C5250 Chemie životního prostředí II – definice pojmů Na základě materiálů Ivana Holoubka a Josefa Zemana zpracoval Jiří Kalina. Ekotoxikologie – věda studující vlivy chemických, fyzikálních a biologických faktorů na populace a společenstva nehumánních druhů. Škodlivina (polutant) – chemická látka přítomná v prostředí v koncentraci vyšší, než je přírodní, jako důsledek lidské aktivity a mající široké nežádoucí vlivy na prostředí. Xenobiotikum (cizorodá látka) – sloučenina antropogenního původu, přírodě cizí. Jed – všechny látky jsou jedy, nic není bez jedovatých vlastností. Je to pouze dávka, která činí z látky jed (Paracelsus). Toxicita – schopnost látky poškozovat organizmus, daná jejími fyzikálními a chemickými vlastnostmi. Expozice – proces, při kterém přichází organizmus do styku s látkou a při kterém lze předpokládat přestoupení hranice organizmu. Dávka – množství látky vstupující do organizmu během expozice vztažené na jednotku tělesné hmotnosti a času. Účinek – výsledek interakce látky s organizmem. Odpověď – měřitelná míra účinku. Perzistence – odolnost látky vůči rozpadu. Charakterizuje dobu života látky v prostředí. Biodostupnost – reálná schopnost látky být přijímána organizmem z okolního prostředí. Biopřístupnost – reálná a hypotetická schopnost látky být přijímána organizmem z okolního prostředí. Bioakumulace – proces, během kterého jsou chemické látky akumulovány organizmy přímo z okolního média nebo prostřednictvím kontaminované potravy. Biokoncentrace – proces, během kterého dochází k akumulaci chemické látky přímo ze zevního prostředí do živého organizmu, jako výsledku simultánního příjmu a vylučování. Bioobohacování – výsledek procesů bioakumulace a biokoncentrace, při kterém tkáňová koncentrace látky vzrůstá průchodem více trofickými úrovněmi. Biokoncentrační faktor (BCF) – poměr koncentrace chemické látky v biotě vůči koncentraci v zevním prostředí. Bioakumulační faktor (BAF) - poměr koncentrace chemické látky v potravě vůči koncentraci v zevním prostředí. Rozdělovací koeficient nn-oktanol – voda voda (KOW) – rozdělovací koeficient užívaný k dohadu lipofility látky neboli rozdělovací tendence mezi vodou a organickým rozpouštědlem (lipidy). Osud látky v prostředí – vstup do složek prostředí, transport a kumulace uvnitř, resp. přechod mezi složkami, chemické reakce v prostředí vedoucí k zániku látky.
Globální problémy lidstva lidstva – definice výčtem ☺ - zbraně hromadného ničení, vyčerpávání přírodních
zdrojů
&
přelidnění,
znečištění
životního
prostředí,
civilizační
nemoci,
společenská krize z těchto problémů. Systém – myšlená nebo reálná část prostoru a to co je uvnitř tohoto prostoru. Izolovaný / uzavřený / otevřený. Zvětrávání – chemická a fyzikální degradace hornin na relativně malé částice a rozpuštěné látky. Klíčový prvek exogenního geochemického cyklu. Půda – směs produktů zvětrávání, organických látek, původních hornin a vody. Ekosystém – ucelený soubor organizmů a jejich prostředí. Biocenóza – společenstvo druhů organizmů. Ekotop – územní jednotka se stejnými půdními, klimatickými a tvarovými znaky. Biom Biom – soubor ekosystémů podobných typů. Ekologická nika – funkce konkrétního druhu v daném ekosystému. Pauliho vylučovací princip – žádné dva elektrony v elektronovém obalu atomu nemohou mít všechna kvantová čísla stejná. 1. zákon termodynamiky – energie systému zůstává konstantní, není-li změněna prací nebo přenosem tepla mimo systém. 2. zákon termodynamiky – celková neuspořádanost v průběhu procesů roste. Hessův zákon. 3. zákon termodynamiky – dS → 0 pokud T → 0. Ideální plyn – plyn, jehož molekuly jsou hmotnými body, pohybují se chaoticky a navzájem na sebe silově nepůsobí. Boyle – Marriotteův zákon – součin tlaku a objemu plynu je při konstantní teplotě a látkovém množství konstantní. Gay – Lussacův zákon – VT = (V0 T) / 273,15 pro tlak plynu za teploty T. Charlesův zákon – tlak ideálního plynu je při konstantním objemu přímo úměrný teplotě. Van der Waalsova rovnice – (p + a n2 / V2) (V – n b) = n R T pro reálný plyn, kde a,
b jsou konstanty pro konkrétní plyn. Joule – Thomsonův jev – ochlazování plynu při expanzi. Viskozita – vnitřní tření laminárních vrstev v kapalině. Tlak páry kapaliny (tenze páry) – tlak páry kapaliny při rovnováze mezi kapalnou a plynnou fází. Bod varu – teplota, při níž se tenze páry kapaliny rovná okolnímu tlaku. Termodynamika Termodynamika – věda studující změny stavu soustavy. Homogenní systém – systém, ve kterém jsou stavové vlastnosti všude stejné, nebo se mění plynule.
Heterogenní systém – systém složený z více homogenních (a navzájem nehomogenních) částí. Extenzivní vlastnost systému systému – vlastnost, jejíž hodnota závisí na hmotnosti systému (kvantitativní). Intenzivní vlastnost systému – vlastnost, jejíž hodnota nezávisí na hmotnosti systému (kvalitativní). Stavová veličina – míra intenzivní vlastnosti. Termodynamická rovnováha – stav systému, v němž je působení systému na okolí a vzájemné působení všech jeho částí vyrovnáno. Termodynamický děj – přechod systému mezi stavy. Reverzibilní děj – děj, při kterém systém prochází pouze rovnovážnými stavy. Ireverzibilní děj – děj, který není reverzibilní. Izotermický Izotermický, izobarický izobarický, izochorický děj – děj za konstantní teploty, tlaku, objemu. Vnitřní energie systému – veličina, označená U, definovaná jako celková energie systému mimo kinetickou a potenciální energii systému jako celku. Je stavovou funkcí. Termochemie – část termodynamiky zabývající se tepelnými efekty při chemických reakcích. Exotermní reakce – reakce, při níž se teplo uvolňuje do okolí. Endotermní reakce – reakce, při níž je pohlcováno teplo z okolí. Entalpie – veličina označená H definovaná jako H = U + p V Carnotův cyklus – reverzibilní děj, přeměna tepla na práci. Entropie – veličina označená S definovaná jako dS = dQrev / T. Také jako S = k l n ω. Gibbsova energie – veličina označená G, definovaná jako G = H – T S. V rovnováze dosahuje minima. Helmholtzova energie – veličina označená F, definovaná jako F = U – T S. Guldberg – Waageův zákon – v rovnováze je součin koncentrací produktů umocněných na stechiometrické koeficienty v konstantním poměru k součinu koncentrací reaktantů umocněných na stechiometrické koeficienty. Vratná reakce – reakce probíhající současně oběma směry. Rovnovážní konstanta – konstanta udávající poměr mezi součinem koncentrací produktů a součinem koncentrací reaktantů z Guldberg – Waageova zákona. Stupeň konverze – poměr množství výchozí látky přeměněné v produkt vůči počátečnímu množství výchozí látky. Silný elektrolyt – elektrolyt zcela rozštěpený na ionty (soli kyselin, silné kyseliny a hydroxidy). Slabý elektrolyt – elektrolyt částečně rozštěpený na ionty (slabé kyseliny). Hydratační číslo – počet molekul vody vázaných na jeden iont v roztoku.
Pufr – systém sloužící k zachování konstantní hodnoty pH. Henderson – Hasselbachova rovnice – výpočet složení pufru ze slabé kyseliny a její soli.
pH = pKa + log csůl / ckyselina). Součin rozpustnosti – součin koncentrace iontů rozpuštěné soli. Izoelektrický bod – hodnota pH, při které je součet nábojů molekuly (bílkoviny) roven 0. Chemický potenciál – změna Gibbsovy energie dané fáze při jednotkové změně látkového množství tak, že teplota, tlak a látkové množství ostatních fází zůstávají nezměněny. Chemický potenciál – Gibbsova energie připadající na jeden mol složky v daném systému za konstantní teploty a tlaku. Fugacita – veličina f, také míra únikové snahy složky roztoku neboli idealizovaný parciální tlak složky. Fugacita ideálního plynu je rovna jeho tlaku. Fugacitní koeficient – veličina Θ definovaná jako f = Θ P. Henryho zákon – vztah pro parciální tlak rozpuštěné látky a její molární zlomek v roztoku
pI = Ki xi, kde Ki je Henryho konstanta charakteristická pro daný plyn. Speciální případ Raoultova zákona. Raoultův zákon - vztah parciálního tlaku složky a její koncentrace. V páře nad směsí kapalin je parciální tlak složky roven součinu molárního zlomku této složky v kapalině a tlaku nasycené páry nad čistou složkou. Nernstův Nernstův zákon – poměr mezi koncentracemi tuhé látky rozpuštěné ve vzájemně nemísitelných kapalinách je konstantní. Jeho velikost je rovna Ernstovu rozdělovacímu koeficientu k, závislému na teplotě. Environmentální rozhraní – místo styku na rozhraní dvou environmentálních fází. Perzistence – schopnost látky zůstat v prostředí nezměněna po dlouhou dobu. Poločas života – doba, za kterou je poloviční množství látky odstraněno z prostředí. Rozpustnost ve vodě – výskyt látky v objemové jednotce vodné fáze při rovnováze s látkou v jejím aktuálním stavu (s, l, g) za specifických podmínek (T, p). 1. Fickův zákon – difúzní tok JA je přímo úměrný gradientu koncentrace molekul A v místě x dle vztahu: JA = - DAB dCA / dx, kde DAB je difúzní koeficient. 2. Fickův zákon – vztah dCA / dt = D (d2CA / dx2). Advekce - přenos látky prouděním média (vzduchu) obvykle na větší vzdálenost než při difúzi. Těkání – přenos látky z kapalné do plynné fáze za teploty nižší než je teplota varu. Vnitrooblačné a podoblačné vymývání – jednosměrné advekční procesy vymývání látky z atmosféry srážkami pokud má látka v atmosféře vyšší fugacitu než ve srážkách. Sorpce – zvyšování koncentrace látky v přechodné oblasti blízké rozhraní dvou fází (mezifázi). Adsorpce – sorpce na rozhraní pevné fáze a kapalné nebo plynné fáze.
Adsorbent, adsorbát – látka na které probíhá sorpce, látka která podléhá sorpci. Langmuirova izoterma – vztah pro množství adsorbované látky Θ, maximálního pokrytí povrchu Θmax, konstanty b závislé na teplotě a tlaku p: Θ = Θmax (b p / (1 + b p)). Freundlichova izoterma - vztah pro koncentraci adsorbované látky cads, koncentraci látky v okolí cout a konstanty K a n specifické pro danou dvojici fází: cads = K coutn. Reakční kinetika – věda zabývající neměřením rychlosti chemických reakcí. Molekularita reakce – veličina rovná minimálnímu počtu částic vstupujících do reakce. Rychlostní konstanta – konstanta pro výpočet rychlosti chemické reakce. Souhrnný Souhrnný řád reakce – součet stechiometrických koeficientů z rychlostní rovnice reakce. Reakce 1. řádu – reakce, kde pro koncentraci látky A platí cA = cA,0 e–k t. Katalyzátor – látka ovlivňující reakční rychlost a neovlivňující rovnováhu. Při reakci se nespotřebovává. Rovnice Michaelise a Mentenové – v = vmax cs / (KM + cs), kde KM je Michaelisova konstanta a cs koncentrace substrátu. Hydrolýza – reakce, ve které molekula vody nahrazuje atom nebo skupinu v organické molekula. Kvantový výtěžek – při fotochemické reakci poměr počtu fotonů absorbovaných látkou vůči počtu zreagovaných molekul látky. Aktinický tok – tok fotonů do velmi malého objemu.
