anorganische Geochemie

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Beispielhafte Karteikarten für anorganische Geochemie an der RWTH Aachen auf StudySmarter:

Wovon sind Fällungsreaktionen abhängig?

Nimmt der Gradient ab oder zu mit der Zeit? Wieso?

Beispielhafte Karteikarten für anorganische Geochemie an der RWTH Aachen auf StudySmarter:

Was definiert die Reaktionsrate einer Reaktion?

Definiere Sulfidverwitterung und Reaktionsgeschwindigkeit.

Beispielhafte Karteikarten für anorganische Geochemie an der RWTH Aachen auf StudySmarter:

Definiere kurz Thermodynamik und Kinetik.

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Welche Zustandsgrößen gibt es?

Was ist der Standardzustand?

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Was sind die Hauptsätze der Thermodynamik?

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Zu was kommt es bei Reaktionen?

Definiere Thermodynamik.

Welche Systemarten können vorliegen?

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Definiere Arbeit, Wärme, Innere Energie, Enthalpie.

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Definiere Hydrolyse.

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Was sind die möglichen Salzklassifikationen?

Beispielhafte Karteikarten für anorganische Geochemie an der RWTH Aachen auf StudySmarter:

Wie ist das Protolysegleichgewicht definiert?

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Sind Folgende Reaktionen oder Gesteine sauer oder basisch?

  1. Metalloxid + Wasser
  2. Nicht-Metalloxid + Wasser
  3. felsische Gesteine (SiO2 > (CaO, MgO, FeO))
  4. mafische Gesteine (SiO2 < (CaO, MgO, FeO))

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Welche Arten der Diffusion gibt es?

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Beispielhafte Karteikarten für anorganische Geochemie an der RWTH Aachen auf StudySmarter:

anorganische Geochemie

Wovon sind Fällungsreaktionen abhängig?

Nimmt der Gradient ab oder zu mit der Zeit? Wieso?

Transportprozess

-> generell chemische Reaktionen & Reaktionsraten davon abhängig

Gradient wird mit der Zeit kleiner -> Diffuser Fluss nimmt ab

=> vollständiger Konzentrationsausgleich erst bei T =∞

anorganische Geochemie

Was definiert die Reaktionsrate einer Reaktion?

Definiere Sulfidverwitterung und Reaktionsgeschwindigkeit.

langsamster Schritt definiert Reaktionsrate -> häufig vollständige Lösung aller Komponenten erfordert -> Bedeutung der fluiden Phase

Sulfidverwitterung:

  • Direkte Metabolische Oxidation (DMO): Bakterien beteiligt am Sulfidlösungsprozess
  • Indirekte Metabolische Oxidation (IMO): Bakterien setzen Lösungsprodukte um
  • Wirkung von Katalysatoren

Reaktionsgeschwindigkeit ist abhängig von:

  • Kollisionsrate
  • Arrheniusgleichung (A, Aktivierungsenergie, Temperatur)
  • Reaktionsrate
  • Stoffeigenschaften

anorganische Geochemie

Definiere kurz Thermodynamik und Kinetik.

Thermodynamik: Phasen & Spezies in Systemen in chemischen Gleichgewicht

Kinetik: Geschwindigkeit & Pfad, über den ein System das Gleichgewicht erreicht

anorganische Geochemie

Welche Zustandsgrößen gibt es?

Was ist der Standardzustand?

  • Zusammensetzung (mol)
  • Volumen (cm³), Druck (bar)
  • Temperatur (K)
  • U
  • H
  • S
  • G=H-TS

-> intensiv = Materialmengenunabhängig (T, P)

-> extensiv= Materialmengenabhängig

T=25°C=298,13 K

P=1bar=0,987atm

Aktivität von Ionen und Molekülen in wässriger Lösung ist 1

anorganische Geochemie

Was sind die Hauptsätze der Thermodynamik?

  1. Die Energie eines isolierten Systems ist konstant (dU=0) -> Ausgetauschte Summe von Wärme & Arbeit = ΔU => Energieerhaltung
  2. In isolierten System gibt es nur Reaktionen bei denen Entropie zunimmt oder gleichbleibt (kein abnehmen)
  3. Entropie eine perfekt, rein, kristallinen Substanz ist Null am absoluten Nullpunkt => absoluten Nullpunkt nicht erreichbar

anorganische Geochemie

Zu was kommt es bei Reaktionen?

Definiere Thermodynamik.

Welche Systemarten können vorliegen?

  • Stofftransfer
  • Wärmetransfer
  • Volumenänderung

Themodynamik: Miteinbeziehen der Energietransfers bei Reaktionen in einem System

Systemarten:

  1. offenes System: Energie- und Materieaustausch
  2. geschlossenes System: Energieaustausch
  3. isoliertes System: kein Austausch

anorganische Geochemie

Definiere Arbeit, Wärme, Innere Energie, Enthalpie.

  1. W:kann verrichtet oder aufgenommen werden z.B. Volumenänderung
  2. Q:kann verrichtet oder aufgenommen werden z.B. Temperaturanstieg => ΔU=ΔQ+ΔW -> Änderungen Wärme und Arbeit
  3. U: gesamte Energie in einem ruhendem thermodynamischen System -> umfasst somit alle kinetischen und potentiellen Einzelenergien (WW, …); Jedes System besitzt eine innere Energie & Energie geht nicht verloren =>Änderung: nur durch Energietransport durch Arbeit & Wärme

Enthalpie (H) [J]:

  1. Intern bestehende durch chemische Bindungen
  2. Zusammenhängend mit molekularer Ordnung in Feststoffen vs. Gas & Flüssigkeiten
  3. Entstehend durch Molekularbewegung der Teilchen (Ekin)

-> Wärmeabgabe -> ΔH ist negativ => exotherm

-> Wärmeaufnahme -> ΔH ist positiv => endotherm

-> ΔU=ΔH+ΔW -> externer Druck

=> speziell bei Volumenänderung: ΔU=ΔH-PΔV -> Volumenänderung

anorganische Geochemie

Definiere Hydrolyse.

Reaktion von Wasser und Ionen einer schwachen Säure/Base

-> Überschuss H+ oder OH-

Bsp.: Exogener Prozess der Verwitterungslösung -> Lateritbildung

anorganische Geochemie

Was sind die möglichen Salzklassifikationen?

  1. Starke Säuren + starke Base -> keine Hydrolyse -> selten bei Mineralen
  2. Starke Säure + schwache Base -> Anionen + H+ =saure Lösung -> häufig bei Mineralen, geringer pH
  3. Schwache Säure + starke Base -> Kationen + OH- = basische Lösung -> meistens bei Mineralen, hoher pH
  4. Schwache Säure + schwache Base -> Abgabe von Kationen und Anionen

anorganische Geochemie

Wie ist das Protolysegleichgewicht definiert?

Abgabe und Aufnahme von Protonen = sehr geringe Aktivierungsenergie -> reversibel (Protonenübergang) -> Säure-Base-Reaktion = Gleichgewichts-Reaktion (schnelle chemisch Gleichgewichts-Einstellung)

=> Protolysegleichgewicht durch Gleichgewichtskonstante (auch durch andere Gleichgewichte darstellbar)

anorganische Geochemie

Sind Folgende Reaktionen oder Gesteine sauer oder basisch?

  1. Metalloxid + Wasser
  2. Nicht-Metalloxid + Wasser
  3. felsische Gesteine (SiO2 > (CaO, MgO, FeO))
  4. mafische Gesteine (SiO2 < (CaO, MgO, FeO))
  1. basisch
  2. sauer
  3. saure Gesteine
  4. basische Gesteine

anorganische Geochemie

Welche Arten der Diffusion gibt es?

  • „uphill“-Diffusion: Wenn bestimmt Elemente gegen Konzentration gehen (Bsp.: Natrium im Globuid)
  • Tracer Diffusion: Einfluss anderer Spezies nicht betrachtet, da diese nur als Spurenelemente vorliegen -> Selbst-Diffusion ähnlich
  • Chemisch-(Multikomponenten)-Diffusion: Ladungsausgleich durch hohe Anteile anderer Spezien berücksichtigt -> Aktivität veränderlich
  • =>Abhängig vom Aktivitätsgradient der eigenen & anderern Spezies

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