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In der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts wurde die klassische Chemie vollendet. Den Anorganikern gelang die Systematisierung der Elemente im Periodensystem. In der organischen Chemie erkannte man die Vierwertigkeit des Kohlenstoffs und die daraus resultierende tetraedrische Konfiguration des Kohlenstoffatoms. Die verschiedenen Formen der Isomerie und ihre Bedeutung wurden nachgewiesen und richtig interpretiert, darunter auch das Schlüssel-Schloss-Prinzip enzymatischer Reaktionen. Die Physikochemiker formulierten die Hauptsätze der Thermodynamik und begründeten die chemische Kinetik.
Die fundamentalen naturwissenschaftlichen Entdeckungen führten auch dazu, dass großtechnische Prozesse immer besser beherrscht wurden und riesige Gewinne abwarfen. Die Verfahren zur Herstellung von Stahl und Schwefelsäure wurden revolutioniert. Eine besondere Entwicklung nahm die organische Synthesechemie durch die erfolgreiche technische Realisierung der Synthesen von Farbstoffen wie Indigo oder Arzneistoffen wie Aspirin. Dadurch bedingt erfolgte die Gründung vieler großer Chemieunternehmen wie der BASF und der BAYER AG, die heute noch führende Unternehmen in ihrer Branche sind.

Als synthetische Farbstoffe werden die Farbstoffe bezeichnet, die industriell hergestellt werden. Der allergrößte Teil der synthetischen Farbstoffe ist von der chemischen Industrie neu entwickelt worden, aber auch die natürlichen Farbstoffe Indigo und Alizarin werden aus Kostengründen mittlerweile industriell hergestellt.
Chemisch betrachtet lassen sich die synthetischen Farbstoffe in mehrere Gruppen unterteilen. Drei wichtige Gruppen sind die Azofarbstoffe, die Triphenylmethanfarbstoffe und die Anthrachinonfarbstoffe.