Chemische Analyse

Die Analytik Jena-Lösungen für die chemische Analyse bieten Ihnen hochempfindliche, robuste und nutzerfreundliche Geräte für nahezu jede Aufgabe in der analytischen Chemie.

Das Portfolio für die chemische Analyse besteht aus Atomabsorptionsspektrometern, induktiv gekoppelten Plasmaspektrometern wie ICP-OES- und ICP-MS-Systemen, dedizierten Quecksilberanalysatoren, UV/Vis-Spektralphotometern, TOC/TNb-Analysatoren und Elementaranalysatoren für die Bestimmung von Kohlenstoff, Schwefel, Chlor und Stickstoff.

Die Chemische Analyse in Wissenschaft und Labor

Die chemische Analytik ist ein wesentlicher Bestandteil der modernen Wissenschaft und spielt eine entscheidende Rolle in zahlreichen Fachgebieten wie der Chemie, der Pharmazie, der Umweltwissenschaft und der Forensik. Kein Wunder, schließlich hat es Menschen schon immer fasziniert, zu erforschen, woraus Dinge bestehen. So ist die Entdeckung der Dichte von Materialien durch Archimedes eigentlich eine frühe Leistung der Analytik. Das heutige Verständnis der analytischen Chemie entwickelte sich jedoch erst ab dem 19. Jahrhundert. Als berühmter Wegbereiter gilt Antoine Laurent de Lavoisier, der wie Justus von Liebig maßgeblich zur Entwicklung der Elementaranalyse beigetragen hat. In der Folgezeit entwickelte sich der Fachbereich rasant weiter und etablierte sich als unverzichtbarer Teil von Forschung und Produktion. Bis heute ist die chemische Analyse eine der wichtigsten Aufgaben im Labor. Analytik Jena stellt dafür moderne und zuverlässige Technik bereit – vom hochempfindlichen Atomabsorptionsspektrometer bis zum Zubehör für das Probenhandling. Insgesamt ist die chemische Analyse eine unverzichtbare Disziplin in der modernen Wissenschaft und Industrie. Sie ermöglicht die Charakterisierung von Substanzen, die Identifizierung von Verunreinigungen, die Quantifizierung von Molekülen und die Untersuchung von chemischen Prozessen. Durch den Einsatz von analytischen Methoden können Chemiker fundierte Entscheidungen treffen und dazu beitragen, dass Produkte sicherer, effizienter und nachhaltiger werden.

Nachfolgend soll sich mit den grundlegenden Konzepten, Methoden und Techniken der chemischen Analyse befasst werden, die es uns ermöglichen, Stoffe auf ihre Zusammensetzung und Eigenschaften zu untersuchen.

Grundlagen der analytischen Chemie im Überblick

Die chemische Analyse ist in verschiedene Teilbereiche untergliedert. Durch den hohen Spezialisierungsgrad sind die Schnittmengen in der Regel gering. Dabei gibt es drei große Teilbereiche.

Die qualitative chemische Analyse

Die qualitative chemische Analyse untersucht, welche Verbindungen oder Elemente in einer Probe enthalten sind. Im Detail gibt es sehr unterschiedliche Fragestellungen. Bei der Untersuchung unbekannter Stoffproben geht es um die Ermittlung der Zusammensetzung. Die Empfindlichkeit reicht hinunter in den ppm- und ppb-Bereich. Mit Verfahren wie der Massenspektroskopie gelingt es, Nachweisgrenzen sehr weit nach unten zu setzen. Allgemein ist die Frage in der qualitativen chemischen Analyse dabei immer, ob ein Element oder eine Verbindung in einer Probe enthalten ist oder nicht. Die qualitative Analyse ist somit besonders wichtig, um unbekannte Substanzen zu erkennen oder Verunreinigungen in chemischen Produkten zu identifizieren. Diese Informationen sind essentiell, um die Funktionalität und Sicherheit von Produkten zu gewährleisten und potenzielle Gefahren zu erkennen.

Die quantitative chemische Analyse

Bei den meisten Fragen geht es nicht nur darum, Spurenelemente oder Verbindungen nachzuweisen, sondern die Menge zu quantifizieren. Je nach Situation sind Konzentrationen vom Prozent- bis zum Spurenbereich denkbar.

Hierbei werden häufig spektroskopische Methoden wie die Massenspektrometrie eingesetzt. Diese Techniken ermöglichen es den Chemikern, die Konzentrationen von Substanzen oder Elementen in einer Probe genau zu bestimmen und so beispielsweise Reaktionsverläufe zu verfolgen oder die Reinheit von Produkten zu überprüfen. Diese Daten sind entscheidend für die Qualitätssicherung in der Industrie und die Bewertung der Umweltauswirkungen von Chemikalien.

Labore, die von Analytik Jena ausgestattet werden, sind in der Lage, quantitative Bestimmungen über viele Größenordnungen hinweg anzubieten.

Strukturanalyse

Eine Analyse ganz anderer Art ist die Strukturaufklärung. Hier geht es nicht darum, Verbindungen zu quantifizieren, sondern die Anordnung der Atome im Molekül beziehungsweise die Anordnung der Moleküle zueinander zu verstehen. Ein großer Teilbereich ist die Analyse organischer und biochemischer Verbindungen, etwa in der Wirkstoffforschung. Ein anderer Teilbereich befasst sich mit Festkörpern und deren Aufbau. Beide erfordern hochspezialisierte Analysemethoden.

Lösungen für die chemische Analyse von Analytik Jena

In der analytischen Chemie gibt es eine Reihe von Methoden und technologischen Lösungen, um konkrete Fragestellungen zu beantworten. Analytik Jena bietet eine breite Palette von robusten und hochempfindlichen Geräten für eine moderne Analytik an. Zu unseren Kunden zählen Labore, Hersteller und Forschungseinrichtungen aus folgenden Bereichen:

 

Erfahren Sie im Folgenden mehr über unsere Lösungen für die chemische Analyse.

Elementanalyse

Die Elementanalyse ist der Oberbegriff für die qualitative und quantitative Bestimmung von Elementen in Proben, häufig im Spurenbereich. Darunter fällt zum Beispiel die Messung der Konzentrationen von Quecksilber in Wasser, Nickel in Luft, Arsen in Babynahrung oder Osmium in Edelmetallen.

Prinzipiell lassen sich alle metallischen und so gut wie alle halbmetallischen Elemente und ausgewählte Nichtmetalle, wie Fluor quantifizieren. Instrumentell bieten wir Ihnen für die Elementanalytik folgende Lösungen:

Elementaranalyse

Die Elementaranalyse ist ein leistungsstarkes analytisches Verfahren, das es ermöglicht, die elementare Zusammensetzung einer Probe zu ermitteln. In Abgrenzung zur Elementanalyse werden in der Elementaranalyse die Nichtmetalle analysiert.

Dabei wird die Probe kontrolliert in einem Sauerstoffstrom verbrannt. Während der Verbrennung werden die in der Probe enthaltenen Elemente, im Fokus stehen hier hauptsächlich Kohlenstoff, Stickstoff, Schwefel und die Halogene, zu ihren Oxiden (SO2, NOx, CO2, H2O) und Halogenwasserstoffen (HX) umgewandelt. Dies geschieht in einem speziellen Analysesystem, die entstehenden Reaktionsgase werden getrocknet und quantifiziert. Die Elementaranalyse liefert äußerst präzise Informationen über den Gehalt an Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Schwefel und vorhandenen Halogenen in der Probe. Sie ist von großer Bedeutung in verschiedenen wissenschaftlichen und industriellen Bereichen.

Wir bieten Ihnen Lösungen, um die chemische Analyse von Nichtmetallen qualitativ und quantitativ mit höchster Genauigkeit durchzuführen.

Spektroskopie

Die Spektroskopie nutzt die Wechselwirkung von Licht mit Materie, um Erkenntnisse zu gewinnen. Vereinfacht gesagt, kann Licht emittiert oder absorbiert werden. Chemische Verbindungen und enthaltene Elemente zeigen jeweils charakteristische Eigenschaften. Es gibt verschiedene Arten von Spektroskopie, darunter die UV-Vis-Spektroskopie, die Infrarotspektroskopie und die Kernspinresonanzspektroskopie. Diese Techniken helfen bei der Identifizierung von Elementisotopen, chemischen Verbindung und der Bestimmung ihrer Struktur.

Diese chemische Analyse eignet sich, um qualitative und quantitative Aussagen zu treffen. Analytik Jena bietet hochentwickelte UV/Vis-Geräte für die Molekülspektroskopie an.

Analysatoren für TOC und AOX

Weitere Unterbereiche der Elementaranalyse beschäftigen sich mit der Bestimmung sogenannter spezifischer Summenparameter wie AOX und TOC.

AOX steht für „Adsorbable Organic Halides“, zu Deutsch: „Adsorbierbare Organisch gebundene Halogene“. X ist hierbei der Platzhalter für Chlor, Brom und Iod. AOX-Analytik kommt hauptsächlich bei der Untersuchung von Wasserproben zum Einsatz, wo halogenierte Verbindungen eine wichtige Rolle spielen. Aber auch in der Papierindustrie ist AOX relevant. Für diese spezialisierte chemische Analyse bietet Analytik Jena einen eigens entwickelten AOX-Analysator an.

TOC steht für „Total Organic Carbon“, zu Deutsch: gesamter organisch gebundener Kohlenstoff.  Dieser Parameter ist vor allem in der Umweltanalytik eine zentrale Messgröße. Hauptapplikationen sind die Untersuchung von Abwasser, Kühlwasser, Trinkwasser und Prozesswasser. Die gewonnenen Daten tragen zur Einschätzung von Umweltauswirkungen und zur Entwicklung von effektiven Abwasserbehandlungsstrategien bei. Die TOC/TNb-Analyse ist somit unerlässlich für den Umweltschutz und die Umweltforschung.

Wenn Sie eine chemische Analyse zur Quantifizierung des TOC durchführen möchten, finden Sie bei Analytik Jena eigene Analysatoren für diesen Zweck. Gerne unterstützen wir Sie bei der Wahl der passenden Geräte für Ihre Analytik und darüber hinaus, bei der Inbetriebnahme in Ihrem Labor.

Instrumentelle Analytik für eine zeitgemäße chemische Analyse

Wie eingangs beschrieben, ist die chemische Analyse eine chemisch-wissenschaftliche Disziplin mit langer Geschichte. Die Art und Weise, wie analysiert wird, hat sich jedoch grundlegend gewandelt. Grund dafür ist die Weiterentwicklung der instrumentellen Methoden, die moderne Analytik überhaupt erst möglich machen.

War die chemische Analyse früher häufig langwierig und mit einem komplexen Laboraufbau verbunden, ermöglichen morderne Multi-Element-Analysatoren sehr hohe Durchsätze. Bei Analytik Jena haben wir verschiedene Geräte zur instrumentellen Analytik entwickelt, die in diversen Forschungsgebieten und Industrien zum Einsatz kommen.