Methode: Stoffidentifikation

 HMTC GmbH

 

Gliederung:

  1. Thema
  2. Unterrichtsgang
  3. Experimente mit HMTC-Geräten
  4. Lernkartei
  5. Animationen und Videos
  6. Internet-Links
  7. Experimente in der Literatur
  8. Literatur

 

1. Thema

 

 
 

Chemie befasst sich mit "Stoffen, ihren Eigenschaften und ihren Veränderungen". Dazu ist es notwendig, bekannte Stoffe zu charakterisieren und unbekannte Stoffe zu identifizieren. Um Stoffe zu identifizieren bestimmt, man Eigenschaften der Stoffe, die unterschiedlich und charakteristisch für einen Stoff sind.

Da die wenigstens Stoffe in der Natur Reinstoffe sind, sind zwei Arbeitsschritte notwendig, um die Eigenschaften von Stoffen zu bestimmen.

  1. Stofftrennung ; Isolation von Reinstoffen (Thema in Vorbereitung)
  2. Stoffidentifikation; Bestimmung charakteristischer Daten

Die beiden Schritte Stofftrennung ind Stoffidentifikation sind nur gemeinsam zu bewältigen. Beide gehen von der Beobachtung aus, dass Stoffe unterschiedliche Eigenschaften besitzen.

An dieser Stelle wird die Stoffidentifikation (Stoffbestimmung) behandelt.

Stoffeigenschaften, die nur von der Stoffart, nicht aber von der Stoffportion oder dem Stoffzustand bestimmt werden, nennt man spezifische (arteigene) Eigenschaften.

Da man in der Regel den Stoff nach der Identifikation weiter verwenden möchte, ist es das Bestreben, die Identifikation mit möglichst kleinen Stoffportionen durchzuführen. Zur Stoffbestimmung benutzt man weitgehend physikalische Merkmale von Stoffen, da physikalische Veränderungen an Stoffen keine Bildung von neuen Stoffen zur Folge haben.

Weitere physikalischen Methoden der Untersichung sind:

  • Bestimmung der Dichte
  • Bestimmung des Aggregatzustandes mit
  • Bestimmung nach Löslichkeit (Chromatografische Verfahren)
  • Bestimmung des Aussehens und weiteren Sinne optische Eigenschaften
    • Brechungsindex
    • Spektren
      • im sichtbaren Bereich (VIS),
      • im ultravioletten Bereich (UV)
      • im infraroten Bereich (UV)
      • NMR- Spektren (Spektren nach magnetischer Anregung)
  • Bestimmung der Löslichkeit (wird im Allgemeinen zu den physikalischen Methoden gerechnet)
  • und andere mehr

Daneben gibt es auch physikalischen Methoden der Identifikation, die mit Veränderungen bis hin zur chemischen Umwandlung in andere Stoffe verbunden sind.

Eine grobe Einordnung des vorherrschenden Bindungstyps der Stoffe geschieht durch Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit.

  • Metalle (Leiter 1. Art) leiten den Strom unzersetzt
  • Salze (Leiter 2. Art) leiten den elektrischen Strom in geschmolzenem und als wässrige Lösung (sofern sie gelöst werden!) und werden dabei chemisch zersetzt.
  • Säuren und Basen (Leiter 2. Art) leiten als wässrige Lösung und werden dabei chemisch zersetzt.
  • Molekülverbindungen leiten den elektrischen Strom nicht.

Sofern bei der leitfähigkeitsmessung Zersetzung (Elektrolyse auftritt, handelt es sich genau genommen um eine physikalische Untersuchung mit chemischer Auswirkung.

In der Regel bedeutet eine Stoffidentifikation mit Beteiligung chemischer Umwandlungen Stoffverlust. Daher versucht man, bei diesen Methoden mit möglichst kleinen Stoffportionen oder Verdünnungen auszukommen. Zu diesen Methoden gehören zum Beispiel

  • Bestimmung nach Umwandlung in Folgeprodukte (Identifikation von Stoffen durch Bildung von Derivaten, Tüpfelanalysen, photometrische Bestimmungen u.a.)
  • Massenspektren (Identifikation nach Masse und Ladung (physikalisch) nach Bildung von Zersetzungsprodukten durch Ionisation. Der ausdruck "Spektren" ist irreführend, da hierbei nicht eine Aufspaltung nach Wellenlängen (Frequenzen) geschieht. Vielmehr es sich hierbei um eine Verteilung nach Massen.

 

2. Unterrichtsgang

 
 

 

 

 
3. Experimente mit HMTC-Geräten  
 

 

 

 

4. Lernkartei

 
 

 

 

 

5. Animationen und Videos

 
 

 

 

 

6. Internet-Links

 
 

 

 

 
7. Experimente in der Literatur:  
 


 

 

8. Literatur

 
 

 

 
9.  
 

 

 

 

 

17.02.2008