Lluvia ácida según Timberlake (2013)

Red Cientifica Escolar
16 ago
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Actualizado: 17 ago

Guía de Lectura para relacionar pH, actividad humana y biodiversidad.

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LA QUÍMICA EN EL AMBIENTE

LLUVIA ÁCIDA

La lluvia es un poco ácida, con un pH de 5.6. En la atmósfera, el dióxido de carbono se combina con agua para formar ácido carbónico, un ácido débil, que se disocia para producir iones hidronio y bicarbonato.

CO₂(g) + H₂O(l) ⇌ H₂CO₃(ac)

H₂CO₃(ac) + H₂O(l) ⇌ H₃O⁺(ac) + HCO₃⁻(ac)

Sin embargo, en muchas partes del mundo la lluvia se ha vuelto considerablemente más ácida. Lluvia ácida es un término que se da a la precipitación en forma de lluvia, nieve, granizo o niebla en la que el agua tiene un pH que es menor a 5.6. En Estados Unidos, los valores de pH de la lluvia en algunas áreas han disminuido a cerca de 4-4.5. En algunas partes del mundo se han reportado valores de pH de apenas 2.6, que es casi tan ácido como el jugo de limón o el vinagre. Puesto que el cálculo del pH involucra logaritmos de 10, un valor de pH de 2.6 sería 1000 veces más ácido que la lluvia natural.

Si bien las fuentes naturales como volcanes e incendios forestales liberan SO₂, las principales fuentes de lluvia ácida en la actualidad son la quema de combustibles fósiles en automóviles y de carbón en plantas industriales. Cuando el carbón y el petróleo se queman, las impurezas de azufre se combinan con oxígeno del aire para producir SO₂ y SO₃. La reacción de SO₃ con agua forma ácido sulfúrico, H₂SO₄, un ácido fuerte.

S(g) + O₂(g) → SO₂(g)

2SO₂(g) + O₂(g) → 2SO₃(g)

SO₃(g) + H₂O(l) → H₂SO₄(ac)

En un esfuerzo por reducir la formación de lluvia ácida, las leyes exigen reducir las emisiones de SO₂. Las plantas que queman carbón tienen instalado un proceso llamado "lavado de desulfurización que absorben el SO₂ antes de ser emitido. En la chimenea de una fábrica, el "lavado" elimina 95% del SO₂ a medida que los gases del proceso que contienen SO₂ pasan por la piedra caliza (CaCO₃) y agua. El producto final, CaSO₄, también denominado "yeso", se utiliza en agricultura como acondicionador del suelo y fertilizante, y para preparar productos de cemento.

El óxido de nitrógeno se forma a temperaturas altas en los motores de los automóviles a medida que se quema aire que contiene gases de nitrógeno y oxígeno. A medida que el óxido de nitrógeno se emite al aire, se combina con más oxígeno y forma dióxido de nitrógeno, que es el que le confiere el color pardo al esmog. Cuando el dióxido de nitrógeno se disuelve en agua en la atmósfera, se forma ácido nítrico, un ácido fuerte.

N₂(g) + O₂(g) → 2NO(g)

2NO(g) + O₂(g) → 2NO₂(g)

3NO₂(g) + H₂O(g) → 2HNO₃(ac) + NO(g)

Las corrientes de aire en la atmósfera transportan ácido sulfúrico y ácido nítrico muchos miles de kilómetros antes de precipitarse en regiones lejanas al sitio de la contaminación inicial. Los ácidos de la lluvia ácida tienen efectos dañinos en las estructuras de mármol y de caliza, lagos y bosques. En todo el mundo hay monumentos de mármol (una forma de CaCO₃) que se deterioran a medida que la lluvia ácida disuelve el mármol.

CaCO₃(s) + H₂SO₄(ac) → CO₂(g) + H₂O(l) + CaSO₄(ac)

La lluvia ácida cambia el pH de muchos lagos y corrientes acuáticas en algunas partes de Estados Unidos y Europa. Cuando el pH de un lago desciende por abajo de 4.5, casi todo pez o vida vegetal puede sobrevivir. Si el suelo cercano al lago se vuelve más ácido, el aluminio se vuelve más soluble. Los niveles cada vez más altos de ion aluminio en los lagos son tóxicos para los peces y otros animales acuáticos.

También árboles y bosques son susceptibles a la lluvia ácida. La lluvia ácida rompe el recubrimiento ceroso protector de las hojas e interfiere con la fotosíntesis. El crecimiento de los árboles se ralentiza porque los nutrientes y minerales del suelo se disuelven y se van con el agua. En Europa oriental la lluvia ácida está provocando un desastre ambiental. Cerca del 70% de los bosques de la República Checa ha sufrido daños graves, y algunas partes de la tierra son tan ácidas que los cultivos no crecerán más.