4.7 A Química da Chuva Ácida
Objectivo de aprendizagem
- Compreender a química da chuva ácida.
Reacções ácido-base podem ter um forte impacto ambiental. Por exemplo, um aumento dramático da acidez da chuva e da neve nos últimos 150 anos está dissolvendo as superfícies de mármore e calcário, acelerando a corrosão dos objetos metálicos e diminuindo o pH das águas naturais. Este problema ambiental é chamado de chuva ácida – precipitação que é dramaticamente mais ácida devido às atividades humanas. e tem conseqüências significativas para todos os organismos vivos. Para entender a chuva ácida é necessário entender as reações ácido-base em solução aquosa.
O termo chuva ácida é na verdade um pouco enganador porque mesmo a água pura da chuva coletada em áreas remotas da civilização é ligeiramente ácida (pH ≈ 5.6) devido ao dióxido de carbono dissolvido, que reage com a água para dar ácido carbônico, um ácido fraco:
Equação 4.44
CO2(g) + H2O(l) ⇌ H2CO3(aq) ⇌ H+(aq) + HCO3-(aq)
O químico inglês Robert Angus Smith é geralmente creditado com a frase chuva ácida em 1872 para descrever o aumento da acidez da chuva nos centros industriais britânicos (como Manchester), que aparentemente foi causada pelos excessos desenfreados da primeira Revolução Industrial, embora a conexão ainda não tenha sido compreendida. Naquela época, não havia uma boa maneira de medir as concentrações de íons de hidrogênio, por isso é difícil conhecer o pH real da chuva observado por Smith. Os valores típicos de pH da chuva nos Estados Unidos continental agora variam de 4 a 4,5, com valores tão baixos quanto 2,0 relatados para áreas como Los Angeles. Lembre-se da Figura 4.15 “Uma parcela de pH versus , que está presente em alguns solos, é insolúvel”. Em valores mais baixos de pH, entretanto, Al(OH)3 dissolve-se através da seguinte reação:
Equação 4.53
Al(OH)3(s) + 3H+(aq) → Al3+(aq) + 3H2O(l)
O resultado é o aumento dos níveis de íons Al3+ nas águas subterrâneas. Como o íon Al3+ é tóxico para as plantas, altas concentrações podem afetar o crescimento das plantas. A chuva ácida também pode enfraquecer as folhas e raízes das plantas de tal forma que as plantas são incapazes de suportar outras tensões. A combinação dos dois efeitos pode causar danos significativos às florestas estabelecidas, tais como a Floresta Negra na Alemanha e as florestas do nordeste dos Estados Unidos e Canadá e outros países (Figura 4.19 “Danos causados pela chuva ácida em uma floresta na República Checa”).
Figure 4.19 Danos causados pela chuva ácida em uma floresta na República Checa
Árvores e muitas outras plantas são sensíveis ao alumínio e a outros metais nas águas subterrâneas. A chuva ácida aumenta a concentração de Al3+ nas águas subterrâneas, afetando assim negativamente o crescimento das plantas. Grandes seções de florestas estabelecidas foram severamente danificadas.
Sumário
Chuvas ácidas são chuvas cujo pH é inferior a 5,6, valor tipicamente observado, devido à presença de dióxido de carbono dissolvido. A chuva ácida é causada por óxidos de nitrogênio e dióxido de enxofre produzidos tanto por processos naturais como pela combustão de combustíveis fósseis. Eventualmente, estes óxidos reagem com oxigênio e água para dar ácido nítrico e ácido sulfúrico.
Key Takeaway
- Os efeitos prejudiciais da chuva ácida levaram a uma forte pressão sobre a indústria para minimizar a liberação de reagentes nocivos.
Problemas conceptuais
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Por que é recomendado que as bancadas de mármore não sejam usadas em cozinhas? O mármore é composto principalmente de CaCO3.
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Explicar porque é que a dessulfuração de combustíveis fósseis é uma área de investigação intensa.
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Qual é o papel do NOx na formação de chuva ácida?