Was ist qualitative analytische Chemie?
Quantitative analytische Chemie ermittelt Mengen bekannter Substanzen in einer Probe. Solche Tests werden routinemäßig zur Qualitätskontrolle durchgeführt, wie beispielsweise der Gehalt an Wirkstoffen in kalten Tabletten. Die qualitative analytische Chemie will nicht wissen, wie viel, sondern was vorhanden ist - die Identität unbekannter Substanzen. Diese Bestimmungen sind nicht immer Routine und können recht komplex sein. Physikalische und chemische Eigenschaften werden so schnell und kostengünstig wie möglich unter Verwendung einer Kombination sorgfältig ausgewählter Instrumenten- und Nasstestmethoden bestimmt.
Qualitative analytische Chemie lässt sich am bequemsten in zwei Arten unterteilen: organische Analyse und anorganische Analyse. Die organische qualitative analytische Chemie ist die komplexere von beiden. Es gibt Millionen möglicher organischer Verbindungen, von denen Tausende bekannt und charakterisiert sind. Eine typische organische Molekülstruktur kann aliphatische Ketten oder Ringe, aromatische Ringe, Etherbindungen, Heteroatome, Doppel- und Dreifachbindungen sowie Alkohol-, Carbonyl- und Carboxylfunktionalitäten enthalten. Instrumentelle Methoden zur Identifizierung sind wesentlich und umfassen üblicherweise Gas-Flüssigkeits-Chromatographie und Elektrophorese sowie Infrarot-, Ultraviolett- und Massenspektroskopie.
Organische qualitative analytische Chemie ist einer der interessantesten und wichtigsten Lehrveranstaltungen an Universitäten. Es erfordert kombiniertes Wissen über eine Vielzahl chemischer Reaktionstypen sowie ein allgemeines Verständnis der Instrumentierung und der Fähigkeit, Spektren, einschließlich Kernspinresonanzspektren, zu lesen. Kenntnisse der chemischen Stabilität sind unerlässlich, da einige Tests eine Probe beschädigen oder zerstören oder ein Sicherheitsrisiko darstellen können. Der Kurs zeigt auch die Vertrautheit der Schüler mit wichtigen Datenquellen, einschließlich der historisch wertvollen Beilstein- Bibliothek organischer Verbindungen und ihrer Derivate - die Tausende von Einträgen umfasst. Beilstein ist immer noch eine wichtige Ressource.
Die pharmazeutische Industrie ist in hohem Maße von einer als Dünnschichtchromatographie (TLC) bekannten Technik der qualitativen organischen analytischen Chemie abhängig. Eine Platte, vielleicht Glas, hat eine gleichmäßige Schicht adsorptiven Materials. Winzige Tropfen Probenmaterial werden auf eine geneigte Platte gegeben und die Trennung erfolgt über eine absteigende Lösungsmittelphase. Diese Technik erfordert nur Spurenmengen und keine erhöhten Temperaturen, die wärmeempfindliche Substanzen beschädigen können. Die Verbindungen trennen sich, wenn sie in verschiedene Banden wandern, von denen jede gewonnen und, falls gewünscht, quantitativ gemessen werden kann.
Anorganische qualitative analytische Chemie bezieht sich hauptsächlich auf Nicht-Kohlenstoff-Chemie, einschließlich Metall-, Metalloid-, Hydroxyl-, Carbonat- und Wasserstoffionen. Die Prüfung kann mit einem einfachen Flammentest oder einer pH-Messung oder einer manuellen Titration beginnen. Früher wurden die üblichen Nasstestmethoden weitgehend durch moderne instrumentelle Methoden wie Atomabsorptions- oder Atomemissionsspektroskopie ersetzt. Bei komplexen Bestimmungen können Röntgenkristallographie, Rasterelektronenmikroskopie (REM) und Fourier-Transformations-Infrarotspektroskopie (FTIR) eingesetzt werden. Anwendungen umfassen Umweltanalysen und Materialanalysen.