Verfügbarkeit: Aquatische Chemie

Aquatische Chemie: eine Einführung in die Chemie wässriger Lösungen und in die Chemie natürlicher Gewässer

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser:	Sigg, Laura 1951- (VerfasserIn), Stumm, Werner 1924-1999 (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	English
Veröffentlicht:	Zürich [u.a.] Verl. der Fachvereine [u.a.] 1991
Ausgabe:	2., durchges. Aufl.
Schlagworte:	Hydrochemie Einführung
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	VIII, 388 S. graph. Darst.
ISBN:	3519136511 3728117668

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adam_text	IMAGE 1 INHALTSVERZEICHNIS VORWORT 1 KAPITEL 1 DIE CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG NATUERLICHER GEWAESSER 1.1 EINLEITUNG 5 1.2 VERWITTERUNGSPROZESSE 7 1.3 WECHSELWIRKUNGEN ZWISCHEN ORGANISMEN UND WASSER 8 1.4 DAS PUFFERSYSTEM NATUERLICHER GEWAESSER 11 1.5 WASSER UND SEINE EINZIGARTIGEN EIGEN- SCHAFTEN 17 1.6 EINE KURZE UEBERSICHT UEBER DIE HYDROGEO- CHEMISCHEN KREISLAEUFE 19 LITERATUR ALLGEMEIN 29 TABELLEN: KONZENTRATIONSEINHEITEN 32 PHYSIKALISCHE QUANTITAETEN 33 NUETZLICHE UMRECHNUNGSFAKTOREN 34 WICHTIGE KONSTANTEN 35 DAS ERDE - HYDROSPHAERE-SYSTEM 35 PERIODISCHE TABELLE DER ELEMENTE 36 KAPITEL 2 UEBUNGSAUFGABEN 37 SAEUREN UND BASEN 2.1 EINLEITUNG 39 2.2 SAEURE-BASE THEORIE 40 2.3 DIE STAERKE EINER SAEURE ODER BASE 43 2.4 ZUSAMMENGESETZTE ACIDITAETSKONSTANTE 46 2.5 GLEICHGEWICHTSRECHNUNGEN 47 TABLEAUX 51 2.6 PH A/S MASTERVARIABLE DOPPELT-LOGARITHMISCHE GRAPHISCHE AUF- TRAGUNG ZUR DARSTELLUNG UND LOESUNG VON GLEICHGEWICHTSPROBLEMEN 56 2.7 SAEURE-BASE-TITRATIONSKURVEN 67 2.8 SAEURE- UND BASEN-NEUTRALISIERUNGS- 70 /CAPAZ/FAEF 2.9 PH-UND AKTIVITAETSKONVENTIONEN 72 V IMAGE 2 2.10 SAURE ATMOSPHAERISCHE NIEDERSCHLAEGE UEBUNGSAUFGABEN KAPITEL 3 CARBONAT-GLEICHGEWICHTE 3.1 EINLEITUNG 3.2 DAS OFFENE SYSTEM - WASSER IM GLEICHGEWICHT MIT DEM CO 2 DER GASPHASE 3.3 DIE AUFLOESUNG VON CACO 3 (CALCIT) IM OFFENEN 82 KAPITEL 4 KAPITEL 5 SYSTEM 3.4 DAS GESCHLOSSENE CARBONATSYSTEM 3.5 ALKALINITAET UND ACIDITAET 3.6 GRUNDWASSER 3.7 ANALYTISCHE BESTIMMUNG DER ALKALINITAET 3.8 BESTIMMUNG DER ACIDITAET 3.9 DIE PUFFERINTENSITAET DES CARBONATSYSTEMS UEBUNGSAUFGABEN WECHSELWIRKUNG WASSER - ATMOSPHAERE 4.1 EINLEITUNG 4.2 EINFACHE GASA/VASSERGLEICHGEWICHTE; BEDEUTUNG IN DER CHEMIE DES WOLKEN- WASSERS, DES REGENS UND DES NEBEL- 85 86 93 98 104 108 111 115 118 121 123 WASSERS 125 4.3 DIE GENESE EINES NEBELTROEPFCHENS 142 4.4 AEROSOLE 147 4.5 SAURE TRAUFE - SAURE SEEN 151 UEBUNGSAUFGABEN 154 ZUR ANWENDUNG THERMODYNAMISCHER DATEN UND DER KINETIK 5.1 EINLEITUNG THERMODYNAMISCHE DATEN 157 5.2 DAS GLEICHGEWICHTSMODELL 157 5.3 UMRECHNUNG VON GLEICHGEWICHTSKONSTANTEN AUF ANDERE TEMPERATUREN UND DRUCKE 163 5.4 KINETIK - EINLEITUNG 165 5.5 DIE REAKTIONSGESCHWINDIGKEIT 166 5.6 ELEMENTARREAKTIONEN 170 5.7 FALLBEISPIEL: DIE HYDRATISIERUNG DES CO 2 176 VI IMAGE 3 5.8 FALLBEISPIEL: KINETIK DER ABSORPTION VON C0 2 ; GAS-TRANSFER ATMOSPHAERE - WASSER 179 UEBUNGSAUFGABEN 183 APPENDIX: THERMODYNAMISCHE DATEN 185 KAPITEL 6 METALHONEN IN WAESSRIGER LOESUNG 6.1 EINLEITUNG 6.2 KOORDINATIONSCHEMIE UND IHRE BEDEUTUNG FUER DIE SPEZIIERUNG DER METALLIONEN IN NATUERLICHEN GEWAESSERN 6.3 SPEZIIERUNG UND ANALYTISCHE BESTIMMUNG 6.4 REGULIERUNG DER KONZENTRATION VON SCHWER- METALLEN IN SEEN UEBUNGSAUFGABEN KAPITEL 7 FAELLUNG UND AUFLOESUNG; DIE AKTIVITAET DER FESTEN PHASE 7.1 EINLEITUNG FAELLUNG UND AUFLOESUNG FESTER PHASEN ALS MECHANISMUS ZUR REGULIERUNG DER ZUSAMMENSETZUNG NATUERLICHER GEWAESSER 7.2 LOESLICHKEITSGIEICHGEWICHTE VON HYDROXIDEN UND CARBONATEN; EINFLUSS DER KOMPLEX- BILDUNG, PH-ABHAENGIGKEIT 7.3 WELCHE FESTE PHASE KONTROLLIERT DIE LOESLICH KEIT? 7.4 SIND FESTE PHASEN IM LOESLICHKEITSGLEICH- GEWICHT? 7.5 KINETIK DER NUKLEIERUNG UND AUFLOESUNG EINER FESTEN PHASE: BEISPIEL CALCIUM- CARBONAT UEBUNGSAUFGABEN KAPITEL 8 REDOX-PROZESSE 193 194 213 215 218 221 222 232 240 244 251 8.1 EINLEITUNG 253 8.2 DEFINITIONEN - OXIDATION UND REDUKTION 254 8.3 DER GLOBALE ELEKTRONENKREISLAUF (PHOTOSYNTHESE, RESPIRATION) 255 8.4 REDOX-GLEICHGEWICHTE UND REDOX-INTENSITAET 258 VII IMAGE 4 KAPITEL 9 KAPITEL 10 8.5 EINFACHE BERECHNUNGEN VON REDOX- GLEICHGEWICHTEN 265 8.6 KINETIK VON REDOX-PROZESSEN 27 8 8.7 OXIDATION DURCH SAUERSTOFF 287 8.8 PHOTOCHEMISCHE REDOX-PROZESSE 288 8.9 DURCH MIKROORGANISMEN KATALYSIERTE REDOX-PROZESSE 292 8.10 DIE MESSUNG DES REDOX-POTENTIALS IN NATUERLICHEN GEWAESSERN 296 8.11 GLASELEKTRODE; IONENSELEKTIVE ELEKTRODEN 300 UEBUNGSAUFGABEN 303 ORGANISCHER KOHLENSTOFF; WECHSELWIRKUNG ZWISCHEN LEBEWESEN UND ANORGANISCHER UMWELT 9.1 EINLEITUNG 305 9.2 ORGANISCHE VERBINDUNGEN ALS ELEKTROLYTE; HUMINSTOFFE ALS LIGANDEN 308 9.3 ORGANISCHES MATERIAL ALS REDUKTIONSMITTEL 318 9.4 DIE VERTEILUNG ORGANISCHER VERBINDUNGEN IN DER UMWELT 322 UEBUNGSAUFGABEN 328 GRENZFLAECHENCHEMIE 10.1 EINLEITUNG 331 10.2 WECHSELWIRKUNGEN AN DER GRENZFLAECHE FEST-WASSER 332 10.3 ADSORPTION AUS DER LOESUNG 333 10.4 PARTIKEL IN NATUERLICHEN GEWAESSERN 338 10.5 OXIDOBERFLAECHEN: SAEURE-BASE-REAKTIONEN, WECHSELWIRKUNG MIT KATIONEN UND ANIONEN 340 10.6 ELEKTRISCHE LADUNG AUF OBERFLAECHEN 10.7 OBERFLAECHENCHEMIE UND REAKTIVITAET; KINETIK DER AUFLOESUNG UND DER BILDUNG FESTER PHASEN 10.8 TONMINERALIEN; LONENAUSTAUSCH 10.9 KOLLOIDSTABILITAET UEBUNGSAUFGABEN INDEX 345 350 359 366 372 373 VIII IMAGE 1 INHALTSVERZEICHNIS VORWORT 1 KAPITEL 1 DIE CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG NATUERLICHER GEWAESSER 1.1 EINLEITUNG 5 1.2 VERWITTERUNGSPROZESSE 7 1.3 WECHSELWIRKUNGEN ZWISCHEN ORGANISMEN UND WASSER 8 1.4 DAS PUFFERSYSTEM NATUERLICHER GEWAESSER 11 1.5 WASSER UND SEINE EINZIGARTIGEN EIGEN- SCHAFTEN 17 1.6 EINE KURZE UEBERSICHT UEBER DIE HYDROGEO- CHEMISCHEN KREISLAEUFE 19 LITERATUR ALLGEMEIN 29 TABELLEN: KONZENTRATIONSEINHEITEN 32 PHYSIKALISCHE QUANTITAETEN 33 NUETZLICHE UMRECHNUNGSFAKTOREN 34 WICHTIGE KONSTANTEN 35 DAS ERDE - HYDROSPHAERE-SYSTEM 35 PERIODISCHE TABELLE DER ELEMENTE 36 KAPITEL 2 UEBUNGSAUFGABEN 37 SAEUREN UND BASEN 2.1 EINLEITUNG 39 2.2 SAEURE-BASE THEORIE 40 2.3 DIE STAERKE EINER SAEURE ODER BASE 43 2.4 ZUSAMMENGESETZTE ACIDITAETSKONSTANTE 46 2.5 GLEICHGEWICHTSRECHNUNGEN 47 TABLEAUX 51 2.6 PH A/S MASTERVARIABLE DOPPELT-LOGARITHMISCHE GRAPHISCHE AUF- TRAGUNG ZUR DARSTELLUNG UND LOESUNG VON GLEICHGEWICHTSPROBLEMEN 56 2.7 SAEURE-BASE-TITRATIONSKURVEN 67 2.8 SAEURE- UND BASEN-NEUTRALISIERUNGS- 70 /CAPAZ/FAEF 2.9 PH-UND AKTIVITAETSKONVENTIONEN 72 V IMAGE 2 2.10 SAURE ATMOSPHAERISCHE NIEDERSCHLAEGE UEBUNGSAUFGABEN KAPITEL 3 CARBONAT-GLEICHGEWICHTE 3.1 EINLEITUNG 3.2 DAS OFFENE SYSTEM - WASSER IM GLEICHGEWICHT MIT DEM CO 2 DER GASPHASE 3.3 DIE AUFLOESUNG VON CACO 3 (CALCIT) IM OFFENEN 82 KAPITEL 4 KAPITEL 5 SYSTEM 3.4 DAS GESCHLOSSENE CARBONATSYSTEM 3.5 ALKALINITAET UND ACIDITAET 3.6 GRUNDWASSER 3.7 ANALYTISCHE BESTIMMUNG DER ALKALINITAET 3.8 BESTIMMUNG DER ACIDITAET 3.9 DIE PUFFERINTENSITAET DES CARBONATSYSTEMS UEBUNGSAUFGABEN WECHSELWIRKUNG WASSER - ATMOSPHAERE 4.1 EINLEITUNG 4.2 EINFACHE GASA/VASSERGLEICHGEWICHTE; BEDEUTUNG IN DER CHEMIE DES WOLKEN- WASSERS, DES REGENS UND DES NEBEL- 85 86 93 98 104 108 111 115 118 121 123 WASSERS 125 4.3 DIE GENESE EINES NEBELTROEPFCHENS 142 4.4 AEROSOLE 147 4.5 SAURE TRAUFE - SAURE SEEN 151 UEBUNGSAUFGABEN 154 ZUR ANWENDUNG THERMODYNAMISCHER DATEN UND DER KINETIK 5.1 EINLEITUNG THERMODYNAMISCHE DATEN 157 5.2 DAS GLEICHGEWICHTSMODELL 157 5.3 UMRECHNUNG VON GLEICHGEWICHTSKONSTANTEN AUF ANDERE TEMPERATUREN UND DRUCKE 163 5.4 KINETIK - EINLEITUNG 165 5.5 DIE REAKTIONSGESCHWINDIGKEIT 166 5.6 ELEMENTARREAKTIONEN 170 5.7 FALLBEISPIEL: DIE HYDRATISIERUNG DES CO 2 176 VI IMAGE 3 5.8 FALLBEISPIEL: KINETIK DER ABSORPTION VON C0 2 ; GAS-TRANSFER ATMOSPHAERE - WASSER 179 UEBUNGSAUFGABEN 183 APPENDIX: THERMODYNAMISCHE DATEN 185 KAPITEL 6 METALHONEN IN WAESSRIGER LOESUNG 6.1 EINLEITUNG 6.2 KOORDINATIONSCHEMIE UND IHRE BEDEUTUNG FUER DIE SPEZIIERUNG DER METALLIONEN IN NATUERLICHEN GEWAESSERN 6.3 SPEZIIERUNG UND ANALYTISCHE BESTIMMUNG 6.4 REGULIERUNG DER KONZENTRATION VON SCHWER- METALLEN IN SEEN UEBUNGSAUFGABEN KAPITEL 7 FAELLUNG UND AUFLOESUNG; DIE AKTIVITAET DER FESTEN PHASE 7.1 EINLEITUNG FAELLUNG UND AUFLOESUNG FESTER PHASEN ALS MECHANISMUS ZUR REGULIERUNG DER ZUSAMMENSETZUNG NATUERLICHER GEWAESSER 7.2 LOESLICHKEITSGIEICHGEWICHTE VON HYDROXIDEN UND CARBONATEN; EINFLUSS DER KOMPLEX- BILDUNG, PH-ABHAENGIGKEIT 7.3 WELCHE FESTE PHASE KONTROLLIERT DIE LOESLICH KEIT? 7.4 SIND FESTE PHASEN IM LOESLICHKEITSGLEICH- GEWICHT? 7.5 KINETIK DER NUKLEIERUNG UND AUFLOESUNG EINER FESTEN PHASE: BEISPIEL CALCIUM- CARBONAT UEBUNGSAUFGABEN KAPITEL 8 REDOX-PROZESSE 193 194 213 215 218 221 222 232 240 244 251 8.1 EINLEITUNG 253 8.2 DEFINITIONEN - OXIDATION UND REDUKTION 254 8.3 DER GLOBALE ELEKTRONENKREISLAUF (PHOTOSYNTHESE, RESPIRATION) 255 8.4 REDOX-GLEICHGEWICHTE UND REDOX-INTENSITAET 258 VII IMAGE 4 KAPITEL 9 KAPITEL 10 8.5 EINFACHE BERECHNUNGEN VON REDOX- GLEICHGEWICHTEN 265 8.6 KINETIK VON REDOX-PROZESSEN 27 8 8.7 OXIDATION DURCH SAUERSTOFF 287 8.8 PHOTOCHEMISCHE REDOX-PROZESSE 288 8.9 DURCH MIKROORGANISMEN KATALYSIERTE REDOX-PROZESSE 292 8.10 DIE MESSUNG DES REDOX-POTENTIALS IN NATUERLICHEN GEWAESSERN 296 8.11 GLASELEKTRODE; IONENSELEKTIVE ELEKTRODEN 300 UEBUNGSAUFGABEN 303 ORGANISCHER KOHLENSTOFF; WECHSELWIRKUNG ZWISCHEN LEBEWESEN UND ANORGANISCHER UMWELT 9.1 EINLEITUNG 305 9.2 ORGANISCHE VERBINDUNGEN ALS ELEKTROLYTE; HUMINSTOFFE ALS LIGANDEN 308 9.3 ORGANISCHES MATERIAL ALS REDUKTIONSMITTEL 318 9.4 DIE VERTEILUNG ORGANISCHER VERBINDUNGEN IN DER UMWELT 322 UEBUNGSAUFGABEN 328 GRENZFLAECHENCHEMIE 10.1 EINLEITUNG 331 10.2 WECHSELWIRKUNGEN AN DER GRENZFLAECHE FEST-WASSER 332 10.3 ADSORPTION AUS DER LOESUNG 333 10.4 PARTIKEL IN NATUERLICHEN GEWAESSERN 338 10.5 OXIDOBERFLAECHEN: SAEURE-BASE-REAKTIONEN, WECHSELWIRKUNG MIT KATIONEN UND ANIONEN 340 10.6 ELEKTRISCHE LADUNG AUF OBERFLAECHEN 10.7 OBERFLAECHENCHEMIE UND REAKTIVITAET; KINETIK DER AUFLOESUNG UND DER BILDUNG FESTER PHASEN 10.8 TONMINERALIEN; LONENAUSTAUSCH 10.9 KOLLOIDSTABILITAET UEBUNGSAUFGABEN INDEX 345 350 359 366 372 373 VIII IMAGE 1 INHALTSVERZEICHNIS VORWORT 1 KAPITEL 1 DIE CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG NATUERLICHER GEWAESSER 1.1 EINLEITUNG 5 1.2 VERWITTERUNGSPROZESSE 7 1.3 WECHSELWIRKUNGEN ZWISCHEN ORGANISMEN UND WASSER 8 1.4 DAS PUFFERSYSTEM NATUERLICHER GEWAESSER 11 1.5 WASSER UND SEINE EINZIGARTIGEN EIGEN- SCHAFTEN 17 1.6 EINE KURZE UEBERSICHT UEBER DIE HYDROGEO- CHEMISCHEN KREISLAEUFE 19 LITERATUR ALLGEMEIN 29 TABELLEN: KONZENTRATIONSEINHEITEN 32 PHYSIKALISCHE QUANTITAETEN 33 NUETZLICHE UMRECHNUNGSFAKTOREN 34 WICHTIGE KONSTANTEN 35 DAS ERDE - HYDROSPHAERE-SYSTEM 35 PERIODISCHE TABELLE DER ELEMENTE 36 KAPITEL 2 UEBUNGSAUFGABEN 37 SAEUREN UND BASEN 2.1 EINLEITUNG 39 2.2 SAEURE-BASE THEORIE 40 2.3 DIE STAERKE EINER SAEURE ODER BASE 43 2.4 ZUSAMMENGESETZTE ACIDITAETSKONSTANTE 46 2.5 GLEICHGEWICHTSRECHNUNGEN 47 TABLEAUX 51 2.6 PH A/S MASTERVARIABLE DOPPELT-LOGARITHMISCHE GRAPHISCHE AUF- TRAGUNG ZUR DARSTELLUNG UND LOESUNG VON GLEICHGEWICHTSPROBLEMEN 56 2.7 SAEURE-BASE-TITRATIONSKURVEN 67 2.8 SAEURE- UND BASEN-NEUTRALISIERUNGS- 70 /CAPAZ/FAEF 2.9 PH-UND AKTIVITAETSKONVENTIONEN 72 V IMAGE 2 2.10 SAURE ATMOSPHAERISCHE NIEDERSCHLAEGE UEBUNGSAUFGABEN KAPITEL 3 CARBONAT-GLEICHGEWICHTE 3.1 EINLEITUNG 3.2 DAS OFFENE SYSTEM - WASSER IM GLEICHGEWICHT MIT DEM CO 2 DER GASPHASE 3.3 DIE AUFLOESUNG VON CACO 3 (CALCIT) IM OFFENEN 82 KAPITEL 4 KAPITEL 5 SYSTEM 3.4 DAS GESCHLOSSENE CARBONATSYSTEM 3.5 ALKALINITAET UND ACIDITAET 3.6 GRUNDWASSER 3.7 ANALYTISCHE BESTIMMUNG DER ALKALINITAET 3.8 BESTIMMUNG DER ACIDITAET 3.9 DIE PUFFERINTENSITAET DES CARBONATSYSTEMS UEBUNGSAUFGABEN WECHSELWIRKUNG WASSER - ATMOSPHAERE 4.1 EINLEITUNG 4.2 EINFACHE GASA/VASSERGLEICHGEWICHTE; BEDEUTUNG IN DER CHEMIE DES WOLKEN- WASSERS, DES REGENS UND DES NEBEL- 85 86 93 98 104 108 111 115 118 121 123 WASSERS 125 4.3 DIE GENESE EINES NEBELTROEPFCHENS 142 4.4 AEROSOLE 147 4.5 SAURE TRAUFE - SAURE SEEN 151 UEBUNGSAUFGABEN 154 ZUR ANWENDUNG THERMODYNAMISCHER DATEN UND DER KINETIK 5.1 EINLEITUNG THERMODYNAMISCHE DATEN 157 5.2 DAS GLEICHGEWICHTSMODELL 157 5.3 UMRECHNUNG VON GLEICHGEWICHTSKONSTANTEN AUF ANDERE TEMPERATUREN UND DRUCKE 163 5.4 KINETIK - EINLEITUNG 165 5.5 DIE REAKTIONSGESCHWINDIGKEIT 166 5.6 ELEMENTARREAKTIONEN 170 5.7 FALLBEISPIEL: DIE HYDRATISIERUNG DES CO 2 176 VI IMAGE 3 5.8 FALLBEISPIEL: KINETIK DER ABSORPTION VON C0 2 ; GAS-TRANSFER ATMOSPHAERE - WASSER 179 UEBUNGSAUFGABEN 183 APPENDIX: THERMODYNAMISCHE DATEN 185 KAPITEL 6 METALHONEN IN WAESSRIGER LOESUNG 6.1 EINLEITUNG 6.2 KOORDINATIONSCHEMIE UND IHRE BEDEUTUNG FUER DIE SPEZIIERUNG DER METALLIONEN IN NATUERLICHEN GEWAESSERN 6.3 SPEZIIERUNG UND ANALYTISCHE BESTIMMUNG 6.4 REGULIERUNG DER KONZENTRATION VON SCHWER- METALLEN IN SEEN UEBUNGSAUFGABEN KAPITEL 7 FAELLUNG UND AUFLOESUNG; DIE AKTIVITAET DER FESTEN PHASE 7.1 EINLEITUNG FAELLUNG UND AUFLOESUNG FESTER PHASEN ALS MECHANISMUS ZUR REGULIERUNG DER ZUSAMMENSETZUNG NATUERLICHER GEWAESSER 7.2 LOESLICHKEITSGIEICHGEWICHTE VON HYDROXIDEN UND CARBONATEN; EINFLUSS DER KOMPLEX- BILDUNG, PH-ABHAENGIGKEIT 7.3 WELCHE FESTE PHASE KONTROLLIERT DIE LOESLICH KEIT? 7.4 SIND FESTE PHASEN IM LOESLICHKEITSGLEICH- GEWICHT? 7.5 KINETIK DER NUKLEIERUNG UND AUFLOESUNG EINER FESTEN PHASE: BEISPIEL CALCIUM- CARBONAT UEBUNGSAUFGABEN KAPITEL 8 REDOX-PROZESSE 193 194 213 215 218 221 222 232 240 244 251 8.1 EINLEITUNG 253 8.2 DEFINITIONEN - OXIDATION UND REDUKTION 254 8.3 DER GLOBALE ELEKTRONENKREISLAUF (PHOTOSYNTHESE, RESPIRATION) 255 8.4 REDOX-GLEICHGEWICHTE UND REDOX-INTENSITAET 258 VII IMAGE 4 KAPITEL 9 KAPITEL 10 8.5 EINFACHE BERECHNUNGEN VON REDOX- GLEICHGEWICHTEN 265 8.6 KINETIK VON REDOX-PROZESSEN 27 8 8.7 OXIDATION DURCH SAUERSTOFF 287 8.8 PHOTOCHEMISCHE REDOX-PROZESSE 288 8.9 DURCH MIKROORGANISMEN KATALYSIERTE REDOX-PROZESSE 292 8.10 DIE MESSUNG DES REDOX-POTENTIALS IN NATUERLICHEN GEWAESSERN 296 8.11 GLASELEKTRODE; IONENSELEKTIVE ELEKTRODEN 300 UEBUNGSAUFGABEN 303 ORGANISCHER KOHLENSTOFF; WECHSELWIRKUNG ZWISCHEN LEBEWESEN UND ANORGANISCHER UMWELT 9.1 EINLEITUNG 305 9.2 ORGANISCHE VERBINDUNGEN ALS ELEKTROLYTE; HUMINSTOFFE ALS LIGANDEN 308 9.3 ORGANISCHES MATERIAL ALS REDUKTIONSMITTEL 318 9.4 DIE VERTEILUNG ORGANISCHER VERBINDUNGEN IN DER UMWELT 322 UEBUNGSAUFGABEN 328 GRENZFLAECHENCHEMIE 10.1 EINLEITUNG 331 10.2 WECHSELWIRKUNGEN AN DER GRENZFLAECHE FEST-WASSER 332 10.3 ADSORPTION AUS DER LOESUNG 333 10.4 PARTIKEL IN NATUERLICHEN GEWAESSERN 338 10.5 OXIDOBERFLAECHEN: SAEURE-BASE-REAKTIONEN, WECHSELWIRKUNG MIT KATIONEN UND ANIONEN 340 10.6 ELEKTRISCHE LADUNG AUF OBERFLAECHEN 10.7 OBERFLAECHENCHEMIE UND REAKTIVITAET; KINETIK DER AUFLOESUNG UND DER BILDUNG FESTER PHASEN 10.8 TONMINERALIEN; LONENAUSTAUSCH 10.9 KOLLOIDSTABILITAET UEBUNGSAUFGABEN INDEX 345 350 359 366 372 373 VIII IMAGE 1 INHALTSVERZEICHNIS VORWORT 1 KAPITEL 1 DIE CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG NATUERLICHER GEWAESSER 1.1 EINLEITUNG 5 1.2 VERWITTERUNGSPROZESSE 7 1.3 WECHSELWIRKUNGEN ZWISCHEN ORGANISMEN UND WASSER 8 1.4 DAS PUFFERSYSTEM NATUERLICHER GEWAESSER 11 1.5 WASSER UND SEINE EINZIGARTIGEN EIGEN- SCHAFTEN 17 1.6 EINE KURZE UEBERSICHT UEBER DIE HYDROGEO- CHEMISCHEN KREISLAEUFE 19 LITERATUR ALLGEMEIN 29 TABELLEN: KONZENTRATIONSEINHEITEN 32 PHYSIKALISCHE QUANTITAETEN 33 NUETZLICHE UMRECHNUNGSFAKTOREN 34 WICHTIGE KONSTANTEN 35 DAS ERDE - HYDROSPHAERE-SYSTEM 35 PERIODISCHE TABELLE DER ELEMENTE 36 KAPITEL 2 UEBUNGSAUFGABEN 37 SAEUREN UND BASEN 2.1 EINLEITUNG 39 2.2 SAEURE-BASE THEORIE 40 2.3 DIE STAERKE EINER SAEURE ODER BASE 43 2.4 ZUSAMMENGESETZTE ACIDITAETSKONSTANTE 46 2.5 GLEICHGEWICHTSRECHNUNGEN 47 TABLEAUX 51 2.6 PH A/S MASTERVARIABLE DOPPELT-LOGARITHMISCHE GRAPHISCHE AUF- TRAGUNG ZUR DARSTELLUNG UND LOESUNG VON GLEICHGEWICHTSPROBLEMEN 56 2.7 SAEURE-BASE-TITRATIONSKURVEN 67 2.8 SAEURE- UND BASEN-NEUTRALISIERUNGS- 70 /CAPAZ/FAEF 2.9 PH-UND AKTIVITAETSKONVENTIONEN 72 V IMAGE 2 2.10 SAURE ATMOSPHAERISCHE NIEDERSCHLAEGE UEBUNGSAUFGABEN KAPITEL 3 CARBONAT-GLEICHGEWICHTE 3.1 EINLEITUNG 3.2 DAS OFFENE SYSTEM - WASSER IM GLEICHGEWICHT MIT DEM CO 2 DER GASPHASE 3.3 DIE AUFLOESUNG VON CACO 3 (CALCIT) IM OFFENEN 82 KAPITEL 4 KAPITEL 5 SYSTEM 3.4 DAS GESCHLOSSENE CARBONATSYSTEM 3.5 ALKALINITAET UND ACIDITAET 3.6 GRUNDWASSER 3.7 ANALYTISCHE BESTIMMUNG DER ALKALINITAET 3.8 BESTIMMUNG DER ACIDITAET 3.9 DIE PUFFERINTENSITAET DES CARBONATSYSTEMS UEBUNGSAUFGABEN WECHSELWIRKUNG WASSER - ATMOSPHAERE 4.1 EINLEITUNG 4.2 EINFACHE GASA/VASSERGLEICHGEWICHTE; BEDEUTUNG IN DER CHEMIE DES WOLKEN- WASSERS, DES REGENS UND DES NEBEL- 85 86 93 98 104 108 111 115 118 121 123 WASSERS 125 4.3 DIE GENESE EINES NEBELTROEPFCHENS 142 4.4 AEROSOLE 147 4.5 SAURE TRAUFE - SAURE SEEN 151 UEBUNGSAUFGABEN 154 ZUR ANWENDUNG THERMODYNAMISCHER DATEN UND DER KINETIK 5.1 EINLEITUNG THERMODYNAMISCHE DATEN 157 5.2 DAS GLEICHGEWICHTSMODELL 157 5.3 UMRECHNUNG VON GLEICHGEWICHTSKONSTANTEN AUF ANDERE TEMPERATUREN UND DRUCKE 163 5.4 KINETIK - EINLEITUNG 165 5.5 DIE REAKTIONSGESCHWINDIGKEIT 166 5.6 ELEMENTARREAKTIONEN 170 5.7 FALLBEISPIEL: DIE HYDRATISIERUNG DES CO 2 176 VI IMAGE 3 5.8 FALLBEISPIEL: KINETIK DER ABSORPTION VON C0 2 ; GAS-TRANSFER ATMOSPHAERE - WASSER 179 UEBUNGSAUFGABEN 183 APPENDIX: THERMODYNAMISCHE DATEN 185 KAPITEL 6 METALHONEN IN WAESSRIGER LOESUNG 6.1 EINLEITUNG 6.2 KOORDINATIONSCHEMIE UND IHRE BEDEUTUNG FUER DIE SPEZIIERUNG DER METALLIONEN IN NATUERLICHEN GEWAESSERN 6.3 SPEZIIERUNG UND ANALYTISCHE BESTIMMUNG 6.4 REGULIERUNG DER KONZENTRATION VON SCHWER- METALLEN IN SEEN UEBUNGSAUFGABEN KAPITEL 7 FAELLUNG UND AUFLOESUNG; DIE AKTIVITAET DER FESTEN PHASE 7.1 EINLEITUNG FAELLUNG UND AUFLOESUNG FESTER PHASEN ALS MECHANISMUS ZUR REGULIERUNG DER ZUSAMMENSETZUNG NATUERLICHER GEWAESSER 7.2 LOESLICHKEITSGIEICHGEWICHTE VON HYDROXIDEN UND CARBONATEN; EINFLUSS DER KOMPLEX- BILDUNG, PH-ABHAENGIGKEIT 7.3 WELCHE FESTE PHASE KONTROLLIERT DIE LOESLICH KEIT? 7.4 SIND FESTE PHASEN IM LOESLICHKEITSGLEICH- GEWICHT? 7.5 KINETIK DER NUKLEIERUNG UND AUFLOESUNG EINER FESTEN PHASE: BEISPIEL CALCIUM- CARBONAT UEBUNGSAUFGABEN KAPITEL 8 REDOX-PROZESSE 193 194 213 215 218 221 222 232 240 244 251 8.1 EINLEITUNG 253 8.2 DEFINITIONEN - OXIDATION UND REDUKTION 254 8.3 DER GLOBALE ELEKTRONENKREISLAUF (PHOTOSYNTHESE, RESPIRATION) 255 8.4 REDOX-GLEICHGEWICHTE UND REDOX-INTENSITAET 258 VII IMAGE 4 KAPITEL 9 KAPITEL 10 8.5 EINFACHE BERECHNUNGEN VON REDOX- GLEICHGEWICHTEN 265 8.6 KINETIK VON REDOX-PROZESSEN 27 8 8.7 OXIDATION DURCH SAUERSTOFF 287 8.8 PHOTOCHEMISCHE REDOX-PROZESSE 288 8.9 DURCH MIKROORGANISMEN KATALYSIERTE REDOX-PROZESSE 292 8.10 DIE MESSUNG DES REDOX-POTENTIALS IN NATUERLICHEN GEWAESSERN 296 8.11 GLASELEKTRODE; IONENSELEKTIVE ELEKTRODEN 300 UEBUNGSAUFGABEN 303 ORGANISCHER KOHLENSTOFF; WECHSELWIRKUNG ZWISCHEN LEBEWESEN UND ANORGANISCHER UMWELT 9.1 EINLEITUNG 305 9.2 ORGANISCHE VERBINDUNGEN ALS ELEKTROLYTE; HUMINSTOFFE ALS LIGANDEN 308 9.3 ORGANISCHES MATERIAL ALS REDUKTIONSMITTEL 318 9.4 DIE VERTEILUNG ORGANISCHER VERBINDUNGEN IN DER UMWELT 322 UEBUNGSAUFGABEN 328 GRENZFLAECHENCHEMIE 10.1 EINLEITUNG 331 10.2 WECHSELWIRKUNGEN AN DER GRENZFLAECHE FEST-WASSER 332 10.3 ADSORPTION AUS DER LOESUNG 333 10.4 PARTIKEL IN NATUERLICHEN GEWAESSERN 338 10.5 OXIDOBERFLAECHEN: SAEURE-BASE-REAKTIONEN, WECHSELWIRKUNG MIT KATIONEN UND ANIONEN 340 10.6 ELEKTRISCHE LADUNG AUF OBERFLAECHEN 10.7 OBERFLAECHENCHEMIE UND REAKTIVITAET; KINETIK DER AUFLOESUNG UND DER BILDUNG FESTER PHASEN 10.8 TONMINERALIEN; LONENAUSTAUSCH 10.9 KOLLOIDSTABILITAET UEBUNGSAUFGABEN INDEX 345 350 359 366 372 373 VIII IMAGE 1 INHALTSVERZEICHNIS VORWORT 1 KAPITEL 1 DIE CHEMISCHE ZUSAMMENSETZUNG NATUERLICHER GEWAESSER 1.1 EINLEITUNG 5 1.2 VERWITTERUNGSPROZESSE 7 1.3 WECHSELWIRKUNGEN ZWISCHEN ORGANISMEN UND WASSER 8 1.4 DAS PUFFERSYSTEM NATUERLICHER GEWAESSER 11 1.5 WASSER UND SEINE EINZIGARTIGEN EIGEN- SCHAFTEN 17 1.6 EINE KURZE UEBERSICHT UEBER DIE HYDROGEO- CHEMISCHEN KREISLAEUFE 19 LITERATUR ALLGEMEIN 29 TABELLEN: KONZENTRATIONSEINHEITEN 32 PHYSIKALISCHE QUANTITAETEN 33 NUETZLICHE UMRECHNUNGSFAKTOREN 34 WICHTIGE KONSTANTEN 35 DAS ERDE - HYDROSPHAERE-SYSTEM 35 PERIODISCHE TABELLE DER ELEMENTE 36 KAPITEL 2 UEBUNGSAUFGABEN 37 SAEUREN UND BASEN 2.1 EINLEITUNG 39 2.2 SAEURE-BASE THEORIE 40 2.3 DIE STAERKE EINER SAEURE ODER BASE 43 2.4 ZUSAMMENGESETZTE ACIDITAETSKONSTANTE 46 2.5 GLEICHGEWICHTSRECHNUNGEN 47 TABLEAUX 51 2.6 PH A/S MASTERVARIABLE DOPPELT-LOGARITHMISCHE GRAPHISCHE AUF- TRAGUNG ZUR DARSTELLUNG UND LOESUNG VON GLEICHGEWICHTSPROBLEMEN 56 2.7 SAEURE-BASE-TITRATIONSKURVEN 67 2.8 SAEURE- UND BASEN-NEUTRALISIERUNGS- 70 /CAPAZ/FAEF 2.9 PH-UND AKTIVITAETSKONVENTIONEN 72 V IMAGE 2 2.10 SAURE ATMOSPHAERISCHE NIEDERSCHLAEGE UEBUNGSAUFGABEN KAPITEL 3 CARBONAT-GLEICHGEWICHTE 3.1 EINLEITUNG 3.2 DAS OFFENE SYSTEM - WASSER IM GLEICHGEWICHT MIT DEM CO 2 DER GASPHASE 3.3 DIE AUFLOESUNG VON CACO 3 (CALCIT) IM OFFENEN 82 KAPITEL 4 KAPITEL 5 SYSTEM 3.4 DAS GESCHLOSSENE CARBONATSYSTEM 3.5 ALKALINITAET UND ACIDITAET 3.6 GRUNDWASSER 3.7 ANALYTISCHE BESTIMMUNG DER ALKALINITAET 3.8 BESTIMMUNG DER ACIDITAET 3.9 DIE PUFFERINTENSITAET DES CARBONATSYSTEMS UEBUNGSAUFGABEN WECHSELWIRKUNG WASSER - ATMOSPHAERE 4.1 EINLEITUNG 4.2 EINFACHE GASA/VASSERGLEICHGEWICHTE; BEDEUTUNG IN DER CHEMIE DES WOLKEN- WASSERS, DES REGENS UND DES NEBEL- 85 86 93 98 104 108 111 115 118 121 123 WASSERS 125 4.3 DIE GENESE EINES NEBELTROEPFCHENS 142 4.4 AEROSOLE 147 4.5 SAURE TRAUFE - SAURE SEEN 151 UEBUNGSAUFGABEN 154 ZUR ANWENDUNG THERMODYNAMISCHER DATEN UND DER KINETIK 5.1 EINLEITUNG THERMODYNAMISCHE DATEN 157 5.2 DAS GLEICHGEWICHTSMODELL 157 5.3 UMRECHNUNG VON GLEICHGEWICHTSKONSTANTEN AUF ANDERE TEMPERATUREN UND DRUCKE 163 5.4 KINETIK - EINLEITUNG 165 5.5 DIE REAKTIONSGESCHWINDIGKEIT 166 5.6 ELEMENTARREAKTIONEN 170 5.7 FALLBEISPIEL: DIE HYDRATISIERUNG DES CO 2 176 VI IMAGE 3 5.8 FALLBEISPIEL: KINETIK DER ABSORPTION VON C0 2 ; GAS-TRANSFER ATMOSPHAERE - WASSER 179 UEBUNGSAUFGABEN 183 APPENDIX: THERMODYNAMISCHE DATEN 185 KAPITEL 6 METALHONEN IN WAESSRIGER LOESUNG 6.1 EINLEITUNG 6.2 KOORDINATIONSCHEMIE UND IHRE BEDEUTUNG FUER DIE SPEZIIERUNG DER METALLIONEN IN NATUERLICHEN GEWAESSERN 6.3 SPEZIIERUNG UND ANALYTISCHE BESTIMMUNG 6.4 REGULIERUNG DER KONZENTRATION VON SCHWER- METALLEN IN SEEN UEBUNGSAUFGABEN KAPITEL 7 FAELLUNG UND AUFLOESUNG; DIE AKTIVITAET DER FESTEN PHASE 7.1 EINLEITUNG FAELLUNG UND AUFLOESUNG FESTER PHASEN ALS MECHANISMUS ZUR REGULIERUNG DER ZUSAMMENSETZUNG NATUERLICHER GEWAESSER 7.2 LOESLICHKEITSGIEICHGEWICHTE VON HYDROXIDEN UND CARBONATEN; EINFLUSS DER KOMPLEX- BILDUNG, PH-ABHAENGIGKEIT 7.3 WELCHE FESTE PHASE KONTROLLIERT DIE LOESLICH KEIT? 7.4 SIND FESTE PHASEN IM LOESLICHKEITSGLEICH- GEWICHT? 7.5 KINETIK DER NUKLEIERUNG UND AUFLOESUNG EINER FESTEN PHASE: BEISPIEL CALCIUM- CARBONAT UEBUNGSAUFGABEN KAPITEL 8 REDOX-PROZESSE 193 194 213 215 218 221 222 232 240 244 251 8.1 EINLEITUNG 253 8.2 DEFINITIONEN - OXIDATION UND REDUKTION 254 8.3 DER GLOBALE ELEKTRONENKREISLAUF (PHOTOSYNTHESE, RESPIRATION) 255 8.4 REDOX-GLEICHGEWICHTE UND REDOX-INTENSITAET 258 VII IMAGE 4 KAPITEL 9 KAPITEL 10 8.5 EINFACHE BERECHNUNGEN VON REDOX- GLEICHGEWICHTEN 265 8.6 KINETIK VON REDOX-PROZESSEN 27 8 8.7 OXIDATION DURCH SAUERSTOFF 287 8.8 PHOTOCHEMISCHE REDOX-PROZESSE 288 8.9 DURCH MIKROORGANISMEN KATALYSIERTE REDOX-PROZESSE 292 8.10 DIE MESSUNG DES REDOX-POTENTIALS IN NATUERLICHEN GEWAESSERN 296 8.11 GLASELEKTRODE; IONENSELEKTIVE ELEKTRODEN 300 UEBUNGSAUFGABEN 303 ORGANISCHER KOHLENSTOFF; WECHSELWIRKUNG ZWISCHEN LEBEWESEN UND ANORGANISCHER UMWELT 9.1 EINLEITUNG 305 9.2 ORGANISCHE VERBINDUNGEN ALS ELEKTROLYTE; HUMINSTOFFE ALS LIGANDEN 308 9.3 ORGANISCHES MATERIAL ALS REDUKTIONSMITTEL 318 9.4 DIE VERTEILUNG ORGANISCHER VERBINDUNGEN IN DER UMWELT 322 UEBUNGSAUFGABEN 328 GRENZFLAECHENCHEMIE 10.1 EINLEITUNG 331 10.2 WECHSELWIRKUNGEN AN DER GRENZFLAECHE FEST-WASSER 332 10.3 ADSORPTION AUS DER LOESUNG 333 10.4 PARTIKEL IN NATUERLICHEN GEWAESSERN 338 10.5 OXIDOBERFLAECHEN: SAEURE-BASE-REAKTIONEN, WECHSELWIRKUNG MIT KATIONEN UND ANIONEN 340 10.6 ELEKTRISCHE LADUNG AUF OBERFLAECHEN 10.7 OBERFLAECHENCHEMIE UND REAKTIVITAET; KINETIK DER AUFLOESUNG UND DER BILDUNG FESTER PHASEN 10.8 TONMINERALIEN; LONENAUSTAUSCH 10.9 KOLLOIDSTABILITAET UEBUNGSAUFGABEN INDEX 345 350 359 366 372 373 VIII
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