課程資訊
課程名稱
水質化學
Water Chemistry 
開課學期
110-1 
授課對象
理學院  地質科學系  
授課教師
温良碩 
課號
Geo5148 
課程識別碼
224 U2860 
班次
 
學分
2.0 
全/半年
半年 
必/選修
選修 
上課時間
星期四3,4(10:20~12:10) 
上課地點
地質212 
備註
限學士班三年級以上
總人數上限:30人 
Ceiba 課程網頁
http://ceiba.ntu.edu.tw/1101Geo5148_ 
課程簡介影片
 
核心能力關聯
核心能力與課程規劃關聯圖
課程大綱
為確保您我的權利,請尊重智慧財產權及不得非法影印
課程概述

對於所有生命而言,”水”至關重要,它是自然界的關鍵組成。 本課程將協助學生了解水的基本熱力學和動力學控制原理,以及各種理化參數對於水體環境的影響與反應,並解說自然界各類淡水和鹽水系統 (例如河流,湖泊,河 口,海洋,地下水和廢水)中重要化學過程的定性及定量方法。本課程內容主要針對地球科學和環境科學的本科生,但對其他領域學生也會多有助益。
Water is of critical importance for all life forms and represents a key component in nature and industrial processes. This course will describe chemical reactions and detail the quantitative treatments of important chemical processes both in fresh water and salt water systems, such as in rivers, lakes, estuaries, oceans, ground waters, and also wastewater. The course is primarily aimed at undergraduate students in geology, earth sciences and environmental sciences, but also other students, e.g. in chemistry, agriculture, should also find the course useful. 

課程目標
本課程詳述控制水中化學反應的基本原理。重點在於地球化學環境,提供解析自然和人為擾動系統的水質化學能力。重點主要專注在無機化學,主題包括:水循環,熱力學原理和化學平衡,碳酸鹽體系,酸和鹼,金屬離子,沉澱和溶解,氧化還原反應,水溶液系統的動力學控制,固體界面,水溶液中的生物地球化學過程系統,水化學變化等。
The course provides fundamental understanding on chemical reactions in natural waters. It provides a comprehensive treatment of homogeneous and heterogeneous chemical equilibria in natural aquatic systems, which includes a brief review of chemical thermodynamics that is followed by discussion of acid/base reactions, atmosphere-water equilibria, coordination and complex formation, precipitation/dissolution reactions, reduction-oxidation reactions, and solid-solution interface reactions. Emphasis is on thermodynamic and kinetic equilibrium calculations as a tool for understanding the factors governing the chemical composition of given aquatic systems and the fate of many substances. This provides a solid foundation for understanding and evaluating how human activities can influence nature waters. 
課程要求
具備基礎化學或分析化學能力 
預期每週課後學習時數
 
Office Hours
 
參考書目
Aquatic Chemistry (W. Stumm and J. Morgan, 3rd edition) 
指定閱讀
Water Chemistry (Mark M. Benjamin, 2nd edition) 
評量方式
(僅供參考)
 
No.
項目
百分比
說明
1. 
期末考Final Exam 
35% 
 
2. 
期中考Mid-term Exam 
35% 
 
3. 
課堂出席及作業 
30% 
 
 
課程進度
週次
日期
單元主題
第1週
9/23  課程簡介Introduction & Schedule (遠距教學)
Please click the following at the appointed time to join the meeting:
https://u.cyberlink.com/meeting/939771801 
第2週
9/30  基礎資訊,反應動力與平衡Fundamentals, Reaction Kinetics and the Kinetics-Based Interpretation of Equilibrium (遠距教學) 
第3週
10/07  酸鹼化學Acid and Base I: Acid/Base Speciation and Solutions to Acid/Base Problems (遠距教學) 
第4週
10/14  酸鹼平衡與圖解法Acid and Base II: Use of log C-pH Diagrams 
第5週
10/21  酸鹼滴定與緩衝平衡Acid and Base III: Titrations and Buffers 
第6週
10/28  溶解氣體與平衡Gas/Liquid Equilibrium I: Basic concepts 
第7週
11/04  二氧化碳與水化學Gas/Liquid Equilibrium II: Dissolved Carbon Dioxide 
第8週
11/11  期中考Mid-term Exam 
第9週
11/18  金屬錯合物與配位化學Metal Complex & Coordination Chemistry 
第10週
11/25  沉澱與溶解反應Precipitation and Dissolution I: Solution-Phase reactions 
第11週
12/02  非氫氧化物反應Precipitation and Dissolution II: Non Hydroxo Solids 
第12週
12/09  沉澱與溶解優勢圖Precipitation and Dissolution III: Predominance Diagram 
第13週
12/16  氧化還原基礎原理Oxidation-Reduction I: Concepts and Balance 
第14週
12/23  氧化還原反應與平衡Oxidation-Reduction II: Nature Redox reactions 
第15週
12/30  氧化還原電位酸鹼圖Oxidation-Reduction III: pE-pH Predominance diagrams 
第16週
01/06  期末考Final Exam