Analytische Chemie

Alle relevanten Aspekte der Analytischen Chemie werden in diesem Lehrbuch, das gleichzeitig auch als Referenz für Praktiker dient, umfassend und klar auf den Punkt gebracht. Das Autorenteam wird durch zwei aktive und international bekannte Professoren verstärkt; dies sorgt für frischen Wind, gleichzeitig wird der didaktisch ausgefeilte Stil der Vorauflagen beibehalten. Von der Analysenstrategie zur Probenvorbereitung, von der Maßanalyse über spektroskopische und chromatographische Methoden bis zur Automatisierung - DAS Lehrbuch für alle, die sich mit Analytischer Chemie beschäftigen.

Georg Schwedt, geb. 1943, studierte Chemie in Göttingen und promovierte an der Universität Hannover. Im Anschluss übernahm er eine Abteilungsleitung am Chemischen Untersuchungsamt Hagen, habilitierte sich 1978 in Analytischer Chemie an der Universität Siegen, und wurde, nach einer Professur für Analytische Chemie in Göttingen, Direktor des Instituts für Lebensmittelchemie und Analytische Chemie der Universität Stuttgart. Von 1987 bis 2006 war er Professor für Anorganische und Analytische Chemie an der TU Clausthal. Neben zahlreichen weiteren Auszeichnungen erhielt Georg Schwedt im März 2010 den GDCh-Preis für Journalisten und Schriftsteller.

Torsten C. Schmidt, geb. 1968, studierte Chemie an der Philipps-Universität Marburg und der Heriot-Watt University Edinburgh, und promovierte 1997 in Marburg. Nach Postdocaufenthalten (u.a. EAWAG/ETH Zürich) wurde er 2002 Gruppenleiter im Bereich Umweltchemie und Analyse an der Eberhard-Karls-Universität Tübingen. 2006 wurde er Professor an der Universität Duisburg-Essen (Lehrstuhl für Instrumentelle Analytische Chemie) und wissenschaftlicher Direktor im Bereich Wasserchemie am IWW Zentrum Wasser. 2013 erhielt er den Fresenius-Preis der GDCh.

Oliver J. Schmitz, geb. 1968, studierte Chemie an der Universität Wuppertal, wo er 1997 promovierte. Nach Postdocaufenthalten an der LMU München sowie am DKFZ in Heidelberg habilitierte er sich 2004 an der Universität Wuppertal. Dort war er bis 2012 als Professor und Lehrstuhlinhaber für Analytische Chemie tätig; in dieser Zeit war er Mitgründer der Firma iGenTraX UG. Seit September 2012 hat er den Lehrstuhl für Angewandte Analytische Chemie an der Universität Duisburg-Essen. 2013 wurde er mit dem Gerhard-Hesse-Preis ausgezeichnet und war im gleichen Jahr Fresenius-Lecturer.

Vorwort Zur 3. Auflage ix

Vorwort Zur 2. Auflage xi

Vorwort zur 1. Auflage: Das Konzept xiii

1 Allgemeine und theoretische Grundlagen 1

1.1 Analytische Chemie heute 1

1.2 Von der Problemstellung zur Analysenstrategie 11

1.3 Der analytische Prozess und die Qualitätssicherung der Ergebnisse 24

1.4 Computergestützte analytische Chemie: Chemometrik und Expertensysteme 42

Literatur 59

Aufgaben 61

2 Probenvorbereitung 63

2.1 Probennahme und Probenstabilisierung 63

2.2 Aufschlussmethoden 71

2.3 Matrixeliminierung und Analytanreicherung 79

Literatur 93

Aufgaben 95

3 Chemische Analysenmethoden 97

3.1 Gravimetrie 97

3.2 Maßanalyse (Titrimetrie) 104

3.3 Kinetische Analyse 116

3.4 Enzymatische Analyse 125

3.5 Immunchemische Analyse 131

3.6 Polymerase Chain Reaction (PCR) 139

Literatur 141

Aufgaben 143

4 Elektrochemische Analysenmethoden 145

4.1 Einführung und Überblick 145

4.2 Konduktometrie 148

4.3 Potenziometrie 154

4.4 Elektrolyse/Elektrogravimetrie 170

4.5 Coulometrie 175

4.6 Polarografie, Voltammetrie und Amperometrie 181

Literatur 196

Aufgaben 199

5 Thermische Analysenmethoden 201

5.1 Einführung und Überblick 201

5.2 Thermogravimetrie 204

5.3 Differenz-Thermoanalyse 208

5.4 Dynamische Differenz-Kalorimetrie 215

Literatur 220

Aufgaben 222

6 Atomspektroskopische Methoden 223

6.1 Einführung und Überblick 223

6.2 Atomabsorptions-Spektrometrie 231

6.3 Optische Atomemissions-Spektrometrie 244

6.4 Röntgenfluoreszenzanalyse 256

Literatur 268

Aufgaben 270

7 Molekülspektrometrische Methoden 273

7.1 Einführung und Überblick 273

7.2 UV/VIS-Spektrometrie 277

7.2.1 Spektralfotometrie 277

7.2.2 Fluorimetrie 287

7.3 Infrarot- und Raman-Spektrometrie 293

7.4 Kernmagnetische Resonanz-Spektrometrie 308

7.5 Massenspektrometrie 320

Literatur 341

Aufgaben 344

8 Radiometrische Analysenmethoden 347

8.1 Einführung und Überblick 347

8.2 Aktivierungsanalyse 351

8.3 Tracer- und Isotopenverdünnungsanalyse 359

Literatur 366

Aufgaben 367

9 Physikalisch-chemische Trennmethoden 369

9.1 Einführung und Überblick 369

9.2 Verteilungsmethoden: Adsorption, Ionenaustausch und Extraktion 372

9.3 Chromatografische Trennmethoden Systematik und Theorien 384

9.3.1 Dünnschicht-Chromatografie 397

9.3.2 Säulen-Flüssigkeits-Chromatografie 410

9.3.3 Chromatografie mit überkritischen Phasen 427

9.3.4 Gas-Chromatografie 433

9.4 Elektrophoretische Trennmethoden 451

Literatur 471

Aufgaben 475

10 Spezielle Methoden und Anwendungsgebiete 479

10.1 Einführung und Überblick 479

10.2 Chemische und biochemische Sensoren 481

10.3 Automatisierung von Analysenverfahren 491

10.4 Prozessanalytik 504

10.5 Strukturanalyse mit Beugungsmethoden 512

10.6 Mikrostrahl- und Oberflächenanalytik 523

Literatur 532

Aufgaben 535

Stichwortverzeichnis 537