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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.
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 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:
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.
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.
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.
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.
Die analytische Chemie ist der Teilbereich der Chemie, der sich mit der Analyse von chemischen Stoffen befasst. Dabei stehen drei zentrale Fragen im Vordergrund:
Die analytische anorganische Chemie befasst sich mit der Analyse von anorganischen Stoffen und stellt hierbei die Fragen:
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:
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:
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