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Química da formação da chuva ácida

1872
Sistema de dessulfurização de gás de combustão em aplicações de química atmosférica.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

A chuva ácida resulta da reação do dióxido de enxofre (SO2) e dos óxidos de nitrogênio (NOx) atmosféricos com água, oxigênio e outras substâncias químicas. O SO2 é oxidado a ácido sulfúrico (H2SO4) e o NOx forma ácido nítrico (HNO3). Essas reações, frequentemente catalisadas pela luz solar, produzem compostos altamente ácidos que se depositam na Terra por via úmida ou seca, prejudicando os ecossistemas.

Os principais precursores da chuva ácida são o dióxido de enxofre (SO2) e os óxidos de nitrogênio (NOx), liberados na atmosfera principalmente pela queima de combustíveis fósseis em usinas de energia e veículos. Uma vez na atmosfera, esses gases sofrem transformações químicas complexas. Para o dióxido de enxofre, o processo pode ser resumido em duas etapas principais. Primeiro, o SO2 é oxidado a trióxido de enxofre (SO3): [latex]2SO_2(g) + O_2(g) \rightarrow 2SO_3(g)[/latex]. Essa reação pode ser lenta na fase gasosa, mas é significativamente acelerada na superfície de partículas atmosféricas ou em gotículas de água, onde catalisadores como ferro e manganês estão presentes. Posteriormente, o trióxido de enxofre reage rapidamente com a água para formar ácido sulfúrico: [latex]SO_3(g) + H_2O(l) \rightarrow H_2SO_4(aq)[/latex].

De forma semelhante, os óxidos de nitrogênio, principalmente o óxido nítrico (NO) e o dióxido de nitrogênio (NO₂), contribuem para a formação da chuva ácida. O NO é tipicamente emitido e, em seguida, oxidado na atmosfera a NO₂: [latex]2NO(g) + O₂(g) → 2NO₂(g)[/latex]. O dióxido de nitrogênio reage então com radicais hidroxila (OH) para formar ácido nítrico: [latex]NO₂(g) + OH(g) → HNO₃(g)[/latex]. Esses ácidos fortes, sulfúrico e nítrico, dissolvem-se em gotículas de água atmosféricas (nuvens, neblina, chuva, neve) e reduzem o pH da precipitação, frequentemente para níveis entre 4,2 e 4,4, o que é significativamente mais ácido do que a chuva natural (pH ~5,6). Essa precipitação acidificada tem impactos ambientais generalizados, incluindo a acidificação de lagos e rios, danos a florestas e plantações e a corrosão de edifícios e estátuas.

UNESCO Nomenclature: 2501
Ciências atmosféricas

Tipo

Processo Químico

Interrupção

Substancial

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • descoberta de elementos químicos como enxofre, nitrogênio e oxigênio
  • Compreensão de ácidos, bases e pH por químicos como Svante Arrhenius
  • Desenvolvimento de processos industriais durante a revolução industrial que liberaram grandes quantidades de SO2 e NOx
  • O trabalho de Antoine Lavoisier sobre combustão e o papel do oxigênio

Aplicações

  • Desenvolvimento de tecnologias de dessulfurização de gases de combustão (lavadores) para usinas de energia
  • calagem de lagos e solos para neutralizar a acidez
  • tratados internacionais para reduzir a poluição transfronteiriça (por exemplo, convenção sobre poluição atmosférica transfronteiriça de longo alcance)
  • Conversores catalíticos em veículos para reduzir as emissões de NOx

Patentes:

NA

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Relacionado a: chuva ácida, dióxido de enxofre, óxidos de nitrogênio, ácido sulfúrico, ácido nítrico, química atmosférica, deposição úmida, poluição ambiental, combustíveis fósseis, pH.

Contexto histórico

Química da formação da chuva ácida

1800
1838
1872
1910
1940
1940
1946
1650
1800
1852
1900
1912
1940
1940
1950

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

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