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der Substanz mit Natronkalk in Ammoniak übergeführt, welches man in Säure auffängt und dann leicht quantitativ bestimmen kann. Der Sauerstoff wird stets aus der Differenz berechnet. Die Ausführung der Elementaranalyse erfordert die allergrößte Umsicht. Eine genau abgewogene Menge, die höchst sorgfältig gereinigt und getrocknet ist, wird mit frisch geglühtem Kupferoxyd sorgfältig gemengt und so in ein 0,6-0,7 m langes, schwerschmelzbares Glasrohr (Verbrennungsrohr) gebracht, daß an beiden Enden des Rohrs reines gekörntes Kupferoxyd und in der Mitte die Mischung von pulverigem Kupferoxyd mit der organischen Substanz liegen.
Das Rohr ist an einem Ende in eine Spitze ausgezogen und zugeschmolzen, am andern Ende mit einem durchbohrten Kork [* 2] versehen, in welchem ein gewogenes Chlorcalciumrohr steckt; letzteres steht mit einem Kugelapparat in Verbindung, welcher konzentrierte Kalilauge enthält. Bei geeignetem Erhitzen des Verbrennungsrohrs wird durch den Sauerstoff des Kupferoxyds die organische Substanz vollständig verbrannt, Wasserdampf und Kohlensäure entweichen, und ersterer wird im Chlorcalciumrohr, letztere im Kaliapparat vollständig absorbiert.
Ist bei lebhafter Rotglut die Verbrennung vollendet, so bricht man die ausgezogene Spitze des Verbrennungsrohrs ab, saugt noch einen getrockneten Luftstrom durch das Rohr, um die darin enthaltenen Gase [* 3] in die Absorptionsapparate zu bringen, und wägt schließlich letztere. Die Gewichtszunahme ergibt die Menge des gebildeten Wassers und der Kohlensäure, woraus sich der vorhanden gewesene Kohlenstoff und Wasserstoff leicht bemessen läßt. Die Stickstoffbestimmung mit Natronkalk wird in einem ganz ähnlichen Apparat ausgeführt.
[Maßanalyse.]
Während die gewöhnliche quantitative Analyse, die in einer Substanz enthaltenen Elemente mühsam in Form von bestimmten Verbindungen abscheidet und wägt, gelangt die volumetrische oder titrimetrische Analyse, (Titriermethode oder Maßanalyse) weit schneller zum Ziel, indem sie mit Flüssigkeiten, deren Gehalt an gewissen Reagenzien genau bekannt ist, arbeitet und untersucht, wie viele Maßteile von diesen Flüssigkeiten zur Erzielung eines bestimmten Effekts verbraucht werden.
Die Maßanalyse ist in dem Augenblick am Ziel, wo für die Gewichtsanalyse die mühsamste und zeitraubendste Arbeit erst beginnt. Ist z. B. in einer Lösung von salpetersaurem Silberoxyd der Silbergehalt zu bestimmen, so fällt man bei der Gewichtsanalyse durch Zusatz einer Chlorverbindung das Silber als unlösliches Chlorsilber und hat dieses nun auszuwaschen, zu trocknen, zu glühen und zu wägen. Nach der Titriermethode läßt man dagegen eine Chlornatriumlösung von bestimmtem Gehalt aus einer Bürette [* 4] vorsichtig zu der Silberlösung fließen und sperrt den Zufluß bei dem ersten Tropfen, welcher keinen Niederschlag von Chlorsilber mehr erzeugt, also in dem Augenblick, wo das Silber vollständig gefällt ist.
Damit ist die Arbeit gethan, man liest von der Bürette ab, wieviel Chlornatriumlösung verbraucht ist, und berechnet daraus, wieviel Silber in Form von Chlorsilber gefällt ist. Die zur Ausführung der Maßanalyse benutzten Büretten werden senkrecht aufgestellt und unten mittels eines kurzen Kautschukrohrs mit einem engen Ausflußröhrchen versehen. Das Kautschukrohr ist durch einen Quetschhahn leicht zu öffnen und zu verschließen. Die Reagenslösungen (Maßflüssigkeiten, Normallösungen) werden vorrätig gehalten, und in besondern Operationen und ein für allemal wird der Wirkungswert der Quantitätseinheit, der Titer, festgestellt.
Solcher Lösungen bedarf man nicht sehr viele, denn man weiß bei der Maßanalyse gewisse Reaktionen so geschickt zu benutzen, daß man mit Hilfe derselben eine große Reihe von Körpern quantitativ bestimmen kann. Bei der Maßanalyse wird aber keineswegs immer ein Niederschlag erzeugt, vielmehr erkennt man in der Regel das Ende des chemischen Prozesses an einer Farbenveränderung, welche in der Flüssigkeit selbst durch sogen. Indikatoren (Lackmus, übermangansaures Kali, Bildung von Jodstärke etc.) hervorgebracht wird, oder man tupft mit einem in die zu untersuchende Flüssigkeit getauchten Glasstab auf ein geeignetes Reagenzpapier.
Die Maßanalyse ist nicht bestimmt, die Gewichtsanalyse zu verdrängen, sondern zu ergänzen. Manche Bestimmungen sind überhaupt nur gewichtsanalytisch auszuführen, und vor allem besitzt die Maßanalyse, wenn sie auch in vielen Fällen die Genauigkeit der Gewichtsanalyse erreicht, den Nachteil, daß sie eigentlich niemals den zu bestimmenden Körper, sondern nur eine seiner chemischen Eigenschaften ins Auge [* 5] faßt, welche selten diesem allein und ausschließlich zukommt. Ein der Methode inhärierender Fehler wird daher im allgemeinen leichter übersehen als bei der direkten Gewichtsanalyse. Den größten Wert besitzt die Maßanalyse wegen der Schnelligkeit ihrer Operation für die Technik und für solche Fälle, wo es darauf ankommt, durch zahlreiche Bestimmungen den Gang [* 6] eines Prozesses beständig zu kontrollieren.
[Gasanalyse.]
Volumetrisch wird auch die Bestimmung der Bestandteile eines Gasgemenges ausgeführt. Diese eudiometrische (gasometrische, gasvolumetrische) Analyse, (Eudiometrie, Gasometrie) beruht auf successiver Anwendung von Absorptionsmitteln (Wasser, Schwefelsäure, [* 7] Kalilauge, Kalihydrat, Pyrogallussäure in Kalilauge gelöst, Kupferchlorür in Salzsäure oder Ammoniak gelöst, Vitriolöl, Schwefelsäureanhydrid, Brom, Eisenvitriol, Braunstein etc.), welche gewisse Gase aus dem Gasgemenge absorbieren.
Indem man diese Körper in geregelter Folge in das Gasgemenge bringt, kann man einen Bestandteil desselben nach dem andern fortnehmen und, wenn sich das Gas in einer Maßröhre befindet, zugleich die Volumina der verschwundenen Gase bestimmen. Handelt es sich um die Untersuchung eines verbrennlichen Gasgemisches, so bringt man zu einem bekannten, über Quecksilber abgesperrten Volumen ein bekanntes überschüssiges Volumen von Sauerstoff oder Wasserstoff (je nach der Natur des zu bestimmenden Gases), entzündet das Gemisch in einem verschlossenen Maßrohr mittels des elektrischen Funkens, bestimmt die Verbrennungsprodukte und berechnet aus den Volumveränderungen die Quantität der verbrannten Gase.
[Andre Methoden.]
Ein wichtiges Hilfsmittel bei der chemischen Analyse, ist das Mikroskop, [* 8] doch erfordert die Untersuchung mikroskopischer Objekte besondere Methoden. Die mikrochemische Analyse, liefert vorzüglich bei vegetabilischen und animalischen Substanzen erwünschte Aufschlüsse und wird jetzt auch in der Geologie [* 9] vielfach angewendet. Man benutzt dabei besonders solche Reagenzien, welche gewisse Stoffe, z. B. Stärkekörner, Cellulose, Proteinkörper, intensiv färben, und erlangt dadurch oft das einzige Mittel, die nähere Zusammensetzung der Gewebe [* 10] kennen zu lernen. Auch die kleinsten Kristalle [* 11] können mit dem Mikroskop unterschieden werden, und zur Winkelmessung an denselben ist ein Mikrogoniometer konstruiert worden. Vielseitige Anwendung findet das Mikroskop besonders in der zoochemischen Analyse,, welche die chemischen ¶
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Bestandteile tierischer Materien erforscht und wegen des oft wenig ausgeprägten Charakters der hier in Frage kommenden Verbindungen und der leichten Veränderlichkeit derselben wohl die schwierigste Disziplin der chemischen Analyse, ist. Sie bedient sich daher auch aller irgend zugänglichen Hilfsmittel, z. B. auch der Dialyse, [* 13] welche zur Trennung von Substanzen die verschiedene Diffusionsfähigkeit derselben benutzt. Durch eine Membran von reinem Wasser getrennt, treten aus der zu untersuchenden Substanz in das letztere besonders kristallisierbare Stoffe (s. Alkaloide etc.) über, während eiweißartige Stoffe, Gummi, Schleim etc., durch die Membran nicht hindurchtreten. Diese Materien hindern aber sehr wesentlich den Verlauf vieler Reaktionen, daher ist dies Verfahren von großem Wert für die Nachweisung von Alkaloiden bei der gerichtlichen Analyse,.
Ein eigentümliches Verfahren, in einem Gemisch zweier ähnlicher Körper die Menge eines jeden zu bestimmen, befolgt die indirekte Analyse,. Während man z. B. aus einem Gemisch von Kali- und Natronsalz nach dem gewöhnlichen Verfahren das Kali durch ein Fällungsmittel abscheiden würde, um es für sich zu wägen, führt die indirekte Analyse, beide Körper, ohne sie voneinander zu trennen, in eine andre Verbindung über und berechnet aus der Quantität der letztern mit Hilfe der Äquivalentgewichte die Menge eines jeden Körpers.
Man benutzt dieses Verfahren in den Fällen, wo die Trennung zweier Substanzen mit Schwierigkeiten verbunden ist, z. B. zur Bestimmung kleinerer Mengen von Brom- oder Jodverbindungen in Chlorverbindungen. Man fällt die Chlor- und Bromverbindungen gleichzeitig durch ein bekanntes Quantum von salpetersaurem Silberoxyd, und aus dem Gewicht des erhaltenen Gemenges von Chlor- und Bromsilber, verglichen mit der Menge reinen Chlorsilbers, welches die angewandte Silberquantität der Rechnung nach hätte liefern müssen, erhält man die Menge des vorhandenen Broms. Auch auf Alkalien und andre Basen sowie auf Säuregemische ist die indirekte Analyse, anwendbar, jedoch mit der Beschränkung, daß die zu bestimmenden Körper hinreichend verschiedene Atomgewichte besitzen müssen. Je größer die Differenz ist, um so größer ist die zu erreichende Genauigkeit.
Endlich sind noch analytische Methoden zu erwähnen, welche nur physikalische Verhältnisse in Betracht ziehen. Die densimetrische Analyse, ermittelt das spezifische Gewicht von Flüssigkeiten und berechnet daraus den Gehalt der letztern an einem bestimmten Körper, wobei aber vorausgesetzt wird, daß kein andrer Körper in der Lösung vorhanden ist. Das gebräuchlichste Instrument für diese Zwecke ist das Aräometer. [* 14] Auch auf feste Körper ist die densimetrische Analyse, anwendbar, da man z. B. aus dem spezifischen Gewicht der Kartoffeln auf deren Stärkemehlgehalt schließen kann.
Die kolorimetrische Analyse, bestimmt die Menge eines Körpers aus der Intensität einer durch diesen Körper gefärbten Lösung. Hat man eine Normallösung von bekanntem Gehalt, so kann man die zu untersuchende Lösung mit derselben in der Weise vergleichen, daß man die Dicke der Schicht so lange verändert, bis gleiche Intensität erzielt ist, oder man verdünnt die Probeflüssigkeit, bis gleich dicke Schichten von ihr und der Normallösung gleiche Intensität zeigen.
Für beide Methoden sind Apparate konstruiert worden, und besondere Ausbildung hat die kolorimetrische zur Bestimmung von Metallen, zur Untersuchung von Farbstoffen und von Sirupen und Säften in der Zuckerfabrikation erfahren; eine ganze Reihe von Methoden stützt sich auf die Bestimmung der braunen Farbe, mit der Jod in Jodkalium sich löst. Alle Reaktionen, bei denen das Jod in einer Jodkaliumlösung zum Teil frei gemacht wird, können so quantitativ verfolgt werden.
Auch der Fettgehalt der Milch ist auf optischem Weg bestimmbar. Im Anschluß hieran ist der Ermittelung des Polarisationsvermögens von Flüssigkeiten zu gedenken, welche besonders zur Bestimmung des Zuckergehalts der Rüben, des Rohzuckers etc. in Anwendung kommt. Auch das Lichtbrechungsvermögen von Lösungen oder Mischungen gestattet einen Schluß auf deren quantitative Zusammensetzung. Wenig genau, aber doch für technische Zwecke bisweilen recht brauchbar ist die sogen. thermometrische Analyse,, bei welcher man den bei einer bestimmten Reaktion und unter bestimmten Verhältnissen hervorgebrachten meßbaren Wärmeeffekt zu quantitativen Bestimmungen verwertet.
Erniedrigen zwei Salze bei ihrer Lösung in Wasser die Temperatur in ungleichem Maße, so kann die Zusammensetzung eines Gemisches der Salze ermittelt werden, wenn man die von demselben hervorgebrachte Temperaturerniedrigung mit dem Thermometer [* 15] mißt. Das Verfahren ist sehr einfach und fördernd und bei der Alaun- und Salpeterfabrikation gut anwendbar. Noch wertvoller aber ist die Methode für die sonst so schwierige Unterscheidung der fetten Öle, [* 16] welche sich beim Vermischen mit konzentrierter Schwefelsäure sehr ungleich erwärmen. Man muß aber beachten, daß bei der thermometrischen Analyse, geringe Umstände, wie Schnelligkeit der Reaktion, Größe und Masse der Gefäße etc., wesentliche Abweichungen hervorbringen können, wenn man nicht stets alle Umstände möglichst gleich macht.
Als selbständiger Zweig der chemischen Analyse, hat sich die Spektralanalyse [* 17] ausgebildet, welche aber nicht nur die Flammenfärbungen und ihre Spektrallinien berücksichtigt, sondern auch die Veränderungen, welche ein durch eine Beleuchtungsflamme hervorgerufenes kontinuierliches Spektrum erleidet, wenn man das von der Flamme [* 18] ausgehende Licht, [* 19] bevor es in das Prisma [* 20] tritt, durch eine nicht zu dicke Schicht der Lösung des zu untersuchenden Stoffes gehen läßt.
Das Spektrum erscheint in solchem Fall nicht mehr kontinuierlich, sondern zeigt an bestimmten Stellen dunkle Streifen (Absorptionsstreifen, Spektralbänder), welche durch Lichtabsorption hervorgerufen werden, die in den verschiedenen Teilen des Spektrums eine verschieden starke ist. Diese Streifen sind durch ihre Zahl, Breite, [* 21] Begrenzung und durch ihre unveränderliche Lage für die betreffenden Stoffe charakteristisch. Man hat mit diesem Hilfsmittel gerade solche Stoffe nachweisbar gemacht, welche sonst der chemischen Analyse, äußerst schwer zugänglich sind. Weiteres s. Spektralanalyse.
Litteratur. I. Analyse, im allgemeinen und qualitative Analyse,: Rammelsberg, Leitfaden für die qualitative chemische Analyse, (5. Aufl., Berl. 1867);
Zettnow, Anleitung zur qualitativen chemischen Analyse, ohne Anwendung von Schwefelwasserstoff (das. 1867);
Wartha, Die qualitative chemische Analyse, mit Anwendung der Bunsenschen Flammenreaktionen (Zür. 1867);
Will, Anleitung zur chemischen Analyse, (12. Aufl., Leipz. 1883);
Derselbe, Tafeln zur qualitativen chemischen Analyse, (12. Aufl., das. 1883);
Beilstein, Anleitung zur qualitativen chemischen Analyse, (5. Aufl., das. 1882);
Fresenius, Anleitung zur qualitativen chemischen Analyse, (14. Aufl., Braunschw. 1874);
Sonnenschein, Handbuch der analytischen Chemie; qualitative Analyse, ¶