Jede Chromatografie nutzt zwei Phasen: eine stationäre Phase, die ruht (Kieselgel, Papier), und eine mobile Phase, die durch sie strömt (Lösungsmittel oder Gas). Die mobile Phase nimmt das Gemisch mit. Jeder Stoff verteilt sich anders zwischen den Phasen. Haftet er stark an der stationären Phase (durch Wechselwirkungen wie Dipol-Dipol oder Wasserstoffbrücken), wandert er langsam. Löst er sich gut in der mobilen Phase, wandert er schnell. So trennt sich das Gemisch.

Bei der Dünnschichtchromatografie (DC) ist die stationäre Phase eine dünne Kieselgelschicht auf einer Platte. Du trägst die Probe als Punkt auf die Startlinie auf und stellst die Platte in eine Kammer mit wenig Laufmittel, das durch Kapillarkräfte aufsteigt. Bei der Papierchromatografie ist die stationäre Phase Filterpapier mit gebundenem Wasser. Kurz vor dem oberen Rand nimmst du die Platte heraus und markierst die Front. Farblose Flecken werden mit UV-Licht oder einem Sprühreagenz sichtbar gemacht. Laufmittel sind oft brennbar und gesundheitsschädlich: Arbeite am Abzug, ohne Flamme und mit Schutzbrille, und sieh nie ungeschützt in das UV-Licht.

Der Retentionsfaktor $R_f$ ist die Strecke $a$ von der Startlinie bis zur Fleckmitte, geteilt durch die Strecke $b$ von der Startlinie bis zur Front. Er liegt zwischen 0 (der Stoff bleibt am Start) und 1 (der Stoff läuft mit der Front). Kieselgel ist polar, polare Stoffe haften stärker und haben kleinere $R_f$-Werte. Zur Identifizierung trägst du Vergleichssubstanzen auf derselben Platte mit auf.

Bei der Gaschromatografie (GC) ist die mobile Phase ein Trägergas wie Helium. Die stationäre Phase ist ein Film an der Innenwand einer langen, dünnen Säule im beheizten Ofen. Die Probe wird eingespritzt und verdampft, und das Trägergas schiebt sie durch die Säule. Stoffe mit niedriger Siedetemperatur und schwacher Wechselwirkung mit dem Film kommen früh heraus, die anderen später. Am Ende misst ein Detektor, was ankommt.

Das Ergebnis ist ein Chromatogramm: Jeder Stoff erscheint als Peak. Die Zeit vom Einspritzen bis zum Peak ist die Retentionszeit. Sie ist bei gleichen Bedingungen kennzeichnend für den Stoff. Die Fläche unter dem Peak ist ein Maß für die Menge, mit Vergleichsproben bekannter Konzentration eicht man sie. GC taugt nur für Stoffe, die sich unzersetzt verdampfen lassen.

Ein farbiger Stoff absorbiert Licht bestimmter Wellenlängen. Ein Fotometer schickt Licht einer gewählten Wellenlänge durch eine Küvette (Messgefäß der Schichtdicke $d$) mit der Lösung und misst, wie viel ankommt. Die Extinktion $E$ vergleicht die einfallende Intensität $I_0$ mit der austretenden $I$. Bei $E = 1$ kommen 10 % des Lichts durch, bei $E = 2$ noch 1 %.

Nach dem Lambert-Beer-Gesetz ist $E$ proportional zur Konzentration $c$ und zur Schichtdicke. Der Extinktionskoeffizient $\varepsilon$ (Einheit L/(mol$\cdot$cm)) hängt vom Stoff und von der Wellenlänge ab. Das Gesetz gilt nur für verdünnte Lösungen, grob bis $E \approx 1$. Man misst bei der Wellenlänge, bei der der Stoff am stärksten absorbiert. Praktisch erstellst du eine Eichreihe: Du misst Lösungen bekannter Konzentration, trägst $E$ gegen $c$ auf (eine Gerade) und liest die Konzentration der Probe ab.

Die Konduktometrie misst die elektrische Leitfähigkeit einer Lösung mit zwei Elektroden und Wechselspannung. Der Wert (zum Beispiel in µS/cm) steigt mit der Zahl der Ionen und hängt von ihrer Beweglichkeit und von der Temperatur ab (etwa 2 % je Kelvin). Anwendungen sind der Salzgehalt von Wasser, die Reinheit von entmineralisiertem Wasser und der Endpunkt von Titrationen. Grenze: Sie sagt nicht, welche Ionen vorliegen.

Eine pH-Elektrode (Glaselektrode mit einer Bezugselektrode) liefert eine Spannung, die vom pH-Wert abhängt, bei 25 °C etwa 59 mV je pH-Einheit. Das ist die potentiometrische pH-Messung. Weil jede Elektrode leicht abweicht und altert, wird sie vor der Messung mit Pufferlösungen bekannten pH-Werts kalibriert, zum Beispiel mit pH 4, 7 und 10. Das Gerät legt daraus die Umrechnung von Spannung in pH fest. Danach spülst du die Elektrode mit destilliertem Wasser und hältst sie feucht.

Manche Stoffe drehen die Schwingungsebene von linear polarisiertem Licht und heißen optisch aktiv. Warum, klärt die Lektion zur Chiralität. Hier nutzt du nur den Effekt. Ein Polarimeter schickt polarisiertes Licht durch ein Rohr der Länge $l$ mit der Lösung und misst den Drehwinkel $\alpha$. Er ist proportional zur Massenkonzentration $\beta$ (in g/mL) und zur Rohrlänge $l$ (in dm, 1 dm = 10 cm). Der spezifische Drehwinkel $[\alpha]$ ist eine Stoffkonstante bei fester Temperatur und Wellenlänge (meist 20 °C und gelbes Natriumlicht). Seine Einheit ist $\mathrm{^\circ\,mL\,g^{-1}\,dm^{-1}}$. Für Rohrzucker (Saccharose) ist er etwa $+66{,}5$. Das Plus heißt: rechtsdrehend, aus Sicht des Beobachters im Uhrzeigersinn. Das Verfahren dient zum Beispiel der Bestimmung des Zuckergehalts.