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Lexikon der Chemie: Reinststoffe

Reinststoffe, Stoffe mit einem äußerst geringen Gehalt an Fremdstoffen und bei kristallinen R. von Baufehlern (z. B. Leerstellen, Versetzungen, Stapelfehler). Wegen der unterschiedlichen Forderungen gibt es keine einheitliche Definition der R.

Bei chemisch einheitlichen Stoffen unterscheidet man isotopenreine Stoffe, radiochemisch reine Stoffe (ohne radioaktive Nuclide), kristallchemisch reine Stoffe (ohne polymorphe oder allotrope Formen) und chemisch reine Stoffe (mit geringem Fremdstoffgehalt). Die Reinheit der Stoffe wird unmittelbar angegeben durch den Prozentgehalt (z. B. Sechs-Neunen-Zinn 99,9999 %), den prozentualen Gehalt der Fremdelemente (z. B. 10-1 bis 10-4 %), die Konzentration einzelner Fremdstoffe, die Anzahl der Fremdatome je 106 oder 109 Atome des Basisstoffes und die Anzahl der Fremdatome je 1 cm3 Stoff. Es werden auch mittelbare Angaben des Reinheitsgrades verwendet, die durch Messung einer physikalischen Größe, z. B. der elektrischen Leitfähigkeit, der Eigenfluoreszenz und des Hall-Effektes, gewonnen werden. Ein Stoff erhält den höchsten Reinheitsgrad zuerkannt, wenn wiederholte Reinigungsoperationen mit dem effektivsten Verfahren keine Änderung seiner Eigenschaften mehr bewirken.

Die Reinheit der verwendeten R. ist abhängig von der Reinigungs- und Lagertechnik der Stoffe sowie von der Empfindlichkeit und Genauigkeit der Analysenverfahren.

Herstellung. R. werden hergestellt 1) mittels Raffinationsverfahren (Rektifikation, Sublimation, fraktionierte Kristallisation, Van-Arkel-de-Boer-Methode, Umschmelzen unter Vakuum, in Edelgasatmosphäre oder in Schlacken, tiegelloses Zonenschmelzen, Elektrolyse); 2) durch Reduktion oder thermische Zersetzung hochgereinigter Ausgangsverbindungen (z. B. Reduktion mit Wasserstoff, Zink oder Calcium, thermische Zersetzung von Hydriden und Carbonylen). Als Reinigungsmethoden für die Ausgangsverbindungen haben sich fraktionierte Kristallisation, Fällung und Oxidation, Gasdiffusion, Rektifikation und Sublimation, Ionenaustauschchromatographie, Extraktion und Elektrolyse bewährt; 3) durch Anwendung von chem. Transportreaktionen, die auch für die Forschung an R. von großer Bedeutung sind.

Herstellung und Verarbeitung von R. müssen unter Bedingungen erfolgen, die eine Verunreinigung ausschließen (z. T. nach Verfahren der Weltraumtechnologien).

Verwendung. Große Bedeutung haben hochreine Metalle, Halbmetalle und anorganische nichtmetallene Stoffe für die Kerntechnik (z. B. Uran, Graphit, Beryllium, Zirconium, Aluminium), die Raketentechnik (z. B. Titan, Beryllium), die Halbleitertechnik und Mikroelektronik (z. B. Germanium, Silicium, Gallium, Aluminium, Indium, Arsen, Antimon, Galliumarsenid GaAs und Zinkoxid ZnO), die Elektrotechnik (z. B. Eisen und Seltenerdmetalle als Magnetwerkstoffe, Supraleiter aus Nioblegierungen), die Nachrichtentechnik (Laser aus Aluminiumoxid, Calciumfluorid und Calciumwolframat, Lichtleiterglasfasern, Luminophore aus Erdalkalimetallphosphaten und -aluminaten).

  • Die Autoren
Dr. Andrea Acker, Leipzig
Prof. Dr. Heinrich Bremer, Berlin
Prof. Dr. Walter Dannecker, Hamburg
Prof. Dr. Hans-Günther Däßler, Freital
Dr. Claus-Stefan Dreier, Hamburg
Dr. Ulrich H. Engelhardt, Braunschweig
Dr. Andreas Fath, Heidelberg
Dr. Lutz-Karsten Finze, Großenhain-Weßnitz
Dr. Rudolf Friedemann, Halle
Dr. Sandra Grande, Heidelberg
Prof. Dr. Carola Griehl, Halle
Prof. Dr. Gerhard Gritzner, Linz
Prof. Dr. Helmut Hartung, Halle
Prof. Dr. Peter Hellmold, Halle
Prof. Dr. Günter Hoffmann, Eberswalde
Prof. Dr. Hans-Dieter Jakubke, Leipzig
Prof. Dr. Thomas M. Klapötke, München
Prof. Dr. Hans-Peter Kleber, Leipzig
Prof. Dr. Reinhard Kramolowsky, Hamburg
Dr. Wolf Eberhard Kraus, Dresden
Dr. Günter Kraus, Halle
Prof. Dr. Ulrich Liebscher, Dresden
Dr. Wolfgang Liebscher, Berlin
Dr. Frank Meyberg, Hamburg
Prof. Dr. Peter Nuhn, Halle
Dr. Hartmut Ploss, Hamburg
Dr. Dr. Manfred Pulst, Leipzig
Dr. Anna Schleitzer, Marktschwaben
Prof. Dr. Harald Schmidt, Linz
Dr. Helmut Schmiers, Freiberg
Prof. Dr. Klaus Schulze, Leipzig
Prof. Dr. Rüdiger Stolz, Jena
Prof. Dr. Rudolf Taube, Merseburg
Dr. Ralf Trapp, Wassenaar, NL
Dr. Martina Venschott, Hannover
Prof. Dr. Rainer Vulpius, Freiberg
Prof. Dr. Günther Wagner, Leipzig
Prof. Dr. Manfred Weißenfels, Dresden
Dr. Klaus-Peter Wendlandt, Merseburg
Prof. Dr. Otto Wienhaus, Tharandt

Fachkoordination:
Hans-Dieter Jakubke, Ruth Karcher

Redaktion:
Sabine Bartels, Ruth Karcher, Sonja Nagel


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