Elemente, Schulbuch

186 8 ANaLYTISCHE CHEMIE Optische Methoden Neben den optischen Methoden zur Strukturaufklärung (siehe Band „Moleküle“, Kapitel 6) haben vor allem Kolorimetrie und Fotometrie in der analytischen Chemie eine zentrale Bedeutung. In beiden Fällen wird die Tatsache ausgenutzt, dass die Tiefe der Färbung einer färbigen Lösung von der Konzentration des gelösten Stoffes abhängig ist. Der zu untersuchende Stoff kann dabei selbst gefärbt sein oder er bildet mit einem spezifischen Reagenz eine Färbung. Die Methode der Messung der Farbtiefe unterscheidet sich bei Kolorimetrie und Fotometrie. Kolorimetrie Man erstellt Lösungen bekannter Konzentration und vergleicht die zu untersuchen- de Lösung mit diesen Standard-Lösungen (Abb. 186.1). Fotometrie Man misst den Prozentsatz der Strahlung (Ausgangsstrahlung 100 %), der nach Durchgang der Strahlung durch die Probe noch vorhanden ist. Als Ausgangsstrah- lung kann sichtbares Licht, UV-Strahlung oder IR-Strahlung einer bestimmten Wel- lenlänge eingesetzt werden (Spektralfotometrie) oder man filtert einen bestimmten Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichtes aus und benutzt dieses „Restlicht“ als Ausgangsstrahlung (Filterfotometrie). In beiden Fällen müssen auch hier Standard- Lösungen hergestellt werden (vorhanden sein), deren Prozentsatz an absorbierter Strahlung bekannt sein muss (Abb. 186.2). Schnell-Tests Unsere heutige, schnelllebige Zeit erfordert Informationen oft in kürzester Zeit. Auch eine einfache, von jedem leicht durchführbare Handhabung von Analysegeräten ist häufig gewünscht. Dabei nimmt man eine geringere Genauigkeit in Kauf. Besonders kolorimetrische Verfahren haben neben volumetrischen eine enorme Bedeutung. Überträgt man zB die Farben von Standard-Lösungen in eine Farbskala, so kann man die zu untersuchende Probe direkt mit dieser Farbskala vergleichen und einen semiquantitativ genannten Analysenwert ermitteln. Da die meisten ge- suchten Inhaltsstoffe der Proben farblos sind, wird die Probe mit spezifischen Rea- genzien versetzt, die mit dem Inhaltsstoff eine gefärbte Verbindung ergeben. Die so vorbehandelte Probe wird dann mit der fertigen Farbskala verglichen, wobei man die unbehandelte Probe als Vergleichslösung benützt (Abb. 186.3, 186.4). Volumetrische Verfahren führt man mit einfachen Kunststoffspritzen durch, mit denen der Titer anstatt mit einer Bürette der Probe zugeführt wird. Die Skala an der Spritze ist dann nicht in Milliliter geteilt, sondern gibt gleich die Konzentration der gesuchten Substanz an. 0 mg/L 10 mg/L 20 mg/L 30 mg/L 40 mg/L Hergestellte Lösungen bekannter Konzentration Probe = Lösung unbekannter Konzentration Die Konzentration der Probe liegt zwischen 20 und 40 mg/L Probenlösung Test-Set-Behälter mit Farbskala und Probenstreifchen Probenstreifchen Filzblättchen mit Reagenzien Probenstreifchen in Probenlösung eintauchen Probenstreifchen mit Farbskala vergleichen 200 150 180 250 300 Probe Reagenz 1 Messergebnis Abb. 186.3: Einfachster Analysentest auf kolorimetrischer Basis Abb. 186.4: Kolorimetrischer Analysentest mit Komparatorscheibe Abb. 186.2: Spektralfotometer Abb. 186.1: Kolorimetrie Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv