Einführung

Traditionell finden die einführenden Veranstaltungen zum Thema »Analytische Chemie« in der sogenannten Studieneingangsphase statt, meist im zweiten Semester, nachdem im ersten Semester zunächst im Rahmen einer Veranstaltung zum Thema »Allgemeine Chemie«, »Chemie der wässrigen Lösungen« oder auch »General Chemistry« die dafür unabdingbaren Grundlagen geschaffen wurden.

Dieser schlichtweg unvermeidbaren »Hierarchie der Fachinhalte« wird auch in diesem Buch Rechnung getragen: Ohne zumindest gewisse Grundkenntnisse der Allgemeinen Chemie geht es nicht, und der häufig gewünschte »modulare Aufbau« (bei dem man immer nur das liest, was man gerade braucht) lässt sich auch nicht verwirklichen - hier gilt sehr häufig: »eines nach dem anderen.« Aber in diesem Buch - und damit unterscheidet sich »Analytische Chemie für Dummies« von den meisten vergleichbaren Einführungswerken - wird auch der Umstand berücksichtigt, dass »durchschnittliche Zweitsemester « zwar durchaus einen Großteil der erforderlichen Grundlagen auf der sprichwörtlichen Pfanne haben, aber nicht gleich alle Zusammenhänge und/oder Formeln aus dem ebenso sprichwörtlichen Ärmel schütteln können.

Ziel dieses Buches ist es also, die Leser*innen in ihrer real existierenden Lebenswirklichkeit abzuholen, indem immer wieder gezeigt wird, wie sehr - und auf welche Weise - im Rahmen der Analytischen Chemie ganz grundlegende Konzepte aus der Allgemeinen Chemie verwendet werden . aber dieses Mal eben in der praktischen Anwendung und mit dem Ziel, (neue) Erkenntnisse zu gewinnen.

Törichte Annahmen über den Leser

Gewiss werden Sie gute Gründe haben, zu einem Einführungswerk mit dem Titel »Analytische Chemie« zu greifen:

• Sie studieren ein naturwissenschaftliches Fach, bei dem Grundkenntnisse der Analytischen Chemie erforderlich sind - das mag das Fach »Chemie« selbst sein oder »Chemieingenieurwesen« oder auch »Naturwissenschaftliche Forensik« und dergleichen mehr.
• Sie bringen gewisse Vorkenntnisse mit: Sie haben zumindest schon eine Grundvorlesung über chemische Prozesse, Gegebenheiten und Konzepte besucht (und sich idealerweise auch schon mit den zugehörigen Inhalten hinreichend befasst, dass Ihnen Begriffe wie »pH-Wert«, »Gleichgewichtsreaktion«, »Massenwirkungsgesetz« (ach, das gute MWG!) und »Redox-Reaktionen« nicht völlig fremd sind.
• Sie rechnen damit (oder wissen), dass Sie früher oder später im Fach »Analytische Chemie« eine Klausur schreiben (und bestehen) sollen (und wollen), und Ihnen ist klar, dass Sie mit reinem Auswendiglernen auf keinen grünen Zweig kommen würden.
• Ihnen ist klar, dass zum Labor-Alltag hin und wieder auch ein wenig Rechnen gehört - etwa zum Ermitteln von Stoffmengen oder Konzentrationen. Die zugehörige Formelsprache ist Ihnen prinzipiell zwar vertraut, aber Sie sind der Ansicht, ein bisschen Übung könne gewiss nicht schaden.
• Alles in allem würden Sie gerne verstehen, worum es in der Analytischen Chemie eigentlich geht - und das am liebsten so, dass Sie dabei erkennen, welche Zusammenhänge bestehen und zum Gewinnen von (neuen) Erkenntnissen ausgenutzt werden. Wenn im Zuge entsprechender Erklärungen hin und wieder eigentlich Bekanntes noch einmal kurz wiederholt und so aufgefrischt wird, ist Ihnen das recht.

Wie Sie dieses Buch einsetzen

Natürlich ist es nicht Ziel dieses Buches, sämtliche Grundlagen der Allgemeinen Chemie vollständig abzudecken - gewisse Vorkenntnisse sind bei Ihnen ja vorhanden. Aber die weitaus meisten Student*innen ertappen sich selbst (gerade im zweiten Semester) immer wieder bei dem Gedanken: »Hmm, ich dachte, ich hätte das verstanden .« - und das ist überhaupt nicht schlimm.

Ein naturwissenschaftliches Fach zu studieren, besitzt frappierende Ähnlichkeit damit, eine Fremdsprache zu erlernen - früher oder später führt das reine Vokabelpauken nicht weiter, man muss für sich selbst immer wieder nach Ähnlichkeiten, Parallelen und Zusammenhängen suchen, und das setzt eben auch Übung voraus. Diese jedoch kann bei Student*innen in der Studieneingangsphase schlichtweg noch nicht als bereits vorhanden vorausgesetzt werden (auch von den betreffenden Studierenden selbst nicht, also nicht »mit sich selbst ungeduldig werden«!).

Es ist sehr gut möglich, dass Sie hin und wieder ins Stolpern geraten:

• »Was kam bei der NERNST'schen Gleichung jetzt in den Zähler und was in den Nenner?«
• »Wie war das bei galvanischen Zellen und Elektrolyse mit Kathode und Anode?«
• »Es gab doch einen Zusammenhang zwischen pKS- und pH-Wert - aber wie war der noch?«

Genau dort möchte dieses Buch Sie abholen. Deswegen werden die einzelnen Teilgebiete der Analytischen Chemie nicht nur mit einem kurzen Überblick »Diese Konzepte sollten Ihnen hierfür vertraut sein« eingeleitet: Die beliebtesten Fehlannahmen und die etwas komplexeren Zusammenhänge werden noch einmal Schritt für Schritt - und damit hoffentlich leicht nachvollziehbar - erläutert. Ist eine solche Wiederholung für Sie an dieser Stelle nicht erforderlich: Schön für Sie! Bitte springen Sie gleich zum nächsten Abschnitt!

Ziel von »Analytische Chemie für Dummies« ist es also, Ihnen eine ausformulierte »Vorlesungsmitschrift« zu bieten, einschließlich all der »beiläufigen Nebenbemerkungen«, mit denen Dozent*innen im Rahmen einer Vorlesung den jeweils gerade behandelten Stoff in den Kontext vorangegangener Grundlagenveranstaltungen einbetten und/oder schlaglichtartige Ausblicke auf Veranstaltungen für die höheren Semester bieten.

Insofern ist das Beste, was Sie mit diesem Buch machen können: Lesen Sie die einzelnen Kapitel in ihrer Reihenfolge - in späteren Kapiteln wird immer wieder auf ausgewählte Inhalte früherer Kapitel zurückgegriffen, so wie im Rahmen einer Vorlesung ja auch immer wieder Teilsätze fallen wie: »Und wie wir ja wissen .« (in diesem Buch dann sogar mit konkretem Verweis auf das jeweilige Kapitel). Und genau wie in einer Vorlesung sollten Sie auch beim Selbst-Lesen aktiv mitdenken und versuchen, die Inhalte nicht bloß als »Faktenwissen« abzuspeichern, sondern zu verstehen. Verständnis zu entwickeln, ist viel wichtiger (und hilfreicher), als lediglich Fakten abrufen zu können.

Symbole in diesem Buch

Häufig werden einzelne Abschnitte des Buches durch das eine oder andere Bildsymbol gekennzeichnet, das Ihnen das Einordnen der jeweiligen Abschnittsinhalte erleichtern soll. In diesem Buch finden Sie sechs verschiedene Icons:

Das Ausrufezeichen weist Sie darauf hin, dass die hier zu findenden Definitionen, Prinzipien oder Zusammenhänge wirklich wichtig sind. Auf diese wird daher später (auch in den nachfolgenden Kapiteln) immer wieder zurückgegriffen werden. Hier steht also etwas, ohne das Sie früher oder später nicht mehr weiterkommen.

Es gibt in der Chemie einige äußerst beliebte (Denk-)Fehler. Diese gilt es natürlich tunlichst zu vermeiden. Entsprechend sind mit der Explosion gekennzeichnete Passagen dazu gedacht, Sie genau davon abzuhalten, den entsprechenden Fehler zu machen. Außerdem stellt sich im Umgang mit der Formelsprache, ohne die wir in der Analytischen Chemie nun einmal nicht auskommen, hin und wieder das Problem, dass es - meist aus historischen Gründen - für die gleiche Größe mehrere unterschiedliche Abkürzungen oder Variablen-Zeichen gibt oder umgekehrt dem gleichen Formelzeichen je nach Kontext eine völlig unterschiedliche Bedeutung zukommt - was natürlich zur Verwirrung einlädt. Auch auf derlei Umstände werden Sie durch die Explosion hingewiesen.

Häufig werden Sachverhalte anhand eines Beispiels sehr viel leichter nachvollziehbar. Um gleich ein Beispiel für ein solches Beispiel zu geben (siehe obige Warnung): Wenn es um Lösungen geht, steht c, also das »kleine C«, für die Konzentration, geht es hingegen um elektromagnetische Strahlung, steht es für die Lichtgeschwindigkeit. (Gut, das wissen Sie natürlich, aber derlei Doppelbelegungen von Formelzeichen kommen in der Formelsprache immer wieder vor.)

Mit dem Techniker werden Vertiefungen des gerade behandelten Stoffes gekennzeichnet, bei denen dann (etwas) komplexere Zusammenhänge aufgezeigt werden. Auch historische Besonderheiten (etwa bei »gewachsenen Namen« oder im Laufe der Zeit modifizierten Regeln/Festlegungen/Definitionen (oder auch Formelzeichen) sind mit dem Techniker markiert. Wenn es Ihnen »nur« um die absoluten Grundlagen geht, können Sie diese (meist kurzen) Abschnitte auch überspringen.

Manche Dinge lassen sich mithilfe von Merkhilfen und dergleichen leichter einprägen, und...