Química > Ambiental > Chuva ácida

A chuva ácida causa danos em seres vivos (animais, plantas), no ambiente (rios, lagos) e até mesmo em construções e esculturas. É um problema grave, por exemplo, em países no norte da Europa , e na China, onde se queima muito carvão, liberando dióxido de enxofre (entre outras substâncias nocivas e também gás carbônico, obviamente) que dissolve na água (da chuva) e forma ácido sulfúrico (um ácido forte), H₂SO₄ . O processo é o seguinte:

SO₂ + OH· → HOSO₂·

HOSO₂· + O₂ → HO₂· + SO₃

SO₃(g) + H₂O (l) → H₂SO₄ (aq)

Como todas as reações químicas, aquelas relacionadas ao meio ambiente e aos seres vivos (responsáveis pelos processos que constituem a vida) são muito sensíveis a variações de temperatura e acidez (pH). Enzimas, por exemplo, se tornam desativadas se as condições de acidez não são adequadas.Um exemplo disso é o ambiente acídico no interior do estômago e dos lisossomos (organelas celulares responsáveis por destruição de moléculas que não são mais necessárias). As enzimas responsáveis por digestão se tornam inativas se a acidez é reduzida, evitando que elas causem destruição caso se encontrem fora de seus devidos lugares. Outro exemplo: o aumento da acidez aumenta a disponibilidade ambiental de elementos como o alumínio, que é toxico para a vida.

 

Ácido carbônico

É interessante notar que a chuva já é ácida mesmo em ambientes sem poluição. Isto deve-se ao gás carbônico do ar que dissolve nas gotas de chuva e produz ácido carbônico. No entanto, o ácido carbônico é relativamente fraco .

H₂O (l) + CO₂ (g) ⇌ H₂CO₃ (aq)

Normalmente pensamos em sólidos (como sal de cozinha) dissolvendo em água e a ideia de um gás dissolver na água pode ser estranha a princípio. Pense em quando se abre uma garrafa de refrigerante, ou champagne, e o gás dissolvido no líquido é liberado devido à redução da pressão. Só notamos a presença do gás após a abertura da garrafa. Quanto maior a pressão , mais o gás se dissolve. A quantidade de gás dissolvida pode ser calculada pela Lei de Henry (ver aqui) de modo que se pode calcular o pH da chuva.

 

Chuva ácida: pH de aproximadamente 4,3

A acidez é medida pelo pH; quanto menor o valor deste, maior a acidez. Uma solução neutra possui pH = 7.

O pH da chuva sem poluição é de 5,6 (apenas com ácido carbônico). No caso de chuva ácida o pH pode chegar a aproximadamente 4,3.

Ácido nítrico

Óxidos de nitrogênio também são causadores de chuva ácida. Estes se dissolvem na água da chuva produzindo ácido nítrico:

NO₂ + OH· → HNO₃

Este é um ácido forte, assim como o ácido sulfúrico, que é o outro principal causador de chuva ácida..

São produzidos, por exemplo, por veículo que usam o combustível Diesel. Motores a Diesel emitem grande quantidade de óxidos de nitrogênio devido à alta temperatura de combustão, que favorece a reação entre os gases oxigênio e nitrogênio.

 

Emissões não antropogênicas

Perceba que a poluição que causa chuva ácida não é emitida apenas pelos humanos (antropogênica). Vulcões , por exemplo, emitem grandes quantidades de SO₂ . Óxidos de nitrogênio podem ser produzidos em raios (em tempestades) ou incêndios: eles se formam a partir do oxigênio e nitrogênio presentes na atmosfera.

 

Efeitos em construções

As rochas constituídas de carbonato de cálcio, como o mármore por exemplo, são sensíveis ao ácido. Uma demonstração típica de um laboratório de química é dissolver um pedaço de calcáreo ou mármore em um tubo de ensaio contendo ácido, e observar o gás que é liberado no processo. A pedra dissolve segundo a equação:

CaCO₃(s) + H₂SO₄ (aq) ⇌ CaSO₄ (s) + CO₂ (g) + H₂O (l)

O produto sólido é o sulfato de cálcio (gesso).

Dessa forma, é comum que estátuas ou edifícios tenha suas faces deformadas pelo ataque ácido. Metais também podem ser atacados pelo ácido.

 

O que se pode fazer pra evitar o problema?

É difícil pois seria necessário diminuir o uso de carros ou a produção de energia elétrica. Mas existem algumas soluções que aliviam o problema:

Algumas usinas termoelétricas que queimam carvão (como na Inglaterra por exemplo) possuem um sistema de remoção do SO₂dos gases emitidos. Chama-se flue-gas desulfurization (FGD) . O material removido pode ser descartado (ema terro sanitário) ou utilizado para a produção de ácido sulfúrico , que é um importante produto industrial.

Caminhões (que usam Diesel e portanto produzem óxidos de nitrogenio) são equipados (no aso dos mais novos) com um sistema de eliminaçãio de óxido de nitrogênio. Este sistema consome um líquido chamado Arla, que deve ser abastecido em um tanque instalado especialmente para ele. ARLA (Agente Redutor Liquido de Óxido de Nitrogênio Automotivo) é uma solução de 32,5% de ureia em água.

O ARLA transforma o óxido de nitrogênio em nitrogênio (N₂):

(NH)₂CO (ureia) + H₂O (água) → 2NH₃ (amônia) + CO₂ (gás carbônico)

4NH₃ (amônia) + 4NO (óxido nítrico) + O₂ (oxigênio) → 4N₂ (nitrogênio) + 6H₂O (vapor d’água)

Infelizmente este sistema é obrigatório apenas para caminhões produzidos a partir de 2012. Os caminhões velhos podem seguir poluindo à vontade...

 

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