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Analytische Chemie

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Analytische Chemie

Wolltest Du nicht auch schon immer Detektiv*in spielen? In der analytischen Chemie machst Du genau das. Du versuchst den Inhalt einer Probe aufzuschlüsseln oder die Struktur eines Moleküls aufzuklären.

Dazu trittst Du in die Fußstapfen von Sherlock Holmes, denn auch der selbst ernannte Verbrechensbekämpfer aus Großbritannien untersuchte Spuren nicht immer mit seiner Lupe. Damit hätte er kleine chemische Moleküle natürlich schnell übersehen und wäre nie an die Spitze der Londoner Meisterdetektive gelangt.

Was er seinen Mitstreitern voraushatte? Er nutzte Methoden, die heute zur analytischen Chemie gezählt werden. Natürlich haben sich diese Verfahren seither zu ausgefallenen Methoden weiterentwickelt, sodass Du mit ihrer Hilfe die Wahrheit noch schneller und präziser ans Licht bringen wirst.

Analytische Chemie Definition

Die analytische Chemie befasst sich mit der Untersuchung 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 groß die Menge des gesuchten Stoffs ist. Die Strukturanalytik befasst sich mit der molekularen Struktur des vorliegenden Stoffs.

Als klassisches Teilgebiet der Chemie übernimmt die analytische Chemie für alle anderen Bereiche die Untersuchung der im Labor hergestellten Stoffe. Außerdem werden die Methoden der analytischen Chemie unter anderem zur Analyse von Lebensmitteln und medizinischer Proben genutzt. Wie Du siehst, begegnet sie Dir also nicht nur in der Schule oder im Studium, sondern auch im Alltag ziemlich häufig.

Analytische Chemie Grundlagen

Die qualitative und die quantitative Analyse bilden die Grundlage der analytischen Chemie. Zur Untersuchung Deiner Stoffe benutzt Du in beiden Bereichen chemische Methoden und arbeitest "nass-chemisch". In der Praxis bedeutet das, dass Du Deine Probesubstanz zunächst mithilfe einer geeigneten Säure oder einem anderen Lösungsmittel lösen musst. Auf diese Weise kannst Du Deine Probe mit einer Vielzahl an unterschiedlichen Reaktionen testen.

Qualitative Analyse

Die qualitative Analyse befasst sich mit der Frage, welcher Stoff vorliegt. Dazu werden chemische Nachweise angewendet, die jeweils für bestimmte Stoffe oder ganze Stoffgruppen funktionieren. Häufig werden sie unter Zugabe von sogenannten Nachweisreagenzien wie Silbernitrat-Lösung zum Nachweis von Halogenionen durchgeführt.

Allerdings gibt es auch viele Nachweise, die ohne zusätzliche chemische Stoffe auskommen. Dazu gehören unter anderem die Nachweise der typischen Flammenfärbungen von Alkali- und Erdalkalimetallen.

Die typischen Flammenfärbungen der Alkali- und Erdalkalimetalle gelten als qualitative Nachweise. Für diese leicht durchführbare Methode brauchst Du nichts weiter als ein Magnesiastäbchen und einen Gasbrenner.

Die Funktionsweise dieser Nachweise kannst Du Dir so vorstellen, dass die Probe ein bestimmtes Verhalten zeigt, wenn Du das Nachweisreagenz hinzugibst und die entsprechende Substanz enthalten ist. Wenn sich die Probe unter Zugabe eines Nachweisreagenz nicht verändert, liegt der Stoff nicht vor.

Im Fall des Halogennachweises mit Silbernitratlösung, bildet sich beispielsweise ein farbloser Feststoff, wenn Chloridionen vorhanden sind. Bei Bromidionen hingegen setzt sich ein gelber Feststoff ab.

Weitere Nachweisbeispiele für Stoffe, die sich in Lösung befinden, sind:

  • das Benedict Reagenz, die Fehling-Probe und die Tollens-Probe zum Nachweis von reduzierenden Zuckern,
  • der Nachweis von Mehrfachbindungen mit Bromwasser oder Kaliumpermanganat,
  • und der Nachweis von Aminosäuren mit Ninhydrin.

Qualitative Nachweise werden aber nicht immer in Lösung durchgeführt. Auch durch die Analyse der entstehenden Gase kannst Du Rückschlüsse über die enthaltenen Substanzen ziehen.

Wichtige chemische Gasnachweise sind:

  • die Knallgasprobe als Wasserstoffnachweis,
  • die Glimmspanprobe als Sauerstoffnachweis
  • und die Kalkwasserprobe als Nachweis für Kohlenstoffdioxid.

Einen dieser Nachweise kannst Du Dir hier genauer anschauen. In Abbildung 1 siehst Du, wie die Glimmspanprobe abläuft. Im ersten Schritt entzündest Du den Holzspan und verschließt das Reaktionsgefäß, damit kein Sauerstoff reingelangt. Anschließend pustest Du im zweiten Schritt die Flamme wieder aus und hältst den glühenden Holzspan in das Reaktionsgefäß. Sollte sich der Holzspan im dritten Schritt wieder entzünden, liegt Sauerstoff in der Probe vor.

Analytische Chemie Glimmspanprobe StudySmarterAnalytische Chemie Glimmspanprobe StudySmarterAbbildung 1: Glimmspanprobe in drei Schritten

Was ist aber, wenn Du nicht nur eine Substanz in Deiner Probe nachweisen, sondern ihre ganze Zusammensetzung aufschlüsseln willst? Dann kannst Du einen Trennungsgang durchführen, mit dem Du mehrere Nachweise hintereinander durchführst.

Trennungsgang: Zur Aufschlüsselung einer ganzen Probe

Stell Dir vor, Du bekommst eine Probe in die Hand gedrückt und musst herausfinden, welche Elemente und Moleküle darin enthalten sind. Bei so vielen Möglichkeiten könntest Du schnell den Überblick verlieren. Außerdem ist es nicht sinnvoll, wild Nachweisreagenzien auf Deine Probe zu kippen.

Damit Du strukturiert die Elemente Deiner Probe analysieren kannst, solltest Du einen sogenannten Trennungsgang benutzen. Dieser besteht aus einer Vielzahl an Reaktionen, die jeweils aufeinander abgestimmt sind und in einer bestimmten Reihenfolge gemacht werden sollen. Auf diese Weise behindern sich die Reaktionen nicht gegenseitig und Du bekommst ein wahrheitsgetreues Ergebnis.

So kannst Du mithilfe eines Trennungsgangs nach und nach das Periodensystem durchgehen und erhältst Hinweise auf die in Deiner Probe enthaltenen Elemente.

Quantitative Analyse

Die quantitative Analyse befasst sich mit der Frage, wie groß die Menge eines Stoffs ist. Eine wichtige Methode aus diesem Teilgebiet der analytischen Chemie kennst Du bereits von Dir zu Hause: das Wiegen. Auch unter Analytiker*innen kann in einigen Fällen die Menge eines Stoffs auf diese Weise ermittelt werden. Ein wichtiges Verfahren aus der analytischen Chemie, das nach diesem Prinzip funktioniert, ist die Gravimetrie.

Um ein besonders aussagekräftiges Ergebnis zu erhalten, wird der Analyt bei diesem Verfahren zunächst in eine definierte Verbindung umgewandelt, dessen Gewicht man genau kennt. Mehr dazu findest Du in der entsprechenden Erklärung in der Rubrik analytische Chemie.

Oft liegen Moleküle allerdings in flüssiger Form vor. In diesen Fällen wirst Du zunächst die Konzentration eines Stoffs rausfinden müssen. Zu diesem Zweck kannst Du die Volumetrie, Titration und die Photometrie benutzen.

Die Volumetrie ist der Überbegriff für verschiedene Methoden zur Bestimmung der Menge des gesuchten Stoffs. Wie Du vom Namen ableiten kannst, arbeitest Du bei diesen Verfahren immer mit Volumina. Ein Beispiel für ein Verfahren aus der Volumetrie ist die Titration.

Bei der Titration wird ein Stoff bekannter Konzentration (Maßlösung) mit einem Stoff unbekannter Konzentration (Probelösung) versetzt. Auf diese Weise kannst Du durch die Menge an verbrauchter Maßlösung auf die Konzentration der Probelösung schließen. Mithilfe der Konzentration kannst Du anschließend leicht die Stoffmenge berechnen.

Das wohl bekannteste Beispiel für eine Titration ist die Neutralisationsreaktion von Natronlauge (NaOH) und Salzsäure (HCl). Die Reaktionsgleichung zu dieser Reaktion sieht so aus:

Weil hierbei eine Säure und eine Base miteinander reagieren, wird dieses Verfahren auch Säure-Base-Titration genannt. Das Ziel ist, eine neutrale Lösung mit einem pH-Wert von 7 zu erhalten. Damit Du diesen Punkt genau triffst, benutzt Du einen Indikator, der Dir über seine Farbe den pH-Wert zeigt.

Wie die Titration und das mit dem pH-Wert genau funktioniert, erfährst Du in den entsprechenden Erklärungen unter analytische Chemie.

Das letzte wichtige Verfahren aus diesem Bereich ist die Photometrie. Bei diesem Verfahren wird ein Lichtstrahl auf die Probe gerichtet und analysiert, wie hoch die Intensität dieses Strahls ist, nachdem sie den Stoff durchdrungen hat. Wenn Du diesen Wert mit der ursprünglichen Intensität des Lichtstrahls vergleichst, kannst Du über das Lambert-Beersche Gesetz herausfinden, wie hoch die Konzentration der Probe ist.

Wenn Du mehr zu dieser spannenden Analysemethode und zum Lambert-Beerschen Gesetz lernen willst, schau Dir gern die Erklärung zur Photometrie an.

Instrumentelle Analytische Chemie

Die moderne analytische Chemie arbeitet immer häufiger mit großen Apparaturen, mit denen sich Stoffe trennen und atomgenau analysieren lassen. Diese Verfahren basieren allerdings nicht mehr auf nass-chemischen Methoden, sondern kommen streng genommen aus der Physik. Anstatt chemischer Reaktionen benutzt Du in der instrumentellen Analytik häufig elektromagnetische Strahlung oder versuchst, Stoffe mit unterschiedlichen Siedepunkten voneinander zu trennen.

Strukturaufklärung

Für die besondere Funktion oder außergewöhnlichen Eigenschaften einer Verbindung ist oftmals die Struktur eines Moleküls von Bedeutung. Die Strukturaufklärung benutzt viele instrumentelle Methoden, um auf die Struktur eines Stoffs zu schließen. Dabei hat jede Methode der instrumentellen analytischen Chemie ihre Stärken und Schwächen.

Heutzutage sind die wichtigsten Methoden zur Strukturaufklärung unter anderem die UV/VIS-Spektroskopie, die IR- sowie die Raman-Spektroskopie, die NMR-Spektroskopie und die Massenspektrometrie.

Besonders die beiden letzten Verfahren sind aus der modernen Chemie nicht mehr wegzudenken. Mithilfe der Massenspektrometrie kannst Du die Zusammensetzung Deiner Probe genau bestimmen. Bei dieser Methode benutzt Du eine Ionenquelle, mithilfe derer Du Deine Probe zunächst ionisierst. Das ist notwendig für den nächsten Schritt: Die entstandenen Ionen werden mithilfe eines Magneten abgelenkt und anhand ihres Gewichts analysiert.

Jedes Molekül zerfällt während der Ionisation in typische Fragmente, die Du dann am Computer sehen und auswerten kannst. Außerdem haben die Ionen der verschiedenen Elemente natürlich ebenfalls ein charakteristisches Gewicht.

Du findest das Thema Massenspektrometrie spannend? Dann schau Dir unbedingt die entsprechende Erklärung dazu an.

Die NMR-Spektroskopie ist eine wunderbare Ergänzung zur Massenspektrometrie und vor allem in der organischen Chemie häufig der erste Schritt zur Strukturaufklärung eines Moleküls. Bei diesem Verfahren wird die Probe zunächst in einen großen Elektromagneten eingeführt. Beim meist üblichen 1H-NMR-Versuch regt dieser Elektromagnet dabei die Atomkerne der Wasserstoffatome eines Moleküls an.

Mithilfe der Daten, die Dir Dein NMR-Gerät liefert, kannst Du anschließend am Computer sehen, wo sich an Deinem Molekül Wasserstoffatome befinden und wie diese mit den Kohlenstoffatomen verbunden sind.

Wusstest Du schon, dass auch die Magnetresonanztomographie (MRT) nach diesem Prinzip funktioniert? Wie Du siehst, finden sich viele Analysemethoden aus der Chemie und Physik auch in Deinem Alltag und in der Medizin Anwendung.

Wenn Du mehr zur NMR-Spektroskopie und zu den anderen Methoden zur Strukturaufklärung lernen willst, schau Dir gern die Erklärungen dazu an.

Trennmethoden

Damit Stoffgemische untersucht werden können, müssen diese zuerst aufgetrennt und aufgereinigt werden. Ohne diesen Schritt würden die eben genannten Nachweismethoden gar nicht erst funktionieren oder ungenaue Ergebnisse liefern.

Die wichtigsten Trennmethoden aus der analytischen Chemie sind die Destillation, die Filtration, das Sublimieren und Resublimieren sowie die Chromatographie. All diese Verfahren nutzen die physikalischen Eigenschaften der unterschiedlichen Moleküle, um diese voneinander zu trennen.

Bei der Destillation machst Du Dir die verschiedenen Siedepunkte der Stoffe in einem Gemisch zunutze. Dazu erhitzt Du Deine Probe ein paar Grad über die Siedetemperatur des leichter verdampfenden Stoffs und fängst diesen mithilfe einer Kühlapparatur in einem anderen Behälter auf. Das Sublimieren und Resublimieren funktioniert ähnlich, wobei Du hier keine Flüssigkeit, sondern einen Feststoff verdampfst.

Eine weitere wichtige Kategorie von Trennmethoden ist die Chromatographie. Bei chromatographischen Verfahren werden Stoffe anhand ihres unterschiedlichen Haftungsvermögens voneinander getrennt. Das Ganze kannst Du Dir so vorstellen: Durch ihre verschiedenen Elektronenverteilungen und Größen haften die Moleküle unterschiedlich stark an anderen Stoffen.

Diese Tatsache machst Du Dir also zunutze und schickst Deine Probelösung (mobile Phase) durch die sogenannte stationäre Phase, die einen polaren Stoff enthält. Aufgrund der unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften Deiner Moleküle gelangen diese verschieden schnell durch die stationäre Phase. Dadurch hast Du ausreichend Zeit, um Deine Moleküle getrennt voneinander aufzufangen.

Polare Stoffe bestehen aus Molekülen, die ein permanentes elektrisches Dipolmoment haben. Die Ursache dafür ist die unterschiedlich hohe Elektronegativität der eingebauten Atome. Ein Beispiel für ein solches Molekül ist Wasser, da der Sauerstoff eine viel niedrigere Elektronegativität hat als Wasserstoff.

Deine mobile Phase kannst Du zu diesem Zweck zur Durchführung einer Gaschromatographie zum Beispiel verdampfen. Alternativ kannst Du sie aber auch flüssig über eine Säulenchromatographie oder eine HPLC (engl. High-Performance Liquid Chromatography) analysieren.

Spannendes Thema, nicht wahr? Wenn Du mehr zu den Trennmethoden lesen willst, schau Dir unbedingt die Erklärung dazu an. Außerdem lernst Du auf StudySmarter vertiefend etwas über die Gaschromatographie, die zur Auftrennung von Gemischen häufig vor moderne Nachweismethoden wie die Massenspektrometrie geschaltet wird.

Analytischen Chemie – Bedeutung

Die analytische Chemie ist aus chemischer Sicht aus vielen Gründen sehr wichtig. Nach einer Synthese muss beispielsweise überprüft werden, ob es sich überhaupt um den Stoff handelt, der synthetisiert werden sollte. Zudem kannst Du herausfinden, wie rein der Stoff ist, wenn es beispielsweise um die Herstellung eines Medikaments geht.

Die analytische Chemie hat aber noch viele weitere Anwendungsgebiete. Zum Beispiel werden die hier beschriebenen Methoden in der Umweltanalytik zur Analyse von Bodenproben genutzt.

In der Forensik nutzen Gerichtsmediziner*innen viele dieser Verfahren aus der analytischen Chemie zum Nachweis von Giftstoffen und damit zur Aufklärung von Mordfällen. In gewisser Weise kannst Du also auch Sherlock Holmes als chemischen Analytiker bezeichnen, wobei dieser, wie viele Romanfiguren, eine Reihe an nützlichen Fähigkeiten hatte.

Wie Du siehst, ist die analytische Chemie aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken, weswegen sich sogar ganze Chemielabors nur mit dem Analysieren von Proben beschäftigen. Mit ihren wichtigen Fähigkeiten machen moderne Analytiker*innen die Welt zu einem sichereren Ort.

Analytische Chemie – Das Wichtigste

  • 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 Stoffs aus? (Strukturanalyse)
  • Die wichtigsten Grundlagen in der analytischen Chemie sind:
    • Grundlegende Nachweisreaktionen der qualitativen Analyse anwenden können und verstehen
    • Die vier zentralen Verfahren der quantitativen Analyse beherrschen
    • Wichtige Verfahren der Strukturaufklärung benennen können
    • Die zentralen Trennmethoden in der Chemie benennen und anwenden können

Nachweise

  1. J. Blasius et al. (2006). Lehrbuch der analytischen und präparativen anorganischen Chemie, 16. Auflage. Hirzel.
  2. Otto. (2006). Analytische Chemie, 3. Auflage. Wiley-VCH.

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.

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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?

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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 


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Frage

In welchem Wellenbereich befindet sich UV-Licht?

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Antwort

Im Bereich 100 bis 380 nm.

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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.

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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

Frage anzeigen

Frage

Aus welchen Komponenten besteht ein klassisches Photometer?

Antwort anzeigen

Antwort

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

Frage anzeigen

Frage

Welche der folgenden Aussagen trifft auf die Extinktion zu?

Antwort anzeigen

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?

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Antwort

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

Frage anzeigen

Frage

Welches Trennverfahren wird häufig für Salze angewendet?

Antwort anzeigen

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. 

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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?

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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.

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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?

Antwort anzeigen

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. 

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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. 

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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?

Antwort anzeigen

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?

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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?

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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. 

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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? 

Antwort anzeigen

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? 

Antwort anzeigen

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? 

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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? 

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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? 

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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? 

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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? 

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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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