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2024-02-08T18:47:22Z

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Die '''Gasanalyse''' ist ein Teilgebiet der [[Analytische Chemie|Analytischen Chemie]]. Mit Hilfe chemischer und physikalischer Methoden wird die qualitative und quantitative Zusammensetzung von [[Gas]]en und Gasgemischen untersucht. Einfache Voruntersuchungen lassen sich mittels spezieller Reagenzien in Reagenzglasversuchen sowie mit Reagenzpapieren durchführen.

== Einfache qualitative Nachweise ==

=== Saure und basische Gase ===
Sauer oder basisch reagierende Gase wie [[Chlorwasserstoff]], [[Schwefeldioxid]], [[Ammoniak]] oder flüchtige [[Amine]] verändern den [[pH-Wert]] wässriger Lösungen. Dies kann mit [[Farbindikator]]en geprüft werden. Dazu leitet man das zu prüfende Gas durch die Indikatorlösung oder man benutzt ein angefeuchtetes Indikatorpapier.

=== Fällungsreaktionen ===

[[Bleiacetat]]lösung wird zum [[Schwefelwasserstoff]]nachweis verwendet, wobei schwarzes [[Bleisulfid]] ausfällt. Dazu kann auch feuchtes Bleiacetatpapier verwendet werden. Kohlendioxid lässt sich mit [[Kalkwasser]] oder [[Bariumhydroxid]]lösung nachweisen. Dabei fallen die weißen Erdalkalicarbonate aus. Bei Bariumhydroxidlösung ist der Effekt deutlicher, weil die Substanz sich erheblich besser in Wasser löst als Calciumhydroxid. [[Acetylen]] kann man mit einer [[Silbernitrat]]lösung nachweisen. Es fällt graues [[Silberacetylid]] aus.

== Halbquantitative Nachweise ==

Mit [[Prüfröhrchen]], welche mit einer Trägersubstanz und einem Reagenz gefüllt sind, kann ein Gas halbquantitativ untersucht werden. Dazu pumpt man eine genau festgelegte Gasmenge durch das Prüfröhrchen. Dabei schreitet eine sichtbare Reaktionsfront durch die Füllung des Röhrchens. Anhand einer (meist logarithmischen) Skala wird der ungefähre [[Analyt]]gehalt abgelesen (zum Beispiel in [[Parts per million|ppm]]). In diese Kategorie gehören auch die althergebrachten Alkoholprüfröhrchen. Sie sind mit [[Kaliumdichromat]]/[[Schwefelsäure]] beschickt und gestatten eine ja/nein-Aussage, ob die [[Promillegrenze]] an [[Blutalkohol]] überschritten wurde, denn der Alkoholgehalt der Atemluft hängt von der Blutalkoholkonzentration ab. Bei der Reaktion im Prüfröhrchen reduziert der Alkohol das orangefarbene Dichromat zum tiefgrünen Chrom(III).

Es gibt eine breite Palette an Prüfröhrchen für fast alle praktisch relevanten Gase und Dämpfe. Sie werden vor allem bei den [[Feuerwehr]]en und Gefahrstoffdiensten eingesetzt, um schnelle Aussagen über gefährliche Gase in der Umgebungsluft zu erhalten.

== Quantitative Bestimmung von gasförmigen Komponenten ==
[[Datei:InfraTec-Gassensor-NDIR-Prinzip-Abb2.jpg|mini|Transmissionsmessanordnung beim NDIR-Prinzip<br>Q: Infrarotstrahlungsquelle<br>K1 und K2: Fenster der Gasküvette mit dem Gas G<br>F: optischer Bandpassfilter<br>D: breitbandiger Infrarotdetektor]]
Die gasförmigen Analyten werden zumeist quantitativ von Flüssigkeiten absorbiert, an [[Adsorbens|Adsorbentien]] (wie [[Aktivkohle]]) gebunden oder in [[Kühlfalle]]n ausgefroren. Anschließend werden beispielsweise die Flüssigkeiten weiter untersucht. Zu den klassischen Methoden gehören hierbei die Untersuchung von Gasgemischen mit der [[Gasbürette]], die [[Gravimetrie (Chemie)|Gravimetrie]] und die [[Titration|Volumetrie]]. Heutzutage können viele Gasanalysen auch mit automatischen Instrumenten durchgeführt werden. Viele dieser Verfahren spielen in der organischen [[Elementaranalyse]] eine zentrale Rolle. Für komplizierter zusammengesetzte Gasgemische, vor allem im Spurenbereich, bietet sich die [[Gaschromatographie]] an. Weitere Methoden, die häufig in industriellen Prozessen verwendet werden, sind die [[IR-Spektroskopie]]<ref>{{Internetquelle | url=https://www.infratec.de/sensorik/service-support/glossar/gasanalyse/ | titel=Gasanalyse | hrsg=www.infratec.de | zugriff=2018-04-30}}</ref>, [[Massenspektrometrie]] und [[Wärmeleitfähigkeitsdetektor|Wärmeleitfähigkeitsmessungen]]<ref>{{Internetquelle |autor= |url=https://messkonzept.de/wissen/#wissen-article-konzentration-bestimmen |titel=Konzentration bestimmen mittels Wärmeleitfähigkeit |werk=Messkonzept GmbH |hrsg= |datum= |abruf=2019-10-11 |sprache=de}}</ref>.

=== Kohlenstoffdioxid ===

[[Kohlenstoffdioxid]] lässt sich bestimmen, indem man das Gas durch eine starke [[Kaliumhydroxid]]lösung leitet. Der Behälter wird vorher und nachher gewogen. Die Gewichtsdifferenz entspricht der absorbierten Kohlenstoffdioxidmenge. Ein geeigneter Apparat wurde von [[Justus von Liebig]] erfunden: Der [[Fünf-Kugel-Apparat]].

=== Sauerstoff ===

Elementarer [[Sauerstoff]] ist zwar reaktionsfreudig, aber spontan reagiert er nur mit wenigen Stoffen. Von einer stark basischen [[Pyrogallol]]lösung wird er begierig und quantitativ absorbiert.

=== Halogenwasserstoff ===

Die [[Halogenwasserstoffe]] können in einer Lauge absorbiert werden. Anschließend wird neutralisiert und mit Silbernitrat [[Titrieren|titriert]]. Bei [[Potentiometrie|potentiometrischer]] Indikation lassen sich [[Chlorid]], [[Bromid]] und [[Iodid]] nebeneinander bestimmen. Gleiches ist mit der [[Ionenchromatographie]] möglich.

== Siehe auch ==

* [[Blutgasanalyse]]

== Literatur ==
* K. Cammann: ''Instrumentelle Analytische Chemie''. Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg-Berlin, 2001.
* G. Wiegleb: ''Gasmesstechnik in Theorie und Praxis'' 2. Auflage. Springer Verlag, Wiesbaden 2023

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Chemisches Analyseverfahren]]

Gasanalyse - Versionsgeschichte

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