Lehrbuch der Quantitativen Analyse: Mit einem Vorwort von Gerhard Werner

1207 Pages·1998·52.78 MB·German

Physikalische Konstanten
Ausdruck Symbol Wert
Elementarladung E 1.602 177 33 ( 49) t X 10-19 C
4.803 206 8 ( 15) x 10-10 esu
Lichtgeschwindigkeit im Vakuum c 2.997 924 58 x 108 m/s
x 1010 emis
Plancksches Wirkungsquantum h 6.626 075 5 (40) x 10-34 J-s
X 10-27 erg·s
h/2n: h 1.054 572 66 (63) X 10-34 J-s
X 10 -27 erg·s
Avogadrosche Zahl N 6.022 136 7 (36) x 1023 mol-1
Gaskonstante R 8.314 510 (70) J/(moi·K)
V·C/(moi·K)
x 107 erg/(mol K)
8.205 783 (69) x 10-5 m3 atm/(mol K)
x 10-2 L·atm/(moi·K)
1.987 215 (17) cal/(mol ·K)
Faraday-Konstante (=Ne) F 9.648 530 9 (29) x 104 C/mol
2.892 556 80 (87) x 1014 esu/mol
Boltzmann-Konstante (=RIN) k 1.380658(12) X 10 23 J/K
x 10-16 erg/K
Ruhemasse des Elektrons mc 9.109 389 7 (54) X 10·JI kg
X 10-28 g
Ruhemasse des Protons mP 1.672 623 1 ( 10 ) X 10-27 kg
X 10-24 g
Dielektrizitătskonstante im Vakuum Eo 8.854 187 817 x 10-12 C2/(N·m2)
Gravitationskonstante G 6.672 59 (85) x 10-11 m3(s2·kg)
;!J
Bohrsches Magneton ( = J.ls 9.2740154(31) X 10-24 J/T
x 10·21 erg/G
Elektromagnetisches Moment J.lc 9.284 770 1 (31) X 19-24 J/T
x 10-21 erg/G
t Zahlen in Klammem sind die Unsicherheiten der letzten Ziffem, ausgedriickt fUr die einfache Standardabwcichung.
Quclle: E. R. Cohen und B. N. Taylor, J. Res. National Bur. Stand. 1987, 91, 85.
Konzentrierte Săuren und Basen
mL des Reagenz, um
angenăherte angenăherte 1 L einer- 1.0 M Li:isung
Name Gew% Mo1arităt herzustellen
Săuren
Essigsăure 99.8 17.4 57.5
F1uorwasserstoffsăure 49.0 28.9 34.6
Perch1orsăure 70.5 11.7 85.5
Phosphorsăure 85.5 14.8 67.6
Sa1petersăure 70.4 15.9 62.9
Sa1zsăure 37.2 12.1 82.6
Schwefe1săure 96.0 18.0 55.6
Basen
Ammoniakt 28.0 14.5 69.0
Kaliumhydroxid 45.0 11.7 85.5
N atriumhydroxid 50.5 19.4 51.5
t28.0 Gew% Ammoniak entsprcchen 56.6 Gew% Ammoniumhydroxid.
Daniel C. Harris
Lehrbuch der
Quantitativen Analyse
Aus dem Program. .......... _____________
Chemie
Eberhard Gerdes
Qualitative Anorganische Analyse
Christian Beyer
Quantitative Anorganische Analyse
Robert M. Hanson
Molekiii-Origami
Lesley Smart 1 Elaine Moore
Einfiihrung in die Festkorperchemie
Sandie Lindsay
Einfiihrung in die HPLC
J. M. G. Cowie
Chemie und Physik der Polymere
Michael J. Hollas
Moderne Methoden in der Spektroskopie
Andreas Heintz 1 Guido Reinhardt
Chemie und Umwelt
Ein Studienbuch flir Chemiker, Physiker,
Biologen und Geologen
Vieweg __________________ _
Daniel C. Harris
Lehrbuch der
Quantitativen Analyse
Aus dem Amerikanischen iibersetzt von
Gerhard Werner, Carla Vogt und Uta Zeller
Mit einem Vorwort von Gerhard Werner
I l
VI&Weg
Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme
Harris, Daniel C.:
Lehrbuch der quantitativen Analyse 1 Daniel C. Harris.
Aus dem Amerikan. tibers. von Gerhard Werner ... Mit
einem Vorw. von Gerhard Werner.-Braunschweig;
Wiesbaden: Vieweg, 1997
Einheitssacht.: Quantitative chemical analysis (dt.)
ISBN 978-3-663-10641-8 ISBN 978-3-663-10640-1 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-663-10640-1
Titei der Originalausgabe:
"Quantitative Chemical Analysis"
First published in the United States by W. H. Freeman and Company,
New York and Oxford,© 1995
Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk
berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, daB solche Namen im Sinne
der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wăren und daher von
jedermann benutzt werden dtirften.
Das vorliegende Werk wurde sorgfăltig erarbeitet. Dennoch tibernehmen Autor und Verlag ftir die
Richtigkeit von Angaben, Hinweisen und Ratschlăgen sowie ftir eventuelle Druckfehler keine
Haftung.
Alle Rechte vorbehalten
© Springer Fachmedien Wiesbaden 1998
Ursprtinglich erschienen bei Friedr. Vieweg & Sohn Verlagsgesellschaft mbH,
Braunschweig/Wiesbaden, 1998.
Softcover reprint ofthe hardcover 1st edition 1998
Das Werk einschlieBlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschtitzt.
Jede Verwertung auBerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes
ist ohne Zustimmung des Verlags unzulăssig und strafbar. Das gilt insbeson
dere ftir Vervielfăltigungen, Ubersetzungen, Mikroverfilmungen und die
Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen.
http:// www. vieweg.de
Gedruckt auf săurefreiem Pap ier
Gesamtherstellung: Lengericher Handelsdruckerei, Lengerich
Graphik und Layout: Dr. W. Zettlmeier, Graphik & Text Studio, Laaber-Waldetzenberg
tzurdeu
~nflage
Als ich 1992 bei einem USA-Aufenthalt ein Exemplar der dritten
Auflage des "Harris" in die Hănde bekam, war ich von der in diesem
Buch angeschlagenen Darstellungsart sehr beeindruckt. Eine solche
ausflihrliche und in die Tiefe gehende Einflihrung in die quantitative
analytische Chemie fUr Studienanfanger und die dabei gewăhlte ău­
Berst lockere Darstellung sind fUr deutsche Lehrbiicher ganz unge
brăuchlich. Sie kennzeichnen einen Lehrstil, bei dem der Lehrende
sich als echter Dienstleister versteht, der sich in die Lage der Auszu
bildenden versetzt und niemals liber die Kopfe hinweg redet oder
schreibt.
So waren wir nach der Anfrage des Verlages Vieweg sofort bereit,
eine Obersetzung der inzwischen erschienenen vierten Auflage des
Buches vorzunehmen, da auf dem deutschen Markt ein vergleichbarer
Titei nicht vorhanden ist.
Natiirlich sind alle Fakten zu den hier behandelten Methoden in
dieser oder jener Form in deutschsprachigen Analytikbiichem enthal
ten. Die Bezeichnung "Lehrbuch" trifft aber ganz besonders auf den
"Harris" zu, denn hier steht nicht die Faktendarstellung, sondem die
Wissensvermittlung im Mittelpunkt. Dabei werden alle methodischen
Register gezogen, wie Redundanz, Riickverweise, zusammenfassende
Definitionen, Kontrollfragen und Anspom zur eigenstăndigen Pro
blemlosung.
Dieses Buch eignet sich fUr die gesamte Grundausbildung der
Chemie-, Biochemie-und Pharmaziestudenten und bietet dariiberhin
aus eine solide Grundlage fUr die Vermittlung analytisch-chemischer
Sachverhalte und Methoden im Fachstudium. Viele Kapitel sprechen
aher auch Studenten der Biologie, Physik, Geographie und Medizin
an, denen die lockere Darstellungsweise sicher entgegenkommt.
Bei der Obersetzung haben wir versucht, die Eigenarten des ame
rikanischen Originals zu erhalten. Damit soli dem deutschen Leser die
mitunter sehr ungewohnliche, aher "leichtverdauliche" Darstellung
nicht vorenthalten werden.
Wir haben uns bemiiht, hinsichtlich Nomenklatur und Eindeutig
keit von Begriffen dem deutschen Standard zu entsprechen, wobei wir
uns allerdings vor einer zu extremen und dem gegenwărtigen Ge
brauch noch nicht entsprechenden Verwendung zuriickgehalten haben.
So wird die Absorption von Licht weiterhin durch die Extinktion und
nicht durch Absorbanz ausgedriickt. Als Andeutung einer kiinftigen
Bezeichnung haben wir hierflir allerdings schon das Symbol A be
nutzt. Der Begriff Molzahl wurde meist vermieden, aber noch nicht
vollig verbannt, wenngleich wir wissen, daB er mit Bezeichnungen
wie Meterlănge oder Sekundenzeit vergleichbar wăre.
VI
Konsequent wurden die in den USA noch irnmer iiblichen Atom-,
Molekular- und Formelgewichte als relative Atom-, Molekiil- und
Formelmassen bezeichnet.
Bei den Săure-Base-Gleichgewichten in Wasser wurde der Disso
ziationsbegriff weitgehend eliminiert und durch den Begriff der Pro
tolyse ersetzt. Damit kann in diesem Zusammenhang auch auf den
Begriff der Hydrolyse verzichtet werden. Daraus ergeben sich fiir die
entsprechenden Gleichgewichtskonstanten die klareren Begriffe Său­
re-bzw. Basekonstante.
Auch bei den Komplexbildungsgleichgewichten wurde eine Ver
einheitlichung der Begriffe vorgenommen. Fiir eine allgemeine Kom
plexbildungsreaktion, bei der z. B. Protonen aus den Liganden freige
setzt werden, wurde der Begriff Gleichgewichtskonstante, fiir das
Gleichgewicht zwischen dem Komplex und seinen Bestandteilen da
gegen der Begriff Komplexstabilitătskonstante verwendet. Der Be
griff Komplexbildungskonstante wurde dagegen vermieden.
SchlieBlich wurden auch bei den Trennverfahren einige Anpassun
gen an die neuen Nomenklaturregeln vorgenommen, so z. B. Reten
tionsfaktor anstelle des Kapazitătsfaktors.
Bei der groBen Zahl der sehr verschiedenen vermittelten Wissens
gebiete und den damit verbundenen notwendigen Symbolen lieB sich
deren Dopplung nicht vollig vermeiden. Es wurde versucht, den
offiziellen Nomenklaturempfehlungen zu folgen und die in deutschen
Lehrbiichem verwendeten Symbole beizubehalten.
Im amerikanischen Original wird bei Zahlenwerten hăufig deren
"uncertainty'' angegeben und nicht etwa der MeBfehler. Da zur Zeit
auch in Europa eine breite Diskussion iiber die Zusammenhănge
zwischen MeBfehler und MeBunsicherheit und iiber die Ermittlung
der MeBunsicherheit im Gange ist, wurden die Richtlinien von
EURACHEM herangezogen, um die Unterschiede zwischen "Fehler"
und "MeBunsicherheit" sowie die verschiedenen Einfliisse auf die
MeBunsicherheit des Gesamtverfahrens darzulegen. Als Schonheits
fehler verblieb allerdings der BegriffFehlerfortpflanzung anstelle der
exakten "kombinierten MeBunsicherheit". Mit der Verwendung des
Konzepts der MeBunsicherheit in der analytischen Chemie erhălt der
Leser ein klareres Bild iiber die Zuverlăssigkeit und damit iiber die
Verwendbarkeit analytischer Daten. Das ermoglicht ihm auch eine
selbstbewuBtere Haltung gegeniiber seinen Partnem.
SchlieBlich liefert der "Harris" erstmalig eine fiir die Chemie
ausgelegte Anwendung der Tabellenkalkulationen. Die angefiihrten
Beispiele sind mit der iiblichen Software losbar und werden unserer
heutigen Studentengeneration einen neuen Zugang in die quantitative
Behandlung chemischer Sachverhalte liefem.
Die Dhersetzer wiinschen den Leserinnen und Lesem dieses Bu
ches, daB sie recht viel Vergniigen beim Erlemen der analytischen
Chemie haben mogen. Wir bedanken uns fiir die vorziigliche Zusam
menarbeit mit Frau Dr. Angelika Schulz vom Verlag Vieweg. Beson
derer Dank gilt Herm Prof. Dr. Wolthard Wegscheider, Montanuni-
vn
versitiit Leoben, der uns die notige Sicherheit beim Umgang mit der
MeBunsicherheit vermittelte. Herrn Dr. Zettlmeier danke ich fiir seine
iiuBerst fachkundige Arbeit bei der graphischen Gestaltung.
SchlieBlich danke ich meinen Mitarbeiterinnen Dr. Carla Vogt und
Uta Zeller, mit denen ich mir die Dbersetzung und Bearbeitung teilte,
fiir ihre zuverliissige und kritische Arbeit und ihr stiindiges Driingen
zur ziigigen Vollendung des Vorhabens.
Leipzig, im September 1997 Gerhard Werner