La chimica delle piogge acide

4.7 La chimica delle piogge acide

Le reazioni acido-base possono avere un forte impatto ambientale. Per esempio, un drammatico aumento dell’acidità della pioggia e della neve negli ultimi 150 anni sta dissolvendo le superfici di marmo e calcare, accelerando la corrosione degli oggetti metallici e diminuendo il pH delle acque naturali. Questo problema ambientale è chiamato pioggia acidaPrecipitazioni che sono drammaticamente più acide a causa delle attività umane. e ha conseguenze significative per tutti gli organismi viventi. Capire le piogge acide richiede una comprensione delle reazioni acido-base in soluzione acquosa.

Il termine pioggia acida è in realtà un po’ fuorviante perché anche l’acqua piovana pura raccolta in aree lontane dalla civiltà è leggermente acida (pH ≈ 5,6) a causa dell’anidride carbonica dissolta, che reagisce con l’acqua per dare acido carbonico, un acido debole:

Il chimico inglese Robert Angus Smith è generalmente accreditato per aver coniato la frase pioggia acida nel 1872 per descrivere l’aumento dell’acidità della pioggia nei centri industriali inglesi (come Manchester), che era apparentemente causata dagli eccessi sfrenati della prima rivoluzione industriale, anche se il collegamento non era ancora compreso. A quel tempo, non c’era un buon modo per misurare le concentrazioni di ioni idrogeno, quindi è difficile conoscere il pH effettivo della pioggia osservata da Smith. I valori tipici di pH per la pioggia negli Stati Uniti continentali ora vanno da 4 a 4,5, con valori bassi come 2,0 riportati per aree come Los Angeles. Ricordiamo dalla figura 4.15 “Un grafico del pH rispetto a , che è presente in alcuni terreni, è insolubile. A valori di pH più bassi, tuttavia, Al(OH)3 si dissolve attraverso la seguente reazione:

Il risultato è un aumento dei livelli di ioni Al3+ nelle acque sotterranee. Poiché lo ione Al3+ è tossico per le piante, alte concentrazioni possono influenzare la crescita delle piante. Le piogge acide possono anche indebolire le foglie e le radici delle piante così tanto che le piante non sono in grado di sopportare altri stress. La combinazione dei due effetti può causare danni significativi alle foreste consolidate, come la Foresta Nera in Germania e le foreste del nord-est degli Stati Uniti e del Canada e di altri paesi (Figura 4.19 “Danni da pioggia acida a una foresta nella Repubblica Ceca”).