| Aquatische Chemie | 1 |
|---|
| Impressum | 2 |
|---|
| Vorwort | 3 |
|---|
| Inhalt | 5 |
|---|
| 1 Einfu?hrung in die chemische Zusammensetzung natu?rlicher Gewässer | 19 |
|---|
| 1.1 Gewässer als Ökosysteme | 19 |
| 1.2 Globaler Wasserkreislauf | 20 |
| 1.3 Chemische Prozesse in den Gewässern | 21 |
| 1.4 Typische Zusammensetzung verschiedener Gewässer | 28 |
| 1.5 Wasser und seine einzigartigen Eigenschaften | 31 |
| 1.6 Wichtige Reaktionstypen in Gewässern | 34 |
| Literatur | 35 |
| Übungen | 37 |
| Anhang Kapitel 1: Einheiten und Konstanten | 38 |
| 2 Säuren und Basen | 43 |
|---|
| 2.1 Einleitung | 43 |
| 2.2 Säure-Base-Theorie | 44 |
| 2.3 Die Stärke einer Säure oder Base | 46 |
| 2.4 Konzentrationen der einzelnen Spezies als Funktion des pH | 51 |
| 2.5 Gleichgewichtsberechnungen | 52 |
| 2.6 pH als Mastervariable: grafische Lösung von Gleichgewichtsproblemen | 60 |
| 2.7 Säure-Base-Titrationskurven | 71 |
| 2.8 Säure- und Basen-Neutralisierungskapazität | 75 |
| 2.9 pH- und Aktivitätskonventionen | 75 |
| 2.10 Saure atmosphärische Niederschläge | 81 |
| Weitergehende Literatur | 87 |
| Übungen | 87 |
| 3 Carbonatgleichgewichte | 91 |
|---|
| 3.1 Carbonatgleichgewichte als Puffersystem der Gewässer | 91 |
| 3.2 Offenes und geschlossenes Carbonatsystem | Modellsysteme |
| 3.3 Alkalinität und Acidität | 106 |
| 3.4 Pufferintensität des Carbonatsystems | 111 |
| 3.5 Analytische Bestimmung der Alkalinität und der Acidität | 113 |
| Weiterfu?hrende Literatur | 119 |
| Übungen | 120 |
| 4 Wechselwirkung Wasser–Atmosphäre | 123 |
|---|
| 4.1 Einleitung | 123 |
| 4.2 Einfache Gas/Wasser-Gleichgewichte | Bedeutung in der Chemie des Wolkenwassers, des Regens und des Nebelwassers |
| 4.3 Die Genese eines Nebeltröpfchens | 142 |
| 4.4 Aerosole | 147 |
| 4.5 Ansäuerung und Erholung von Gewässern | 149 |
| Weiterfu?hrende Literatur | 153 |
| Übungen | 154 |
| 5 Anwendung thermodynamischer Daten und kinetischer Grundlagen | 157 |
|---|
| 5.1 Thermodynamische Daten | 157 |
| 5.2 Freie Reaktionsenthalpie, chemisches Potenzial und chemisches Gleichgewicht | 157 |
| 5.3 Umrechnung von Gleichgewichtskonstanten auf andere Temperaturen und Drucke | 164 |
| 5.4 Kinetische Grundlagen | 165 |
| 5.5 Elementarreaktionen | 171 |
| 5.7 Theorie des Übergangszustandes | der aktivierte Komplex |
| 5.8 Fallbeispiel: Die Hydratisierung des CO2 | 181 |
| 5.9 Fallbeispiel: Kinetik der Absorption von CO2 | Gas-Transfer Atmosphäre–Wasser |
| Weiterfu?hrende Literatur | 188 |
| Übungen | 189 |
| 6 Metallionen in wässriger Lösung | 191 |
|---|
| 6.1 Einleitung | 191 |
| 6.2 Koordinationschemie und ihre Bedeutung fu?r die Speziierung der Metallionen in natu?rlichen Gewässern | 192 |
| 6.3 Gleichgewichtsberechnungen der Speziierung von Metallionen | 199 |
| 6.4 Einfache Modelle der Speziierung von Metallen in natu?rlichen Gewässern | 206 |
| 6.5 Komplexbildung mit Humin- und Fulvinsäuren | 209 |
| 6.6 Komplexbildung mit Kolloiden und Partikeln | 214 |
| 6.7 Löslichkeit von Metallen | 214 |
| 6.8 Kinetik der Komplexbildung | 214 |
| 6.9 Speziierung und analytische Bestimmung | 218 |
| 6.10 Wechselwirkungen von Metallen mit Algen | 220 |
| Weiterfu?hrende Literatur | 226 |
| Übungen | 226 |
| 7 Fällung und Auflösung fester Phasen | 231 |
|---|
| 7.1 Fällung und Auflösung fester Phasen als Mechanismus zur Regulierung der Zusammensetzung natu?rlicher Gewässer | 231 |
| 7.2 Löslichkeitsgleichgewichte von Hydroxiden | 234 |
| 7.3 Löslichkeitsgleichgewichte von Carbonaten | 236 |
| 7.4 Löslichkeit von Sulfiden | 242 |
| 7.5 Löslichkeit von SiO2 und Silikaten | 244 |
| 7.6 Abhängigkeit der Löslichkeit von Temperatur, Ionenstärke, Druck, Grösse der Partikel | 249 |
| 7.7 Welche feste Phase kontrolliert die Löslichkeit? | 250 |
| 7.8 Sind feste Phasen im Löslichkeitsgleichgewicht? | 260 |
| 7.9 Kinetik der Nukleierung und Auflösung fester Phase | 263 |
| Weiterfu?hrende Literatur | 267 |
| Übungen | 267 |
| 8 Redoxprozesse | 269 |
|---|
| 8.1 Einleitung | 269 |
| 8.2 Definitionen – Oxidation und Reduktion | 270 |
| 8.3 Der globale Elektronenkreislauf (Fotosynthese, Respiration) | 272 |
| 8.4 Redox-Gleichgewichte und Redoxintensität | 274 |
| 8.5 Einfache Berechnungen von Redoxgleichgewichten | 279 |
| 8.6 Durch Mikroorganismen katalysierte Redoxprozesse | 292 |
| 8.7 Kinetik von Redoxprozessen | 298 |
| 8.8 Oxidation durch Sauerstoff | 306 |
| 8.9 Fotochemische Redoxprozesse | 311
|
