Analytische Chemie …gibt genau 5,026 = 5!

Analytische 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 Chemie 2. Gegenstand der analytischen Chemie 2.1. Aufgabenbereiche 2.2. Klassische und instrumentelle Analysenmethoden 2.3. Der analytische Prozess 3. Datenauswertung, Fehler und Fehlerbetrachtung 3.1. Größen und Einheiten 3.2. Fehlerquellen und Genauigkeit 3.3. Statistik 4. Chemisches Gleichgewicht 4.1. Massenwirkungsgesetz 4.2. Gleichgewichtskonstanten 4.3. Prinzip des kleinsten Zwanges 4.4. Stöchiometrisches Rechnen 5. Gravimetrie 5.1. Grundlagen 5.2. Löslichkeitsprodukt 5.3. Beispiele 6. Maßanalyse (Titrimetrie) 6.1. Grundlagen und Bedeutung 6.2. Elektrolytlösungen 6.3. Fällungstitration 6.4. Säure-Base-Titration 6.5. Redoxtitration 6.6. Komplexometrie 6.7. Beispiele 7. Trennverfahren 7.1. Extraktion 7.2. Ionenaustausch

Literaturstudium?

Literatur ♦ G. Jander, E. Blasius, J. Strähle Einführung in das anorganisch-chemische Praktikum S. Hirzel, Stuttgart, 2005 ♦ D.C. Harris Lehrbuch der quantitativen Analyse (auch instrumentell) Springer, Heidelberg, 2002 ♦ G. Jander, K.F. Jahr Maßanalyse W. de Gruyter, Berlin, 2003 ♦ M. Otto Analytische Chemie Wiley-VCH, Weinheim, 2006 (auch instrumentell) ♦ U.R. Kunze, G. Schwedt Grundlagen der quantitativen Analyse Wiley-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“

Die Aussagen werden verifiziert Was haben die Organische Chemie, die Anorganische Chemie, die Physikalische Chemie, die Technische Chemie und die Biochemie gemeinsam??? Die Aussagen werden verifiziert durch die 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 NaCl a) 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 Durchführung der analytischen Untersuchungen Auswertung und Interpretation der Ergebnisse Element- und Verbindungsanalytik Strukturanalytik Prozessanalytik Analytische Chemie

Analytische 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

Analytische Chemie im Bereich Wasser, Abwasser, Umweltschutz 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, Umweltschutz Applikationen z.B. unter www.metrohm.com

Produktkontrolle 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 Hochtechnologien Anorganische Spurenanalytik in 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 Erinnerung: Dioxin in Freilandeiern Acrylamid 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 schnelle und präzise Ionenanalytik: Phosphorsäurebestimmung in Cola- Getränken durch Ionenchromatografie GIT Labor-Fachzeitschrifr 1/2004, 36

Produktkontrolle 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 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 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

Strukturbeispiel [Cu6L6(SO4)2]

Strukturvielfalt von Kupfer(II) – Komplexen [Cu(HL)2Cl]Cl [CuL2]·4H2O [Cu(HL)2(NO3)2] B. Antonioli et al., Polyhedron 2007, 26, 673-678. Strukturvielfalt von Kupfer(II) – Komplexen mit 2-(Hydroxymethyl)pyridin