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Die Chromatografie bezeichnet physikalische Trennverfahren, bei denen die Stofftrennung auf der unterschiedlichen Verteilung zwischen einer stationären und einer mobilen Phase, die nicht miteinander mischbar sind, beruht.
Die Gaschromatografie ist ein Trennverfahren für Stoffgemische, die gasförmig sind oder sich unzersetzt in die mobile Gasphase überführen lassen. Die Siedepunkte der zu analysierenden Stoffe sollten zwischen 40 und 300 °C liegen. Als stationäre Phase dient ein Feststoff oder eine flüssige Phase.

In der Kriminalistik hinterlassen die Täter fast immer Spuren, die jedoch oft nur mit speziellen physikalische und chemische Analysemethoden sichtbar gemacht und ausgewertet werden können.
Dabei reicht die Palette von einfachen chemischen Reaktionen zum Nachweis von Giften über die Sichtbarmachung von Fingerabdrücken bis hin zu komplizierten physikalischen und biochemischen Methoden.
Insbesondere die Analyse des Erbguts, der sogenannte genetische Fingerabdruck erlaubt die eindeutige Überführung von Straftätern aller Coleur. Aber auch Dopingsünder im Sport, verantwortungslose Väter und Umweltsünder können mithilfe unterschiedlicher Analysenmethoden, z. B. chromatografischer oder elektrophoretischer Verfahren, identifiziert werden.

Ammoniak ist an seinem typischen, stechenden Geruch zu erkennen. Außerdem reagieren Ammoniak und Wasser in einer Protolysereaktion zu Ammonium-Ionen und negativ geladenen Hydroxid-Ionen.
Letztere färben Universalindikatoren blau, die Färbung gilt als indirekter Nachweis für Ammoniak und Ammonium-Ionen.

Carbonat-Ionen werden durch eine Fällungsreaktion nachgewiesen.
Dabei wird die Eigenschaft der Carbonat-Ionen genutzt, dass sie bei Zugabe von Säuren in Kohlenstoffdioxid und Wasser zerfallen. Das gebildete Kohlenstoffdioxid reagiert mit Calciumhydroxid- oder Bariumhydroxidlösung zu schwer löslichem Calcium- oder Bariumcarbonat.

Nitrat-Ionen können durch verschiedene chemische Reaktionen mit entsprechenden Teststreifen nachgewiesen werden. Außerdem nutzt man zum Nitrat-Nachweis die „Ringprobe“, eine charakteristische Farbreaktion mit Eisen(II)-sulfatlösung und konzentrierter Schwefelsäure.

Die Nachweisreaktionen der Kohlenhydrate, Fette und Eiweiße sind mehr oder weniger spezifische Nachweisreaktionen der Stoffklassen. Anders als bei anorganischen Fällungs- oder Farbreaktionen sind die Reaktionsgleichungen oft sehr kompliziert und daher nur schwer darzustellen.
Die Vielfalt der makromolekularen Naturstoffe ist viel zu groß, als das man für jeden einzelnen Stoff einen spezifischen Nachweis entwickeln könnte. Deshalb nutzt man zur eindeutigen Identifizierung der Einzelstoffe heutzutage moderne instrumentelle Methoden wie die Röntgenstrukturanalyse oder elektrophoretische Verfahren. Stehen diese nicht zur Verfügung, muss man physikalische Eigenschaften wie Schmelzpunkte oder optische Drehwerte für eine eindeutige Identifizierung heranziehen.

Ozon ist eine dreiatomige Modifikation des Sauerstoffs und chemisch viel reaktiver als der viel häufiger vorkommende Disauerstoff. Ozon besitzt einen charakteristischen Geruch, den man z. B. gut in Copyshops wahrnehmen kann.
Es entsteht z. B. in der oberen Atmosphäre unter Einwirkung von UV-Strahlung aus Sauerstoffmolekülen und bildet die schützende Ozonschicht der Erde. Diese ist für uns wichtig, weil sie biologisch schädliche UV-Strahlung von der Erdoberfläche fernhält.

Durch verschiedene Spurengase in der Atmosphäre wird Ozon teilweise abgebaut, sodass in den letzten 30 Jahren die Ozonkonzentration um ca. 10% gesunken ist. Über den Polkappen der Erde wird seit 1985 zu bestimmten Jahreszeiten eine regional begrenzte, viel stärkere Abnahme des Ozongehalts - das sogenannte Ozonloch - registriert.

Polyethylenterephthalat (PET) ist einer der wichtigsten Polyester und gehört zur Gruppe der Polykondensate. Seine große Bedeutung kommt daher, dass er ein vielseitiger Werkstoff mit breitem Einsatzgebiet ist. So wird er als Textilfaser genutzt, und außerdem werden zunehmend Getränkeflaschen aus PET hergestellt. Die Umkehrung der Synthese ermöglicht ein vollständiges Recycling des Werkstoffes, sodass er ökologisch betrachtet anderen Kunststoffen vorzuziehen ist.

Ein Trennungsgang wird durchgeführt, wenn man ermitteln möchte, welche Bestandteile ein Stoffgemisch enthält, oder wenn man mit möglichst reinen Stoffen arbeiten will.

Der Trennungsgang ist Teil einer chemischen Analyse und erleichtert den Nachweis einzelner Stoffe.

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In der Natur liegen die meisten organischen und anorganischen Stoffe als Stoffgemische vor. Auch in der chemischen Industrie handelt es sich bei Ausgangsstoffen und Reaktionsprodukten von Stoffsynthesen häufig um verunreinigte Substanzen. Deshalb sind Verfahren zur Stofftrennung von außerordentlicher Bedeutung. Ähnliche Trennverfahren begegnen uns auch erstaunlich oft im Alltag.
Die Trennung der Stoffgemische beruht auf der Ausnutzung der unterschiedlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften der beteiligten Reinstoffe.

Die analytische Chemie befasst sich mit der Identifizierung der Bestandteile und der Ermittlung der Zusammensetzung von Stoffen oder Stoffgemischen. Durch die Anwendung geeigneter Analysenmethoden sind folgende grundsätzliche Fragestellungen zu beantworten:

1. Welcher Stoff liegt vor?
2. Welche Zusammensetzung hat der Stoff oder das Gemisch?
3. Wie ist die Substanz aufgebaut?

Das Ziel der anorganischen qualitativen Analyse besteht in der Identifizierung anorganischer Substanzen, d. h. Elementen, Ionenverbindungen oder Molekülverbindungen.

* 31.10.1835 in Berlin
† 20.08.1917 in Starnberg

ADOLF VON BAEYER war ein deutscher Chemiker. Nach seinem Militärdienst widmete er sich der Chemie. Er erforschte u. a. Konstitution und Synthese von Indigo, einem blauen Farbstoff. Heute noch ist sein BAEYERS-Reagenz bekannt, mit dem man einen Hinweis auf Mehrfachbindungen in unbekannten organischen Verbindungen erhält.

Bei der Chromatografie handelt es sich um ein physikalisches Trennverfahren, bei denen die Stofftrennung auf der unterschiedlichen Verteilung zwischen einer stationären und einer mobilen Phase, die nicht miteinander mischbar sind, beruht. Chromatografische Analyseverfahren dienen zur qualitativen und quantitativen Analyse.

Die Chromatografie bezeichnet physikalische Trennverfahren, bei denen die Stofftrennung auf der unterschiedlichen Verteilung zwischen einer stationären und einer mobilen Phase, die nicht miteinander mischbar sind, beruht. Bei der Dünnschichtchromatografie erfolgt die Trennung durch mehrstufige Verteilungsprozesse zwischen einer festen stationären Phase und einer mobilen flüssigen Phase hauptsächlich aufgrund von Adsorptions-Desorptions-Wechselwirkungen. Sie findet hauptsächlich zur qualitativen Analyse oder zur Vortrennung von Stoffgemischen Anwendung.

Anorganische Stoffe bestehen aus Atomen oder Ionen, die durch verschiedene Methoden nachgewiesen werden können. Dabei unterscheidet man die qualitative Elementaranalyse, bei der zunächst die Art der Bestandteile eines Stoffs ermittelt wird, und die quantitative Elementaranalyse. Bei letzterer bestimmt man die mengenmäßige Zusammensetzung eines reinen Stoffs (Summenformel) oder eines Stoffgemisches.

Die Identifizierung organischer Verbindungen mit einfachen Nachweisreaktionen ist nicht besonders eindeutig , da man oft nur Hinweise auf die Stoffklasse erhält. Deshalb bestimmt man in der Organik die Zusammensetzung der Substanzen quantitativ. Dies ist wesentlich einfacher als in der Anorganik, da die meisten organischen Moleküle aus den Elementen Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff und Stickstoff bestehen. Nur wenige Moleküle enthalten noch weitere Heteroatome wie Halogenatome (F, Cl, Br, I) oder Schwefel und werden noch weiteren Untersuchungen unterzogen.
Bei der Elementaranalyse oder CHN-Analyse werden die Gewichtsprozente der chemischen Elemente in organischen Verbindungen bestimmt und daraus die Verhältnisformel berechnet.

Es gibt zwar viel mehr mehr organische Verbindungen als anorganische, doch erstere setzen sich nur aus wenigen Elementen zusammen.
Diese Elemente können durch einfache chemische Experimente nachgewiesen werden. Dadurch erhält man erste Hinweise darauf, zu welcher Stoffklasse eine organische Verbindung gehört.

* 384 v. Chr. in Stagira
† 322 v. Chr. in Chalkis

Er war ein griechischer Gelehrter der Antike, systematisierte das Wissen seiner Zeit, begründete u. a. die Botanik, die Zoologie, die Logik und das Staatsrecht als Wissenschaften. ARISTOTELES war ein universeller Gelehrter und einer der bedeutendsten Denker des Altertums. Er war Erzieher ALEXANDER DES GROSSEN.

Eine Stromquelle, die aus mehreren Monozellen besteht, nennt man elektrische Batterie. Batterien sind elektrische Quellen, in denen elektrische Energie gespeichert ist. Sie sorgen als Spannungsquellen für den Antrieb des elektrischen Stroms in Stromkreisen.
Monozellen und Batterien gibt es heute in verschiedenen Bauformen.
Zu den bekanntesten gehören die Zink-Kohle-Batterie und der Blei-Akkumulator, der als Autobatterie eine Rolle spielt.

* 20.08.1779 in Väversunda Sörgard (Schweden)
† 07.08.1848 in Stockholm

Auf JÖNS JAKOB BERZELIUS gehen viele der heute gebräuchlichen Symbole für chemische Elemente zurück. Daneben leistete er einen bedeutenden Beitrag zur Erforschung der organischen und anorganischen Chemie und entdeckte neue Elemente und Verbindungen. BERZELIUS widmete sich auch anderen Bereichen der Chemie. Besonders verdient machte er sich um die Ausbildung bedeutender Chemiker Europas.

* 20.02.1844 in Wien
† 05.09.1906 in Duino (heute Duino-Aurisina, bei Triest)

LUDWIG BOLTZMANN war ein österreichischer Physiker.
Er gilt als einer der Mitbegründer der kinetischen Gastheorie und fand die nach ihm benannte BOLTZMANN-Gleichung, indem er die Verteilung von Energie und Geschwindigkeit verschiedener Gasmoleküle ableitete. BOLTZMANN gilt als Begründer der Thermodynamik.
BOLTZMANN starb 1906 durch Selbstmord.

Die Brennstoffzelle ist ein Spezialfall eines galvanischen Elements, bei dem chemische Energie direkt in elektrische Energie umgewandelt wird. Während sich bei Batterien und Akkumulatoren die an den chemischen Reaktionen beteiligten Materialien allmählich verbrauchen, werden bei der Brennstoffzelle die Ausgangsstoffe und Produkte der Reaktion kontinuierlich zu- und abgeführt. Betrieben wird sie häufig mit Wasserstoff und Sauerstoff. Anstelle von Wasserstoff können aber auch andere Brennstoffe genutzt werden. Ein einzelnes Element einer Wasserstoff-Brennstoffzelle liefert eine Gleichspannung von knapp einem Volt. Praktische Ausführungen arbeiten mit Hintereinanderschaltungen vieler solcher Elemente.
Das grundlegende Prinzip wurde bereits 1839 entdeckt. Intensive Forschungen zur technischen Nutzung begannen aber erst ab etwa 1960. Gegenwärtig ist die Entwicklung leistungsfähiger Brennstoffzellen ein Schwerpunkt der technischen Forschung.

In jeder Zelle finden hunderte von chemischen Reaktionen ab, die in ihrer Gesamtheit als Stoffwechsel (Metabolismus) bezeichnet werden. Um zu leben, benötigen alle Zellen ständig organische und anorganische Stoffe sowie chemische Energie. Zuständig für die Energiegewinnung der Zellen sind die Mitochondrien. Unter Mitwirkung von bestimmten Enzymen und Coenzymen gewinnen die Mitochondrien insbesondere aus Glucose (Traubenzucker) und Fettsäuren Energie für alle in der Zelle ablaufenden Vorgänge. Die Stoffwechselleistungen einer Zelle hängen deshalb entscheidend von ihrer Enzymausstattung ab, welche bereits genetisch festgelegt ist. Nach der Art, welche Ausgangsstoffe für die Energiegewinnung verwertet werden, unterscheidet man autotrophe und heterotrophe Organismen. Die Energie wird in Form von Adenosintriphosphat (ATP) gespeichert, so dass der Zelle stets ausreichend Energie zur Verfügung steht. Der wichtigste Weg zur ATP-Bildung ist die oxidative Phosphorylierung innerhalb der Atmungskette unter aeroben Bedingungen (Sauerstoffanwesenheit). Viele Organismen können unter anaeroben Bedingungen (Sauerstoffabwesenheit) auf ATP zurückgreifen, das in der Glykolyse entsteht. Diese Art der ATP-Bildung bezeichnet man als Gärung.

* 02.02.1822 in Köslin
† 24.08.1888 in Bonn

Er war ein deutscher Physiker, der als Professor in Zürich, Würzburg und Bonn tätig war. CLAUSIUS leistete wesentliche Beiträge zur Entwicklung der Thermodynamik. Insbesondere formulierte er als Erster den 2. Hauptsatz der Thermodynamik.