地球環境化学 - 理学部 - 東京大学授業カタログ

地球環境化学

地球環境化学/ Environmental Geochemistry

地球の歴史や現在の地球環境の理解のために必須な地球表層での（主に水を介した）元素の挙動を支配する物理化学的な要因を理解し、それを基に主に水圏で起きる化学反応を理解する。またこれらにより記述できる天然系でみられる現象を学びます。原子分子の反応から地球惑星のマクロな現象を理解することの面白さを味わって下さい。/
The aim of this lecture is to learn physical chemistry and thermodynamics that control behaviors of elements at earth surface, in particular to understand chemical reactions in aqueous phase with lots of examples observed in natural systems.

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授業計画

（板井啓明准教授に代わり、大気海洋研究所に４月着任の栗栖美菜子講師に２回分をご担当頂きます）第1回（高橋、4/5）総論・環境化学の基礎原理(元素、化学結合)。なぜ化学を知る必要があるか。環境化学のトピックス（地球環境を化学的側面からみた例)。第2回（高橋、4/19）環境化学の基礎原理(1)：熱力学の３法則、エンタルピー、エントロピー、自由エネルギー。宇宙のエントロピーを増大させる変化と系内の自由エネルギーを最小にする変化が同じ意味であることを示す。第3回（高橋、4/26）環境化学の基礎原理(2)：濃度が変化した場合の自由エネルギー変化を導き、そこから質量作用の法則を証明すると共に、平衡定数と自由エネルギーの関係を知る。得られた平衡定数から、水圏での化学反応を理解する。第4回（高橋、5/10）地球表層でみられる化学反応(1)：錯生成反応、溶解度、溶液内錯生成による溶解度の変化。第5回（高橋、5/15）地球表層でみられる化学反応(2)：酸化還元反応、Eh-pH図、地球表層で安定な化学種の推定。第6回（高橋、5/17）地球表層でみられる化学反応(3)：元素による反応性の違いと元素の地球化学的分類、HSAB理論、共有結合とイオン結合。第7回（高橋、6/7）地球表層でみられる化学反応(4)：固液界面への吸着、吸着等温線、Langmuir式、天然水中の微小粒子。第8回（髙橋、6/9）環境化学の基礎原理(3)：反応速度論、１次反応、２次反応。第9回（高橋、6/14）環境化学の基礎原理(4)：移流、拡散、元素サイクル第10回（栗栖、6/21）環境化学の基礎原理(5)：活量係数の導入、活量係数を考慮した平衡定数。第11回（栗栖、6/28）環境化学の基礎原理(6)：安定同位体地球化学の基礎。第12回（高橋、7/5）元素の性質の理解に基づく元素サイクル第13回（高橋、7/12）講義の復習・期末試験の予習第14回（高橋、7/19）期末試験