Tο μάθημα περιγράφει λεπτομερώς τα μαθηματικά εργαλεία που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την ποσοτική αντιμετώπιση των χημικών διεργασιών στα υδάτινα συστήματα όπως οι λίμνες, οι ωκεανοί, οι ποταμοί, οι εκβολές ποταμών, τα υπόγεια ύδατα και τα λύματα. Περιλαμβάνει μια σύντομη επισκόπηση της χημικής θερμοδυναμικής που ακολουθείται από συζήτηση των αντιδράσεων οξέων-βάσεων, καταβύθιση-διάλυση, συμπλοκοποίηση και οξείδωση. Έμφαση δίνεται στους υπολογισμούς ισορροπίας ως εργαλείο για την κατανόηση των μεταβλητών που διέπουν τη χημική σύνθεση των υδάτινων συστημάτων και την τύχη των ανόργανων ρύπων.

Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής / τρια θα είναι σε θέση να:

• επιλύουν θερμοδυναμικές εξισώσεις και να προσδιορίζουν τα χημικά είδη (ειδογένεση) σε υδατικά διαλύματα οξέων, βάσεων και αλάτων μετάλλων.
• κατασκευάζουν διαγράμματα pH συναρτήσει άλλων συγκεντρώσεων, καμπύλες τιτλοδοτήσεων και να εφαρμόζουν αρχές διατήρησης πρωτονίων, διατήρησης μάζας και ηλεκτροουδετερότητας σε υδατικά διαλύματα χημικών ενώσεων.
• κατανοούν πως οι οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις επηρεάζουν την ειδογένεση κάτω από συγκεκριμένες περιβαλλοντικές συνθήκες σε υδατικά συστήματα
• προβλέψουν τη συμπεριφορά σημαντικών περιβαλλοντικά χημικών ενώσεων κάτω από δεδομένες περιβαλλοντικές συνθήκες
• κατανοήσουν και να προβλέψουν την επικράτηση των διαφορετικών χημικών ειδών στη φύση σε συνάρτηση με διάφορες περιβαλλοντικές παραμέτρους.
• κατανοήσουν και να προβλέψουν πως τα χημικά είδη και οι αλληλεπιδράσεις τους επηρεάζουν τη συνολική χημεία πολύπλοκων περιβαλλοντικών συστημάτων και πως αυτά επηρεάζουν τα οικοσυστήματα ή τις διεργασίες.
• προβλέπουν και να κατανοούν την ενδογένεση συμπλόκων μετάλλων

• Αναζήτηση, ανάλυση και σύνθεση δεδομένων και πληροφοριών, με τη χρήση και των απαραίτητων τεχνολογιών
• Λήψη αποφάσεων

Διαλέξεις

1. Παγκόσμιοι-Βιογεωχημικοί Κύκλοι,
2. Προσδιορισμός του pH των φυσικών νερών,
3. Ισορροπία ανθρακικών,
4. Χημικά είδη στο διάλυμα,
5. Ρυθμιστική τάση και ικανότητα εξουδετέρωσης,
6. Δημιουργία της σύστασης των φυσικών νερών,
7. Νόμος δράσεως των μαζών-Προσδιορισμός των σταθερών ισορροπίας,
8. Χημική ενεργότητα και ιοντική ισχύς,
9. ‘Τύχη’ των μετάλλων στο περιβάλλον,
10. Υδρόλυση και συμπλοκοποίηση μετάλλων,
11. Δράση ανόργανων ενώσεων ως υποκαταστάτες,
12. Ανταγωνιστική δέσμευση υποκαταστατών,
13. Αλληλεπίδραση υδατικών διαλυμάτων με ιζήματα και εδάφη,
14. Διαλυτότητα και ρόφηση,
15. Επίδραση των χημικών ειδών στην διαλυτότητα,
16. Σχηματισμός Επιφανειακών συμπλόκων,
17. Οξειδοαναγωγική Γεωχημεία,
18. Ετερογενείς αντιδράσεις και κύκλοι,
19. Οξειδοαναγωγική ισορροπία, ικανότητα και οξειδοαναγωγικές ογκομετρήσεις (κλίμακα pE),
20. Εφαρμογές περιβαλλοντικής γεωχημείας

• Υδατική Χημεία, Ν. Νικολαΐδης