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and does make extra demands on the technician responsible for the course. Most of the discussion about teaching methods of recent years has centred around the lecture and the tendency in textbooks has been to develop theory at the expense of facts. But because chemistry is still a practical science, which in the laboratory is employing ever-increasing instrumentation, the practical class must be the centre of further development in teaching methods. The scheme outlined here whilst scarcely original, and in fact was effectively the norm i n Victorian

times [1], does have very considerable advantages which in my view outweigh the disadvantages.

References 1. Betteridge, D. : Talanta 16, 995 (1969). 2. Daugherty, K. E., Robinson, R. J.: Chem. Eduea~. 41, 51

(1964).

Dr. D. Be~teridge Department of Chemistry University College of Swansea Swansea SA2 8 PP England

Z. Anal. Chem. 263, 324--326 (1973) �9 by Springer-Verlag 1973

Wozu noch Analytische Chemie an den Hochschulen ?*

H. Ballczo

Institut f. Anorganisehe Chemie der Universit~t~, Wien IX, 0sterreieh

Eingegangen am 1. September 1972

Why Analytical Chemistry at Universities? The importance of analytical chemistry for all branches of chemistry and chemical education is shown and it is emphasized that the coordination of principal knowledge is more important than perfect practical accomplishment.

Zusam~nen]assung. :Es wird auf die Bedeutung der Analytisehen Chemie ffir alle Teilgebiete der Chemie sowie die ehemische Ausbildung hingewiesen. Dabei wird betont, dab die Koordination yon Grund~genwissen wichtiger ist als die Perfektion der praktisehen Durchfiihrung.

Analytische Chemie; Bedeutung an den Hochsehulen, Uberblick.

Das Chemiestudium ist zu lang. Der Wissensstoff ist bereits fiberdimensioniert angewachsen; wozu also noch den Studierenden belasten mit der Analytisehen Chemic, die fiberholt zu sein scheint, im Zeit~lter der Automation und der Instrumentalanalytik? I~nr um sein Studium zu verl~ngern~. Keineswegs. Erst die Analytische Chemie erm6glicht, sein Fachwissen zu integrieren und zu koordinieren, erm6glieht relevantes Wissen yon weniger relevantem Wissen zu unter- seheiden, Brauchbares yon weniger Brauchbarem (in bezug auf die Wisscnschaft und die Technik) abzu- grenzen, erm6glicht endlich auch die Fghigkeit des ,,Chemikers", stoffliche Xnderungen zu erkennen und diese richtig auszuwerten. Behandelt doch die Chemie

* Vortrag anlgBlieh der Tagung Euroanalysis I, 28.8. bis 1. 9. 1972 in Heidelberg.

stoffliehe Ver/~nderungen, die letztlich alle yon analy- tischer Bedeutung sind. Diese fiihren entweder zur Bildung oder Zerlegung yon Stoffen. Beide Vorg~nge werden jedoch yon der ~Vissenschaft der Analytisehen Chemie vorztiglich zur Auffindung relevanter In- formationen fiber Stoffe, stoffliche Systeme und deren Zustgnde und Gleichgewichte angewandt.

Schon sei$ den friihesten Anf~ngen der Chemie als Wissenschaft war die Analytik maBgeblich an der Forschung beteiligt.

So hat bereits 1774 Priestley bei der thermisohen Zer- legung yon totem Prgzipit~ den Sauerstoff entdeekt. Lavoisier konnte wenige Jahre spgter dureh die Yeffolgung ehemiseher Vorg~inge mit der Waage die damals weir ver- breitete Phlogiston-Theorie widerlegen. 1817 entdeekte der Sehwede Joh. August Arfvedson ans dem Fehlbetrag yon 4 ~ einer Gesam~analyse des Minerals Kastor (LiA1Si40~o: Peta-

It. Ballczo: Analytische Chemic an den Hochschulen 325

lit) das Lithium. Auf ~hnliche Weise hat 1886 der deutsche Chemiker Clemens W. Winkler das Germanium, das Mende- lejeff schon 1871 als Eka-Silicium vorhergesagt hatte, aus dem Fehlen yon 7~ einer Analyse des Argyrodites erstmals aufgefunden. Als geradezu klassisehes Beispiel analytiseher Genauigkeit und damit aueh u ist der ,,Triumph der 3. Dezimale" zu erw~hnen, wonach 1894 Ramsey u. Raleigh aus der Differenz der Diehten des Stickstoffs aus Luft und aus Ammonnitrit das Argon entdeekten. Dureh fraktioniel~e Destillation flfissiger Luft konnte Ramsey 4 ffahre sparer 1898 yon den Edelgasen noch das Neon, das Krypton und das Xenon finden.

Trotz dieser grol3en Erfolge verhaftete die Analytische Chemic gegen Ende des 19. Jahrhunderts an alien theo- retischen Vorstellungen und den mehr empirisehen experimen- tellen Durehffihrungen, bis endlieh W. Ostwald durch Ausbau der physikalisch-chemisehen Grundlagen Abhilfe schaffte. In seinem berfihmten Werk ,,Die wissenschaftlichen Grund- lagen der Analytisehen Chemic" legte er 1894 den Grund- stein zu neuer Blfite. Er selbst erhielt fiir seine Arbeiten fiber Katalyse sowie fiber ehemische Gleichgewiehte und Reak- tionsgeschwindigkeiten 1909 den Nobelpreis fiir Chemie. Aber auch sein Schfiler, der Schwede Svante Arrhenius, wurde ffir seine bahnbrechenden Arbeiten fiber die Ionen- theorie 1903 mit dem Nobelpreis ausgezeichnet.

Mit der Koordinationstheorie yon A. Werner (1893) beginnt ein neues Zeitalter, das der Komplexchemie, das vor allem den immer gr613er werdenden Anfordertmgen naeh der Erfas- sung immer kleinerer Stoffmengen zun~ehst gewachsen sehien. Aueh er erhielt 1913 den Nobelpreis ffir Chemic. Fritz Paneth zeigte bald auch die Naehteile einer klassischen Abtrennung yon den Begleitionen durch 2~riedersehlagsbildung bei gezielter Analyse dureh seine berfihmt gewordenen ,,Mitf/illungs- regeln" auf. Er entdeckte das Element mit der Ordnungszahl 43, das Technetium, das er auch analytisch identifizierte, markierte gemeinsam mit Heveshy radioaktiv Atome, eine Methode, die ihren Siegeszug um die ganze Welt antrat. Immer wieder ist es die Analytische Chemie, die die Forschung befruchtet, neue Elemente auffinden l~l~t und zur Grund- lagenforschung anregt. Auer yon Welsbach entdeckt 3 weitere Elemente: das Praseodym, das Neodym und 1907 das Cassiopeium (Lutetium). Er entwickelte den Auer-Strumpf (Thorium- und Ceroxid) ffir das Gasglfihlicht, die Osmium- lampe und den Feuerstein.

Es ist sieher kein Zufall und sehr bemerkenswert, da$ gerade die Wissensehaft der Analytisehen Ghemie mit der Praxis so eng verbunden ist. Erst die Mit- einbeziehung der analytisehen Prakt ika in den an- f/~nglieh nur theoretisehen Unterrieht an den Uni- versit/~ten hat den wissensehaftliehen Aufsehwung gebraeht. W/~hrend z.B. die Bergakademie in Sehem- nitz als erste Itochsehule schon 1735 den Studieren- den Laboriibungen vorgesehrieben butte, wurden diese an den Universit/~ten erst in der 2. tt/tlfte des 19.Jahrhunderts eingeffihrt. Die Entdeeker yon Vanadium, Wolfram und TeUur waren ,,Schiller der Bergakademie in Sehemnitz".

Dureh die Praxis werden die Kenntnisse vertieft, die Unsieherheiten der Theorie beseitigt mad Sehwie- rigkeiten anfgezeigt.

U m die Mitre des 20.Jahrhunderts fiihrte diese Entwicldung besonders im deutschen Spraehraum ein zweites Mal zu einer Uberbetonung (Perfektion der Durchffihrung) der praktisehen Seite der Analy- tisehen Chemic - - man ist gleiehsam in der Theorie bei W. Ostwald stehengeblieben, ohne die inzwisehen erfolgten theoretisehen Fortsehritte analytiseh ge- nfigend ausgewertet zu haben. Damit ist aber der so wiehtige Weg der Auffindung und Eingliederung analytiseher Informationen, ,,die optimale Strate- gic", wie G. Gottschalk sieh ausdriiekt, etwas zurfiek- gedr/~ngt worden, was hinwiederum die Wissensehaft zur wissenschaftliehen Praxis degradiert und den Analytiker zum rezeptkundigen Durehffihrungsorgan, zum, wie ein hartes Wort gepr/~gt wurde, ,,Faeh- idioten" stempelt. Das alles ist vielleieht noeh dutch das rasante ~Anwaehsen der Ins t rumentalanalyt ik begiinstigt worden. Man glaubte nunmehr, der eigent- lichen Analytik entraten zu kSnnen, da der Automat , das Ins t rument die Information digital anzeigt, ver- gab abet dabei, dal] das Ins t rument nut das kann, was man ibm programmiert hat.

Die Praxis ist wohl notwendig, aber nieht Ziel der Wissensehaft der Analytischen Chemic, sic ist gleieh- sam nut der Prfifstein aller Theorie und daf t daher, besonders abet an den Hoehsehulen, nie Selbstzweek sein noeh werden.

Die Analytisehe Chemic befaBt sieh demnaeh vor- zfiglieh mit der Auffindung yon Erkenntnissen, yon relevanten Informationen, in stoffliehen Systemen. Trotzdem mu$ da re r gewarnt werden, die Auffindung ,,optimaler Strategien" mit ,,neuartigen Denk- methoden" anein, wie man die heute vieffaeh hierfiir empfohlene ,,Systemtheorie" fibersetzen kSnnte, zu erreiehen. Bei den komplexen Voraussetzungen ffir die Auffindung relevanter Informationen ist mi t den Gesetzen der Systemtheorie (reinen Logik) grote Vorsicht geboten, da oft selbst bei Modellerstellung (Leertest) dutch die Komplexizit/~t der versehiedenen Parameter (StSreffekte) relevante Informationen ver- f/flscht werden kSnnen. Ein Beispiel hierfiir w/~re die dureh Jahrzehnte anerkannte, well dutch ,,Modell- erstellung" seheinbar erh/~rtete Information des Fluoridgehaltes tier Gasteiner Therme, die sieh abet Ende tier 40er 5ahre als vSllig irrig erwies. Ieh selbst konnte den Fluoridgehalt der Therme naeh exakteren Methoden neu gewinnen, wobei ein Fehlbetrag yon mehr als 40~ an Fluoridionen naehgewiesen werden komate.

Ein weiteres ist dem sog. ,,Systemanalytiker", wie man den Analytiker der Zukunft gerne bezeiehnet, entgegenzurufen: die Analytisehe Chemic ist kein

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Rezeptbneh, sie besitzt aueh heute noch keine fertigen PatentlSsnngen fiir alle Systeme (Stoffgemisehe), so wie man es naeh F. P.Treadwell gerne glauben kSnnte. Die Anforderungen sind gestiegen, die Methoden ver- feinert und somit aneh sehwieriger geworden -- so- wohl in ihrer Anwendnng Ms aneh in ihrer Durch- fiihrung. W~hrend man anf/i.nglieh mit Nieder- sehl/tgen das Auslangen fand, hat A.Werner dutch Einfiihrung der Komplexehemie das Auftreten yon Farbwerten aneh organiseher Komplexe flit die LSsung analytiseher Probleme brauehbar gemaeht. Eine Entwieklung, die es damit erstmals ermSgliehte, auch kleinste Mengen raseh und exakt zu bestimmen. Sehon F.Pregl war es gelungen, die Analyse orga- niseher Stoffe mit kleinsten Mengen auszufiihren, wofiir er aueh 1923 den Nobelpreis erhalten hatte. Die um die Jahrhundertwende entstandene neue Sparte der Analytischen Chemie, die Mikroehemie, braehte nieht nut neue Grundlagenprobleme, sondern erwies sigh bald als ansgezeichnetes Hilfsmittel fiir Wissensehaft und Forsehung aueh der Anorganisehen Chemie.

F.Feigl verfeinerte die Methode, verkleinerte die Probenmenge bis zur zerstSrungsfreien Oberfl~ehen- probe und land aneh eine groSe Anzahl besonders organiseher Reagentien mit hoher Empfindliehkeit und Spezifit/~t. Sehon bald 15ste die Mikroehemie das Problem tier St6rbeseitigung dutch Extraktion oder Komptexierung, was heute aneh ffir Industrie und Technik von grSStem Interesse ist. Ja, man konnte sich bei den kleinen Mengen sogar das Ausweiehen in die Gasphase erlauben oder katalytisehe Reak- tionen zur Amvendnng bringen. Die grol3e Be- dentnng der Analytik wird nunmehr ganz augen- seheinlich.

So lassen sieh z.B. meehanoehemisehe Ver/~nde- rungen, die ftir die Teehnik (z.B. Porzellan-, Glas-, Zement- und Farbenindustrie) als qnali$iitsbestim- meade Faktoren bisher nur Erfahrungswert besaSen, jetzt rasch und exakt naehweisen und so mitberfiek- siehtigen, wie z.B. die Amorphisierung des Quarzes, die beim Mahlen yon Qnarzgut auftritt oder die Ab- spaltung yon Kohlendioxid, das beim Verreiben yon Carbonaten dauernd entsteht.

Aneh die Korrosion, die Gips beim Vermahlen in eisernen Gef/~$en hervornfft, konnte ieh mikro- analytiseb einfaeh nachweisen. Der Abstrieh am Korundst/ibehen, einem nenen mikroanalytisehen Arbeitsbehelf, erm6glieht praktiseh zerst6rungsfreie Probennahme, was industriell bereits eineAnwendung gefunden hat.

Solcherart karm man besonders bei der Mikro. analytik, entspreehend ihren verfeinerten Methoden und empfindlieheren Naehweisveffahren, eine viel bessere Einsieht in die zentrale Stellung der Wissen- schaft der Analytischen Chemie als Knotenpunkt der Grundlagenforsehnng aller ehemisehen Disziplinen mit der Industrie und Praxis erkennen.

Darin liegt nun der grebe didaktisehe Weft tier Analytisehen Chemie an den Hoehsch.ulen. Nut grol~e Saehkenntnis und die Beherrsehung theoretiseher Grundlagen vermSgen den Studierenden in die Lage zu versetzen, Stoffgemisehe in ihrer Vielfalt und Weehselwirkung riehtig erkennen zu lernen nnd dana aueh zu analysieren, sei es, um Gleichgewiehte zu studieren oder Qualit/itsmerkmale zu finden; immer wird din" Analytiker alles Wissen und alle Kenntnis koordinieren miissen, um ad/~quate Urteile f/tllen zu k6nnen. Er wird die Auswahl geeigneter stofflieher Umsetzungen bzw. Reaktionen treffen miissen, um letztlieh bei tier Durehf~rung seiner Analyse ihre Brauchbarkeit und Verl/~Blichkeit beurteilen zu k6nnen. So werden seine theoretisehen wie prak- tisehen Kenntnisse anwendungsorientierC bleiben und die Ausbildung ihn zu selbst/~ndiger, produktiver Arbeit bef/~higen.

Dureh die allzu grebe Betonung der Praxis der Durehfiihrung der Analysen ist dieser wesentliehe Zug leider in Vergessenheit geraten, wodureh die Meinung nnr allzu verstiindlich erseheinen mag, Analytisehe Chemie wi~re an den Hoehsehulen iiberfliissig.

Freilieh sind dana naeh solcher Erkennmis die analytisehen Praktika nieht nur riehtig in die Studien- zeit ei~zuplanen -- was bedeuten w/irde, diese m6g- liehst nieht am Anfang, we noeh zu wenig Grund- kenntnisse erworben wurden, sondern eher am Ende anzufiigen -- sondern andererseits die Problem- stellung und die Erarbeimng des Auffindnngsplanes fiir die gestellten Analysen, also das Wie der Unter- suehung im konkreten Stoffsystem, stiirker als bisher mit einzubeziehen.

Aueh mtiSten wieder Anforderungen an Genauig- keit und Exaktheit gestellt werden, um die An- strengung dem Studierenden aneh der Miihe wert zu maehen und die theoretisehen Grundlagen tier Analytischen Chemie nieht wie derzeit sehon vielfaeh als iiberfliissig erseheinen zu lassen.

Prof. Dr. H. Ballezo Inst. f. anorg. Chemie der Universiti~t A-1190 Wien Leidesdorfgasse 11/13 0sterreieh