

Antwort anzeigen

Antwort

Besonders vorteilhaft ist diese Methode für langkettige Kohlenwasserstoffe, deren Siedepunkte meist weit über 100°C liegen. Während der Kurzwegdestillation wird dieser ausreichend herabgesetzt, um diese Stoffe zu destillieren. 

Frage anzeigen

Frage

Welche zwei Abläufe werden bei einer Reaktivdestillation miteinander verbunden? 

Antwort anzeigen

Antwort

Bei dieser Form wird eine chemische Gleichgewichtsreaktion mit einer normalen Destillation verbunden. 

Frage anzeigen

Frage

Was besagt das Prinzip von Le Chatelier im Rahmen der Destillation? 

Antwort anzeigen

Antwort

Verändert man die Konzentration in einem chemischen Gleichgewicht, so wird das Produkt wiederhergestellt, dessen Konzentration durch Entfernen verändert wurde. Die Destillation entspricht einem solchen Entfernen des Produkts. 

Frage anzeigen

Frage

Welches Problem besteht bei der Reaktivdestillation? 

Antwort anzeigen

Antwort

Die Reaktivdestillation findet nur geringe Anwendung, weil das Herstellen eines geeigneten Umfeld für die Reaktion und Destillation häufig 

Frage anzeigen

Frage

Welches Ziel wird bei der Destillation von Whiskey verfolgt? 

Antwort anzeigen

Antwort

Ziel ist nicht die vollständige Trennung der Stoffe. Stattdessen soll eine angenehme Mischung als Alkohol, Wasser und verschiedenen Aromen entstehen. 

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