Kurz se zabývá interakcemi mezi pevnou fází a vodou, geochemickými procesy rozpouštění srážení, disociace, hydrolýzy, adsorpce, oxidace a redukce. Jsou zmíněny základní fyzikálně-chemické parametry vod. Součástí kurzu jsou základy termodynamiky, chemických rovnováh a kinetiky v geochemických systémech. Závěrečná část je věnována numerickému modelování geochemických procesů pomocí programu PHREEQC.
Poslední úprava: Ettler Vojtěch, prof. RNDr., Ph.D. (11.02.2022)
Hydrologic cycle, types of water, dissolved and suspended compounds, physical and chemical parameters of water (Eh, pH, conductivity), concentration units, ion balance, TDS-total dissolved salts, sampling and handling of water.
Activity, ionic strength, ion activity coefficients, Debye-Huckel equation, Davies equation, Pitzer equation.
Principles of thermochemistry, definition of equilibria, enthalpy, entropy, Gibbs free energy, activity product and equilibrium constant (Keq), SI-saturation index, changes of Keq with pressure and temperature
Processes of solid-water interaction, dissolution, precipitation, hydration, hydrolysis, redox processes, sorption processes, dispersion and mixing
Carbonate chemistry, stability of carbonates, equilibrium constants for reactions in carbonate, carbonate dissolution as a function of P(CO2), pH and temperature, open and closed carbonate, alkalinity measurements and interpretation.
Weathering processes, silicate equilibria, stability diagrams of aluminosilicates, construction of activity diagrams, behaviour of Si in natural waters, stability of secondary products (Al a Fe oxyhydroxides, kaolinite), waters resulting from basalt-water and granite-water interactions, kinetics of silicate dissolution.
Adsorption processes, surface properties of sorbents, CEC, sorption isoterms (Langmuir, Freundlich, Kd), ion-exchange, surface complexation models, theory of electrical double layer (EDL), modelling the retardation of contaminants in landfill plumes, retardation.
Redox processes, measurements of Eh, pe, stability of water in Eh-pH, construction of Eh-pH diagrams, redox zoning in groundwater (landfills), geochemistry of iron.
Kinetics in natural systems, rates of dissolution, kinetics law, examples of geochemical interest.
Analytical methods in water analysis.
Computer modelling, PHREEQC-2, speciation, solubility, surface complexation, ion exchange
D. Langmuir (1997): Aqueous environmental geochemistry. Prentice Hall.
C.A.J. Appelo a D. Postma (1996): Geochemistry, groundwater and pollution. Balkema.
Poslední úprava: Ettler Vojtěch, prof. RNDr., Ph.D. (11.02.2022)
Literatura -
D. Langmuir (1997): Aqueous environmental geochemistry. Prentice Hall. C.A.J. Appelo a D. Postma (2005): Geochemistry, groundwater and pollution. 2nd Edition, Balkema. T. Pačes (2011): Úvod do hydrogeochemie. Technická Univerzita v Liberci.
Další studijní literatura a prezentace v podobě PDF jsou předány studentům v průběhu semestru a jsou umístěny v Moodle:
http://dl2.cuni.cz/course/view.php?id=966
Poslední úprava: Ettler Vojtěch, prof. RNDr., Ph.D. (11.02.2022)
D. Langmuir (1997): Aqueous environmental geochemistry. Prentice Hall.
C.A.J. Appelo a D. Postma (2005): Geochemistry, groundwater and pollution. 2nd Edition, Balkema.
Poslední úprava: Zachariáš Jiří, doc. RNDr., Ph.D. (14.05.2010)
Požadavky ke zkoušce
Požadavky: pro zápočet účast na cvičeních a vypracování protokolů k domácím cvičením (termín odevzdání - zápočtový týden); pro zkoušku závěrečný písemný test (8-10 otevřených otázek)
Získání zápočtu je podmínkou k zapsání na zkoušku.
Poslední úprava: Ettler Vojtěch, prof. RNDr., Ph.D. (23.02.2024)
Sylabus -
Definice vody, výskyt, rozpuštěné a suspendované látky, fyzikálně-chemické parametry vod (Eh, pH, konduktivita). Procesy interakcí pevná fáze-voda (srážení a rozpouštění, disociace, hydrolýza, hydratace, oxidace a redukce). Rovnováhy chemických reakcí, termodynamické veličiny, aktivitní produkt Q, rovnovážná konstanta K, index nasycení SI. Karbonátová chemie, stabilita kalcitu, měření alkalinity. Interakce žula-voda, bazalt-voda a konstrukce aktivitních diagramů. Adsorpční procesy, CEC, pHzpc, modely adsorpčních izoterem, iontově-výměnné modely, elektrostatické adsorpční modely. Oxidačně-redukční procesy, konstrukce Eh-pH diagramů, redoxní zóny, geochemie železa. Chemická kinetika, základní kinetické zákony, vliv teploty na kinetiku, geochemické příklady kinetických procesů. Úvod do počítačových simulací interakcí voda-hornina, speciační modelování (PHREEQC).
Forma výuky: 13 dvouhodinových přednášek v rozsahu uvedeného sylabu, 13 dvouhodinových cvičení s praktickým zaměřením na výpočty geochemických rovnováh
Poslední úprava: Ettler Vojtěch, prof. RNDr., Ph.D. (11.02.2022)
Hydrologic cycle, types of water, dissolved and suspended compounds, physical and chemical parameters of water (Eh, pH, conductivity), concentration units, ion balance, TDS-total dissolved salts, sampling and handling of water.
Principles of thermochemistry, definition of equilibria, enthalpy, entropy, Gibbs free energy, activity product and equilibrium constant (Keq), SI-saturation index, changes of Keq with pressure and temperature
Processes of solid-water interaction, dissolution, precipitation, hydration, hydrolysis, redox processes, sorption processes, dispersion and mixing
Carbonate chemistry, stability of carbonates, equilibrium constants for reactions in carbonate, carbonate dissolution as a function of P(CO2), pH and temperature, open and closed carbonate, alkalinity measurements and interpretation.
Weathering processes, silicate equilibria, stability diagrams of aluminosilicates, construction of activity diagrams, behaviour of Si in natural waters, stability of secondary products (Al a Fe oxyhydroxides, kaolinite), waters resulting from basalt-water and granite-water interactions, kinetics of silicate dissolution.
Adsorption processes, surface properties of sorbents, CEC, sorption isoterms (Langmuir, Freundlich, Kd), ion-exchange, surface complexation models, theory of electrical double layer (EDL), modelling the retardation of contaminants in landfill plumes, retardation.
Redox processes, measurements of Eh, pe, stability of water in Eh-pH, construction of Eh-pH diagrams, redox zoning in groundwater (landfills), geochemistry of iron.
Kinetics in natural systems, rates of dissolution, kinetics law, examples of geochemical interest.
Analytical methods in water analysis.
Computer modelling, PHREEQC-2, speciation, solubility, surface complexation, ion exchange
D. Langmuir (1997): Aqueous environmental geochemistry. Prentice Hall.
C.A.J. Appelo a D. Postma (1996): Geochemistry, groundwater and pollution. Balkema.
T.Pačes (1983): Základy geochemie vod. Academie Praha.
