Geoscience Reference
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3
L=
Löslichkeit eines Gases in Wasser
(cm
3
/cm
3
= 1)
die Auflast der Wassersäule. Mit dem Aufstieg des
Wassers nimmt der Druck ab, es stellt sich ein
neues Gleichgewicht zwischen dem Druck bzw.
dem Partialdruck des gelösten Gases und dem
Druck des Wassers ein, die gelöste Kohlensäure
entweicht als Gas.
Für die Temperaturabhängigkeit der Löslich-
keit
L
kann der folgende Ansatz gewählt werden,
der streng genommen nur für ideale Gase gilt:
α
=
temperaturabhängiger Löslichkeits-
koeffizient (1/hPa),
p
=
Partialdruck des Gases über dem Wasser
(hPa).
Diese Beziehung gilt nur für verdünnte Lösungen
und für Gase, die nicht mit dem Wasser reagieren.
Der
Löslichkeitskoeffizient
wird auch als
BUNSEN-Absorptionskoeffizient
(R
OBERT
W
IL
-
HELM
B
UNSEN
, deutscher Chemiker; 1811-1899)
bezeichnet. Dieser ist die auf den Normzustand
(
T
= 273,15 K und
p
= 1 013,25 hPa) bezogene
Gasmenge (cm
3
), die von 1 cm
3
Lösungsmittel
(Wasser) aufgenommen wird, wenn der Partial-
druck des Gases 1 013,25 hPa beträgt. Zahlenwer-
te sind Tabellenwerken zu entnehmen, z.B. L
AND
-
OLT
& B
ÖRNSTEIN
, 1962; D'A
NS
& L
AX
, 1992).
(Dort sind tabellarisch die technischen Absorpti-
onskoeffizienten und die Umrechnungsfaktoren
angegeben). Bei allen chemischen Berechnungen
in diesem Buch wurden die Angaben aus K
ÜSTER
& T
HIEL
(2003) zugrunde gelegt. Einige Löslich-
keiten, die aus
α
T
T
L
(
1
)
p
Gl. 91
p
0
Löslichkeit (m
3
/m
3
),
L
=
α
=
temperaturabhängiger Löslichkeits-
koeffizient
1
Pa
( ,
T
=
absolute Temperatur (K),
T
0
=
273 K,
p
p
= Partialdruck des Gases (Pa).
Danach verringert sich die Löslichkeit mit
steigender Temperatur. Die Gaslöslichkeit im
Wasser nimmt ferner ab, wenn Feststoffe gelöst
enthalten sind, z.B. enthält Wasser (
berechnet wurden, sind in der
Tab. 31 zusammengestellt. Die Löslichkeit kann
in Massenkonzentrationen (mg/l) umgerechnet
werden, indem die Werte aus Tab. 31 durch die
Dichte des Gases bei der entsprechenden Tempe-
ratur dividiert werden.
Aus dem H
ENRY
-Gesetz ergibt sich, dass die
Löslichkeit eines Gases bei konstanter Tempera-
tur direkt proportional zum Druck ist. Diese Be-
ziehung spielt eine wesentliche Rolle bei der Ent-
gasung von aus der Tiefe der Erdkruste aufstei-
genden Wässern, z.B. kohlensäurereichen Wäs-
sern. In der Tiefe herrschen höhere Drücke durch
α
= 15 °C,
p
p
= 1 013,25 hPa) gelösten Sauerstoff bei einem
vorgegebenen Chlorid-Anteil (Tab. 32).
Zur Beurteilung von Sauerstoff zehrenden
Reinigungsvorgängen (Abbau organischer Belas-
tungen im Grundwasser) ist schließlich von Be-
deutung, dass der Gastransport in der wasserun-
gesättigten Bodenzone und im Grundwasser zu
einem wesentlichen Teil auf Diffusionsvorgängen
im gas- und wassergefüllten Hohlraum der Ge-
steine beruht. A
LBERTSEN
& M
ATTHEß
(1977) stell-
ϑ
Tab. 31:
Löslichkeit
L
(cm
3
/l) von Gasen in Wasser bei verschiedenen Temperaturen.
0 °C
10 °C
20 °C
Wasserstoff (H
2
)
21,5
19,6
18,2
Methan (CH
4
)
55,6
41,8
33,1
Stickstoff (N
2
)
23,5
18,5
15,5
Sauerstoff (O
2
)
49,3
38,4
31,4
Kohlenstoffdioxid (CO
2
)
1710
1190
878
Ammoniak (NH
3
)
1300
910
711
