Über das Labor
Das Labor Chemie II bietet auf über hundert Quadratmetern Raum und Ausstattung für chemische Synthesen, instrumentelle Analytik, sowie für die Durchführung von Forschungsprojekten und Praktika.
Lehre
Im Labor Chemie II führen wir Laborpraktika in den Fächern physikalische Chemie und nanostrukturierte Materialien durch. Dabei behandeln wir vor allem die Verwendung von Nanopartikeln für Sensorik und Mikroelektronik. Zusätzlich bearbeiten Studierende hier individuelle Projekte und Abschlussarbeiten.
Forschung
Im modern ausgestatteten Labor Chemie II können wir Forschungsprojekte zu aktuellen Themen auf dem Feld der Sensorik, Mikroelektronik und regenerativen Energien effizient und kompetent durchführen.
Aktuelle Forschungsprojekte
Laboraustattung
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- Für die quantitative Bestimmung von Elementen nutzen wir das Atomabsorptionsspektrometer (AAS). Dabei wird die gelöste Probe in einem Grafitrohrofen atomisiert. Anschließend wird Licht einer bestimmten Wellenlänge, das nur von einem bestimmten Element absorbiert werden kann, auf die atomisierte Probe eingestrahlt. Durch die Schwächung der Intensität des eingestrahlten Lichts kann auf die Menge des Elements in der Probe geschlossen werden.
- UV-Vis Spektrometrie zur Bestimmung der Absorption im Wellenlängenbereich 200 bis 1100 nm. Durch die Absorption von Licht werden die Valenzelektronen in Molekülen oder Plasmonresonanz in plasmonischen Nanopartikeln angeregt. Aus der Wellenlänge des absorbierten Lichts können Rückschlüsse auf Form, Größe und Zusammensetzung von plasmonischen Nanopartikeln gezogen werden. Aus der Intensität der Absorption kann über das Lambert-Beer-Gesetz die Konzentration der untersuchten Substanz bestimmt werden.
- FT-IR-Spektrometer: Infrarot-Spektroskopie nutzt die Absorption von IR-Strahlung durch die Anregung von Schwingungen in Molekülen zur Bestimmung der in der Probe vorhandenen funktionellen Gruppen. Feste Proben werden in einem KBr-Pressling dispergiert und die durch den Pressling transmittierte Strahlung am Detektor wellenlängenabhängig gemessen. Flüssige Proben können in einer Küvette vermessen werden und für Gase steht uns eine Gasmesszelle zur Verfügung.
- ATR-IR-Spektrometer: ATR steht für attenuated total reflection, Bei dieser Methode wird der Infrarotstrahl in einem Silizium Kristall mehrfach gebeugt und so in Kontakt mit der Probe gebracht. Der Vorteil der ATR-Spektroskopie ist, dass die Probenvorbereitung als KBr-Pressling entfällt.
- Spektroskopisches Ellipsometer: Ellipsometrie dient zur Bestimmung der Schichtdicke von dünnen lichtdurchlässigen Schichten auf einer reflektierenden Oberfläche. Durch die verschiedenen Brechungsindices der Materialien der Schichten werden Änderungen in der Polarisierung eines monochromatischen Lichtstrahls bei der Reflektion an der Oberfläche hervorgerufen. Aus der Analyse der Polarisationsänderung kann die Schichtdicke berechnet werden.
Atomabsorptionsspektrometer contrAA 600 mit High-Resolution Continuum-Source-Technologie (HR-CS-AAS) von Analytik Jena. (Foto: Florian Hammerich / OTH Regensburg) 
UV-Vis-Spektrometer Specord 210 plus von Analytik Jena. (Foto: Florian Hammerich / OTH Regensburg) 
FT-IR Spektrometer Nicolet iS10 von Thermo Fisher Scientific. (Foto: Florian Hammerich / OTH Regensburg)
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- Ionenchromatograph zur Auftrennung von Ionen: Mit dieser analytischen Methode können Anionen oder Kationen in wässrigen Lösungen aufgetrennt und bis zu einer Nachweisgrenze im ppb-Bereich quantifiziert werden. Für Anionen wird eine Anionenaustauschersäule verwendet, bei der die stationäre Phase durch Kationen modifiziert ist. Die in der Probe vorhandenen Anionen werden durch starke elektrostatische Wechselwirkungen mit den Kationen der stationären Phase gebunden und verzögert eluiert. Für Kationen wird eine durch anionische Gruppen modifizierte Kationenaustauschersäule verwendet.
- Gaschromatograph zur Trennung und Quantifizierung von flüchtigen Verbindungen. Verdampfbare, meist organische Verbindungen werden durch eine Heizspirale verdampft und über ein Trägergas über eine Säule transportiert. Substanzspezifische Wechselwirkungen mit dem Säulenmaterial verzögern den Transport der Substanzen und führen so zu einer Auftrennung. Am Ende der Säule werden die Substanzen durch einen Flammenionisationsdetektor (FID) detektiert und quantifiziert.
- Gaschromatograph mit Massenspektrometer (GC/MS): Die durch den Gaschromatographen aufgetrennten Verbindungen werden dabei am Ende der Säule auf einem direkt angeschlossenen Massenspektrometer analysiert. Aus der Messung am Massenspektrometer kann das Molekulargewicht der Verbindung bestimmt und somit können die in der Probe vorhandenen Substanzen identifiziert und quantifiziert werden.
Gaschromatograph Clarus 590 ARNEL von Perkin Elmer, mit Headspace-Technik zur Bestimmung verdampfbarer Verbindungen aus wässrigen Lösungen. (Foto: Florian Hammerich / OTH Regensburg) 
ISQ Single-Quadrupol-GC-MS-System von Thermo Fisher Scientific. (Foto: Florian Hammerich / OTH Regensburg)
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- Der Partikelanalyzer dient zur Charakterisierung von in Lösemitteln dispergierten Partikeln mittels dynamischer Lichtstreuung (DLS). Es können Partikel aus anorganischen Materialien, Polymerpartikel und Proteine analysiert werden. Unser Gerät erlaubt die Bestimmung von Partikelgrößen (hydrodynamischer Radius) im Bereich von 0,3 nm – 10 µm und kann das Ergebnis nach Intensität, Volumen und Anzahl gewichtet ausgeben. Neben der Messung von monodispersen Partikelproben ist auch die Analyse von bimodal verteilten Partikelproben möglich. Zusätzlich kann das Zeta-Potential (Oberflächenpotential) der Partikel sowie das Molekulargewicht von Proteinen gemessen werden.
- Mit dem Kontaktwinkelmessgerät können Benetzungseigenschaften von Oberflächen gemessen werden. Dabei wird ein Wassertropfen definierter Größe auf der Oberfläche abgesetzt und der Winkel, den der Tropfen mit der Oberfläche einnimmt, gemessen. Ein Kontaktwinkel kleiner als 45° weist auf eine hydrophile Oberfläche hin und ein Kontaktwinkel von größer als 90° auf eine hydrophobe Oberfläche.
- Mit dem Kalorimeter kann die Wärmemenge Q, die bei physikalischen, chemischen und biologischen Prozessen auftritt, experimentell bestimmt werden. Das Gerät wird im physikalisch-chemischen Praktikum zur Bestimmung der Zersetzungsenthalpie von Wasserstoffperoxid verwendet.
Partikelanalyzer Litesizer 500 von Anton Paar (Foto: Florian Hammerich, OTH Regensburg)
Team
Laborleitung: Prof. Dr. Corinna Kaulen
WIssenschaftlicher Mitarbeiter: Tobias Schwarz (M.Eng.)
Masterand: Paul Hammer (B.Sc.)
Masterand: Markus Langmantel (B. Sc.)