Die chemische Zusammensetzung natiirlicher Gewasser

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1 Inhaltsverzeichnis Vorwort XI KAPITEL 1 KAPITEL 2 Die chemische Zusammensetzung natiirlicher Gewasser 1.1 Einleitung 1.2 Verwitterungsprozesse 1.3 Wechselwirkungen zwischen Organismen und Wasser 1.4 Das Puffersystem natiirlicher Gewasser 1.5 Wasser und seine einzigartigen Eigenschaften 1.6 Eine kurze Ubersicht iiber die hydrogeochemischen Kreislaufe Literatur Appendix Sauren und Basen 2.1 Einleitung 2.2 Saure-Base-Theorie 2.3 Die Starke einer Saure oder Base 2.4 "Zusammengesetzte" Aciditatskonstante 2.5 Gleichgewichtsrechnungen 2.6 ph als Mastervariable Doppelt-logarithmische graphische Auftragung zur Darstellung und Losung von Gleichgewichts problemen 2.7 Konzentrationen der einzelnen Spezies als Funktion desph 2.8 Saure-Base-Titrationskurven 2.9 Saure- und Basen-Neutralisierungskapazitat 2.10 ph- und Aktivitatskonventionen 2.11 Saure atmospharische Niederschlage L 82

2 KAPITEL 3 KAPITEL 4 KAPITEL 5 Carbonat-Gleichgewichte 3.1 Einleitung 3.2 Das offene System - Wasser im Gleichgewicht mit dem CO2 der Gasphase 3.3 Die Auflosung von CaCO 3 (Calcit) im offenen System 3.4 Das "geschlossene Carbonatsystem" 3.5 Alkalinitat und Aciditat 3.6 Grundwasser 3.7 Analy tische Bestimmung der Alkalinitat und der Aciditat 3.8 Bestimmung der Aciditat 3.9 Die Pufferintensitat des Carbonatsystems Wechselwirkung Wasser - Atmosphare 4.1 Einleitung 4.2 Einfache Gas/Wassergleichgewichte; Bedeutung in der Chemie des Wolkenwassers, des Regens und des Nebelwassers 4.3 Die Genese eines Nebeltropfchens 4.4 Aerosole 4.5 Saure Traufe - Saure Seen Zur Anwendung thermodynamischer Daten und der Kinetik 5.1 Thermodynamische Daten - Einleitung 5.2 Freie Reaku'onsenthalpie, chemisches Potential und chemisches Gleichgewicht 5.3 Umrechnung von Gleichgewichtskonstanten auf andere Temperaturen und Drucke 5.4 Kinetik - Einleitung 5.5 Die Reaktionsgeschwindigkeit 5.6 Elementarreaktionen

3 5.7 Theorie des Ubergangszustandes; der aktivierte Komplex Fallbeispiet: Die Hydratisierung des CO Fallbeispiel: Kinetik der Absorption von CO 2 ; Gas-Transfer Atmosphare - Wasser Appendix 200 KAPITEL 6 Metallionen in wassriger Losung Einleitung Koordinationschemie und ihre Bedeutung fiir die Speziierung der Metallionen in natiirlichen Gewassern Einfache Modelle der Speziierung von Metallen in natiirlichen Gewassern Metallpuffer und Wirkungen auf Organismen Kinetik der Komplexbildung Speziierung und analytische Bestimmung KAPITEL 7 Fallung und Auflosung fester Phasen Einleitung Fallung und Auflosung fester Phasen als Mechanismus zur Regulierung der Zusammensetzung natiirlicher Gewasser L6slichkeitsgleichgewichte von Hydroxiden und Carbonaten;Einfluss der Komplexbildung, ph- Abhangigkeit Losh'chkeit von SiO2 und Silikaten Welche feste Phase kontrolliert die Loslichkeit? Sind feste Phasen im Loslichkeitsgleichgewicht? Kinetik der Nukleierung und Auflosung einer festen Phase: Beispiel Calciumcarbonat

4 KAPITEL 8 Redox-Prozesse 291 KAPITEL Einleitung Definitionen - Oxidation und Reduktion Der globale Elektronenkreislauf (Photosynthese, Respiration) Redox-Gleichgewichte und Redox-Intensitat Einfache Berechnungen von Redoxgleichgewichten Durch Mikroorganismen katalysierte Redoxprozesse Kinetik von Redoxprozessen Oxidation durch Sauerstoff Photochemische Redox-Prozesse Die Messung des Redox-Potential in natiirlichen Gewassern Glaselektrode; ionenselektive Elektroden Grenzflachenchemie Einleitung Wechselwirkungen an der Grenzflache Fest-Wasser Adsorption aus der Losung Partikel in natiirlichen Gewassern Oxidoberflachen: Saure-Base-Reaktionen, Wechselwirkung mit Kationen und Anionen Elektrische Ladung auf Oberflachen Oberflachenchemie und Reaktivitat; Kinetik der Auflosung Tonmineralien; Ionenaustausch Kolloidstabilitat Sorption hydrophober Verbindungen

5 KAPITEL 10 Wassertechnologie; Anwendung oberflachenchemischer Prozesse Einleitung Flockung, Koagulation Filtration Rotation Aktivkohleadsorption Korrosion der Metalle als elektrochemischer Prozess KAPITEL 11 Einige biogeochemische Anwendungen Einleitung Verteilung von Stoffen in der Umwelt Kohlenstoffkreislauf in den Gewassern Stickstoffkreislaufe; Belastung der Umwelt durch Stickstoffverbindungen Seeneutrophierung und Redoxreihe im Hypolimnion von Seen 462 N 11.5 Regulierung der Konzentration von Schwermetallen in Gewassern Transport adsorbierbarer Substanzen in Grundwasser und Bodensystemen Ldsungen zu den numerischen 485 Index 489