HS 13 UI 12 Umweltchemie kap. 3

Wädenswil UI 12 Umwelchemie

Wädenswil UI 12 Umwelchemie


A. R.
Diese Lernkarten behandeln grundlegende Konzepte der Umweltchemie auf Universitätsniveau, mit Fokus auf die Verteilung und Eigenschaften chemischer Stoffe. Sie decken Themen wie Elektronegativität, Wasserlöslichkeit, Dampfdruck und die Rolle von Mikroorganismen in der Umwelt ab. Besonders relevant sind die Henry-Konstante, die Verteilung von Stoffen zwischen Luft und Wasser, sowie die Auswirkungen von Temperatur und Phasenverteilung. Diese Karteikarten eignen sich für Studierende und Forscher, die ein tieferes Verständnis der chemischen Prozesse in der Umwelt erlangen möchten.
Cartes-fiches
18
Utilisateurs
3
Langue
Allemand
Catégorie
Chimie
Niveau
Université
Créé / Mis à jour
03.01.2014 / 22.05.2025

Cartes-fiches

Verteilung Chemischer Verbindungen in der Umwelt 

Beeinflusst dur die Chemischen und Physikalischen Eigenschaften

  • Dampfdruck
  • Wasserlöslichkeit
  • Phasenverteilungskoeffizient 
  • Dichte 
  • Viskosität
  • Oberflächenspannung

Dampfdruck

  • Ein Mass für seine Flüchtigkeit und somit für die Fähigkeit, von der flüssigen oder festen Phase in die Gasphase überzugehen
  • reguliert die Verteilung eines Stoffes zwischen den Medien Boden/Wasser und der Luft
  • Steigerung der Temp. um 10* C führt zi einem Anstieg des Dampfdruckes um den Faktor 3 - 4
  • Steht im engen Zusammenhang zur Molekülstruktur und damit auch dem Siedepunkt

Unpolare, kleine und leichte Moleküle haben einen höheren Dampfdruck und sind somit Flüchtiger als polare schwere lange Moleküle 

-> Hoher Dampfdruck tiefer Siedepunkt

Wasserlöslichkeit

  • Gibt an wie stark sich eine Substanz in der Hydrosphäre ausbreiten kann
  • Die Wasserlöslichkeit ist Stark temperatur abhängig und nimmt mit fallender Temperatur ab.[Masse / Volumen]

Abnahme der Wasserlöslichkeit von Mineralölkohlenwasserstoffverbindungen

  • mit wachsender Kettenlänge, Anzahl Ringe und Alkylsubstituenten
  • Bei gleicher Anzahl C-Atome: monocyclische Aromate (besonder Benzol), Alkene, und Alkane
  • mit Sinkender Wassertemperatur
  • mit zunehmenden Molgewicht 
  • Abnahme der polaren Anteile der Verbindungen und der Fähigkeit Wasserstoffbrückenbindungen auszubilden

Die in Zahlreichen Mineralölprodukten enthaltenen Zusätze steigern die Löslichkeit von MKW

Phasenverteilungs Koeffizient (Henry-Konstante)

Beschreibt die Verteilung eines Stoffes zwischen den Phasen Luft und Wasser

p*V = n* R * T

n= Stoffmenge (mol)

Für Stoffe mit einem Henry-Koeffizienten von H> 10-3 ist im Allgemeinen eine hohe Flüchtigkeit, verbunden mit einer geringen Aufenthaltszeit in Oberflächengewässern -> hohe Mobilität und Dispersionstendez in der Atmosphäre zu erwarten

Henry Konstante

beschriebt die Verteilung eines Stoffes zwischen den Phasen Luft und Wasser

H=Dampfdruck / Wasserlöslichkeit löslichkeit

H=p / cw

n-Octanol Wasserkoeffizient

Ein Mass für die Lipophilität von Stoffen d.h. für deren Tendenz zur Anreicherung in tierischen Fetten, pflanzlichen Wachsen abe auch in Huminstoffen. 

Der n - Octal / Wasserkoeffizient korreliert negativ mit der Wasserlöslichkeit und ist Temperatur abhängig 

Viskosität

Reines Wasser ist sehr Dünnflüssig -> Es hat eine niedrige Viskosität 

Schweres Heizöl ist bei gleicher Temperatur zähflüssig -> Es hat eine hohe Viskosität 

Oberflächenspannung

Die Ursache für die Oberflächenspannung ist die Kohäsionskraft, welche bewirkt dass sich Flüssigkeiten gegenseitig anziehen. ist diese Kraft gering, kann die Flüssigkeit auch in enge Poren eindringen. Generell ist die Obeflächenspannung von Kohlenwassertsoffen geringer als die von Wasser

abiotische Abbauprozesse

  • Hydrolyse
  • Photolyse
  • Oxidation
  • Reduktion
  • Substitution, Elimination und Redoxreaktion kommen bei organischen Verbindungen mit einem elektronegativen Atom häufig vor

biotische abbauprozesse

  • Transformation unter einwirkung von Enzymen
  • Organisch zu anorganisch

Kovalente Bindungen zwischen Atomen mit verschiedener Elektronegativität sind Polar

Deshalb hat es bei einer polaren kovalenten Bindung eine leicht negative Ladung beim Atom mit der grösseren Elektronegativität (O, Halogene) 

und eine leicht Positive Ladung beim Atom mit der kleineren Elektronegativität (C oder P)

Elektronegativiät 

Ist ein Mass für die Fähigkeit von Atomen, die Elektronen zu sich zu ziehen. Im Periodesystem weisen die Elemente von links nach rechts und von oben nach unten eine immer grössere Elektronegativität auf.

Nukleophil

  • ist ein elektronenreiches Atom oder Molekül 
  • weist eine partielle oder ständig negative Ladung auf
  • reagiert mit partiell positiv geladenen Atomen 
  • enthält freie Valenzelektronen 

Nukleophile sind in der Umwelt häufiger als Elektrophile 

Vorkommen:

Oxidationszahl

Hypotetische Ladung eines Atoms in einem Molekül

H = +I      / O = - II

 

Photochemische Reaktion

  • Durch Photonen (UV Licht ausgelöst)
  •  

Oxidationsmittel

Elektronenakzeptor -  nimmt Elektronen auf und wird reduziert

Cl2+ + 2 e- --> 2 Cl-

Reduktionsmittel

Elektronendonor - gitb Elektronen ab und wird oxidiert

Na --> Na+ + e-

Redoxreaktionen können durch Licht induziert werden (Photochemische Transformation) andere finden auch im Dunkeln statt

> Rolle der Pflanzen in einer Pflanzenkläranlage

• Lockerung des Substrates => Stabilisierung der Bodendurchlässigkeit • Haftsubstrat für Mikroorganismen • O2-Versorgung durch Aerenchym, indirekt durch Lockerung • Bildung von Mikromilieus => Artenvielfalt der Mikroorganismen • Bakteriostatische / entkeimende Wirkung • Kohlenstoff-Quelle für Mikroorganismen • Beschattung im Sommer, Isolation im Winter

Étudier