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Description
(Short description)
Die Neuauflage dieses führenden deutschsprachigen Lehrbuchs wurde gründlich überarbeitet. Wie die erste Auflage entspricht sie den Empfehlungen der Fachgruppe Analytische Chemie der Gesellschaft Deutscher Chemiker und nun auch den Vorgaben des "Würzburger Modells" zum reformierten Chemie-Studium. Die Empfehlungen der Arbeitsgruppe Analytische Chemie der Förderation Europäischer Chemischer Gesellschaften sind erneut berücksichtigt.
(Text)
Der "Otto" hat sich zu einem Standardwerk für Studenten der Chemie, Pharmazie, Lebensmittelchemie und anderer chemischer Disziplinen entwickelt, das auch von Nicht-Chemikern und Chemieingenieuren wegen seines didaktischen Aufbaus und seiner klaren Darstellung geschätzt wird. In vierter, nochmals aktualisierter und um neueste Analysenmethoden ergänzter Auflage, wird das gesamte Analytikwissen auf Bachelor-Niveau dargestellt.
Mit dem Blick für das Wesentliche erklärt der Autor, worauf es bei den vielen heute gebräuchlichen Analysenmethoden wirklich ankommt. Von den Grundlagen der qualitativen und quantitativen Analyse bis zu modernen Hochdurchsatz-Analysegeräten und der Qualitätssicherung wird die gesamte Bandbreite der modernen Analytik vorgestellt.
Die neue Auflage bietet mehr als 300 Aufgaben, darunter mehr als 150 neue, mit Lösungen zur Selbstkontrolle, außerdem zahlreiche Beispielrechnungen.
Aus den Rezensionen voriger Auflagen:
"Gibt einen umfassenden Überblick über den analytischen Prozess von der Fragestellung am Anfang bis zur Datenauswertung am Schluss" (LaborPraxis)
"Uneingeschränkt empfehlenswert" (Zeitschrit für Lebensmitteluntersuchung + Forschung)
"Auf dieses Buch haben Dozenten und Studenten gewartet" (Angewandte Chemie)
(Table of content)
Vorwort
GRUNDLAGEN DER ANALYTISCHEN CHEMIE
Gegenstand und Bedeutung in der Gesellschaft
Der analytische Prozess
Analytische Kenngrößen, statistische Bewertung und Qualitätssicherung
METHODEN AUF DER GRUNDLAGE CHEMISCHER REAKTIONEN
Chemisches Gleichgewicht und Elektrolyte
Säure-Base-Reaktionen und Titrationen
Fällungsreaktionen für Gravimetrie, Titrimetrie und Maskierungen
Komplexbildungsreaktionen und Komplexometrie
Reduktions-Oxidations-Reaktionen und Redoxtitrationen
Extraktion und Ionenaustausch
Kinetische Methoden
Thermische Methoden
SPEKTROSKOPIE
Grundlagen der Spektroskopie
Atomspektroskopie
Optische Molekülspektroskopie
Magnetische Resonanzspektroskopie
Massenspektrometrie
Radiometrische Methoden
ELETROANALYTIK
Grundlagen elektroanalytischer Verfahren
Konduktometrie
Potentiometrie
Voltammetrie
Coulometrie
CHROMATOGRAPHIE
Grundlagen chromatographischer Trennverfahren
Gaschromatographie
Flüssigchromatographie
Superkritische Flüssigchromatographie
Elektrophorese
Kopplungen von Chromatographie und Spektroskopie
CHEMOMETRIE
Statistische Grundlagen
Signalanalyse
Multivariate Methoden
AUTOMATISIERUNG UND PROZESSANALYTIK
Labormechanisierung
Chemische Sensoren
Automatisierte Prozesskontrolle
BIOANALYTIK
Proteinanalytik
Nucleinsäureanalytik
UMWELT- UND WERKSTOFFANALYTIK
Umweltanalytik
Werkstoffanalytik
Contents
Vorwort XI 1 Grundlagen der Analytischen Chemie 1 1.1 Gegenstand und Bedeutung in der Gesellschaft 1 1.1.1 Historisches 1 1.1.2 Der Analytiker als wissenschaftlicher Detektiv 2 1.1.3 Aufgabenbereiche der Analytik 3 1.2 Der analytische Prozess 8 1.2.1 Probenahme 9 1.2.2 Probenvorbereitung 13 1.2.3 Messung 17 1.2.4 Auswertung und Bericht 17 1.3 Analytische Kenngrossen, statistische Bewertung und Qualitatssicherung 18 1.3.1 Kalibrierung eines Analysenverfahrens 18 1.3.2 Statistische Bewertung 21 1.3.3 Selektivitat 25 1.3.4 Aufwand, Zeit und Kosten 25 1.3.5 Qualitatssicherung 26 Weiterfuhrende Literatur 31 Aufgaben 31 2 Methoden auf der Grundlage chemischer Reaktionen 33 2.1 Chemisches Gleichgewicht und Elektrolyte 33 2.1.1 Chemisches Gleichgewicht 33 2.1.2 Reaktionstypen 35 2.1.3 Elektrolyte 37 2.1.4 Qualitative und quantitative Analysen 38 2.2 Saure-Base-Reaktionen und Titrationen 39 2.2.1 Saure-Base-Theorie nach Bronsted 39 2.2.2 Beschreibung von Protolysegleichgewichten 40 2.2.3 Saure-Base-Titrationen 56 2.2.4 Titrationen in nicht-wassrigen Losungsmitteln 65 2.3 Fallungsreaktionen fur Gravimetrie, Titrimetrie und Maskierungen 66 2.3.1 Beschreibung von Fallungs- und Losungsgleichgewichten 66 2.3.2 Anwendungen 74 2.4 Komplexbildungsreaktionen und Komplexometrie 78 2.4.1 Typen von Komplexverbindungen 78 2.4.2 Komplexstabilitat 80 2.4.3 Kombination mit Fallungsreaktionen 81 2.4.4 Kombination mit Saure-Base-Reaktionen 83 2.4.5 Komplexometrische Titrationen 86 2.5 Reduktions-Oxidations-Reaktionen und Redoxtitrationen 90 2.5.1 Beschreibung von Redoxreaktionen 90 2.5.2 Beeinflussung von Redoxreaktionen durch die Reaktionsbedingungen 93 2.5.3 Anwendungen 95 2.6 Extraktion und Ionenaustausch 100 2.6.1 Extraktion 101 2.6.2 Ionenaustausch 112 2.7 Kinetische Methoden 116 2.7.1 Zeitgesetze 117 2.7.2 Beeinflussung der Reaktionsgeschwindigkeit 120 2.7.3 Anwendungen 121 2.8 Thermische Methoden 123 2.8.1 TG - Thermogravimetrie 123 2.8.2 DTA - Differenz-Thermoanalyse 124 2.8.3 DSC - Differential Scanning Calorimetry 126 Weiterfuhrende Literatur 126 Aufgaben 126 3 Spektroskopie 133 3.1 Grundlagen der Spektroskopie 133 3.1.1 Elektromagnetisches Spektrum und spektroskopische Methoden 134 3.1.2 Instrumentierung fur die optische Spektroskopie 139 3.2 Atomspektroskopie 151 3.2.1 Theorie 151 3.2.2 Spektrenarten 152 3.2.3 Atomabsorptionsspektrometrie 159 3.2.4 Atomemissionsspektroskopie 172 3.2.5 Rontgen- und Elektronenspektroskopie 183 3.3 Optische Molekulspektroskopie 197 3.3.1 Infrarot- und Raman-Spektroskopie 197 3.3.2 UV/VIS-Spektroskopie 227 3.3.3 Lumineszenz-Spektroskopie 243 3.4 Magnetische Resonanzspektroskopie 250 3.4.1 NMR 251 3.4.2 EPR 271 3.5 Massenspektrometrie 274 3.5.1 Aufbau eines Massenspektrometers 275 3.5.2 Massenspektren von unterschiedlichen Ionenquellen 284 3.5.3 Anwendungen 291 3.6 Radiometrische Methoden 297 3.6.1 Grundlagen 297 3.6.2 Messung radioaktiver Strahlung 300 3.6.3 Anwendungen 301 Weiterfuhrende Literatur 304 Aufgaben 305 4 Elektroanalytik 311 4.1 Grundlagen elektroanalytischer Verfahren 311 4.1.1 Elektroden und galvanische Zellen 311 4.1.2 Transportarten in der Losung 317 4.1.3 Elektrolytische Leitfahigkeit 317 4.2 Konduktometrie 322 4.3 Potentiometrie 325 4.3.1 Direktpotentiometrie 326 4.3.2 Potentiometrische Titrationen 337 4.4 Voltammetrie 338 4.4.1 Elektrochemische Prozesse 339 4.4.2 Aufzeichnung der Strom-Potentialkurven 342 4.4.3 Polarographie 343 4.4.4 Rotierende Festelektroden 349 4.4.5 Variationen voltammetrischer Methoden 350 4.4.6 Amperometrie und Voltametrie 355 4.5 Coulometrie 361 4.5.1 Potentiostatische Coulometrie 361 4.5.2 Galvanostatische Coulometrie: coulometrische Titration 363 Weiterfuhrende Literatur 364 Aufgaben 364 5 Chromatographie 367 5.1 Grundlagen chromatographischer Trennverfahren 367 5.1.1 Uberblick 368 5.1.2 Entwicklung eines Chromatogramms 369 5.1.3 Kenngrossen eines Chromatogramms 371 5.1.4 Die chromatographische Theorie 374 5.1.5 Die Auflosung RS als Mass fur die Peaktrennung 379 5.1.6 Qualitative Analyse 382 5.1.7 Quantitative Analyse 383 5.2 Gaschromatographie 383 5.2.1 Retentionsdaten und Verteilungskoeffizient 384 5.2.2 Trennungen in der Gasphase 385 5.2.3 Aufbau eines Gaschromatographen 386 5.2.4 Stationare Phasen fur die Gas-Flussig-Chromatographie 393 5.2.5 Anwendungen der Gas-Flussig-Chromatographie 398 5.2.6 Adsorptionschromatographie 402 5.3 Flussigchromatographie 404 5.3.1 Hochleistungsflussigchromatographie - HPLC 404 5.3.2 Adsorptionschromatographie 423 5.3.3 Ionenchromatographie 424 5.3.4 Gelchromatographie 430 5.3.5 Dunnschichtchromatographie 435 5.4 Superkritische Flussigchromatographie 441 5.4.1 Instrumentierung 443 5.4.2 Stationare und mobile Phase 444 5.4.3 Detektoren 444 5.4.4 Leistungsparameter der SFC 444 5.4.5 Anwendungen 446 5.5 Elektrophorese 447 5.5.1 Klassische Elektrophorese 447 5.5.2 Weiterentwicklungen elektrophoretischer Methoden 448 5.5.3 Kapillarelektrophorese 450 5.6 Kopplungen von Chromatographie und Spektroskopie 454 5.6.1 GC/MS-Kopplung 455 5.6.2 LC/MS-Kopplung 457 5.6.3 GC/IR-Kopplung 459 5.6.4 Weitere Kopplungen 461 5.6.5 Mehrdimensionale Trennverfahren 461 Weiterfuhrende Literatur 466 Aufgaben 466 6 Chemometrie 473 6.1 Statistische Grundlagen 473 6.1.1 Die Verteilung von Zufallsdaten 473 6.1.2 Statistische Prufverfahren oder das Testen von Hypothesen 477 6.2 Signalanalyse 485 6.2.1 Signal-Rausch-Verhaltnis 485 6.2.2 Analoge und digitale Filter 486 6.2.3 Signaltransformationen zur Datenfilterung 488 6.3 Multivariate Methoden 491 6.3.1 Modellierung analytischer Daten 492 6.3.2 Mustererkennung und Klassifizierung 496 Weiterfuhrende Literatur 503 Aufgaben 504 7 Automatisierung und Prozessanalytik 507 7.1 Labormechanisierung 507 7.1.1 Diskrete Analysatoren 509 7.1.2 Kontinuierliche Analysatoren 512 7.1.3 Elementaranalysatoren 519 7.1.4 Laborroboter 520 7.2 Chemische Sensoren 521 7.2.1 Anforderungen und Wirkprinzipien 522 7.2.2 Elektrochemische und mikroelektronische Sensoren 524 7.2.3 Optische Sensoren 532 7.2.4 Thermische (kalorimetrische) Sensoren 540 7.2.5 Massensensitive Sensoren 541 7.2.6 Mehrkanalsensoren 543 7.3 Automatisierte Prozesskontrolle 544 7.3.1 Gebiete der Prozessanalytik 545 7.3.2 Nicht-selektive Analysenprinzipien 547 7.3.3 IR-Analysatoren 551 7.3.4 Sauerstoffanalysatoren 552 7.3.5 Prozesschromatographie 553 Weiterfuhrende Literatur 554 Aufgaben 554 8 Bioanalytik 557 8.1 Proteinanalytik 557 8.1.1 Proteinreinigung 558 8.1.2 Trennungen von Proteinen 562 8.1.3 Enzymatische Methoden 571 8.1.4 Immunoassays 578 8.1.5 Proteinsequenzanalyse 583 8.1.6 Massenspektrometrie 584 8.1.7 MALDI-MS 588 8.1.8 ESI-MS 592 8.2 Nucleinsaureanalytik 594 8.2.1 Reinigung von Nucleinsauren 595 8.2.2 Gelelektrophorese von Nucleinsauren 595 8.2.3 DNA-Sequenzierung 597 8.2.4 LC/MS von DNA 599 8.2.5 DNA-Chip 600 Weiterfuhrende Literatur 602 Aufgaben 602 9 Umwelt- und Werkstoffanalytik 605 9.1 Umweltanalytik 605 9.1.1 Einfuhrung 605 9.1.2 Individuenanalytik 606 9.1.3 Schnelltests und Langzeitexpositionsmessungen 608 9.1.4 Summen- und Gruppenparameter 610 9.1.5 Kompartimentierung und Spezifizierung 611 9.2 Werkstoffanalytik 614 9.2.1 Grundlagen 614 9.2.2 Methoden der Werkstoffanalytik 616 Weiterfuhrende Literatur 626 Aufgaben 626 Losungen zu den Aufgaben 629 Anhang 635 Sachregister 647
