Wat is het verband tussen zure regen en zwavelzuur?
Zure regen is een soort regen die zuurder is dan normaal. Hoewel het extra zuur afkomstig kan zijn van vulkanische gassen en rottende vegetatie, kunnen kunstmatige bronnen zuur toevoegen aan regen wanneer fossiele brandstoffen worden verbrand en bepaalde gassen in de lucht vrijgeven. Zure regen en zwavelzuur zijn nauw met elkaar verweven, omdat zwavelzuur het grootste deel van de zure component van regenwater uitmaakt.
Zwavelzuur is een molecuul met twee waterstofatomen, een zwavelatoom en vier zuurstofatomen. Dit geeft het zuur de chemische formule van H2SO4. Deze stof is aanwezig in zure regen, hoewel niet precies in die vorm. Krachtige zuren zoals zwavelzuur hebben de neiging zich gemakkelijk te mengen met watermoleculen en breken in twee delen uiteen in het water.
Deze segmenten zijn een waterstofatoom en de rest van het molecuul, dat nu HSO 4 is . Het waterstofatoom is positief geladen wanneer het van het oorspronkelijke zuurmolecuul valt, dus het is een positief ion. Omdat de meeste chemicaliën in evenwicht zijn, is het andere deel van het zwavelzuurmolecuul negatief geladen. pH, een maat voor de zuurgraad, kent zuurwaarden toe aan stoffen op basis van hoeveel waterstofionen het bevat. Zure regen en zwavelzuur worden daarom zuurder naarmate er meer waterstofionen aanwezig zijn.
Voordat de zwavelverbinding zelfs in de regen komt, moet deze in de atmosfeer komen. Dit gebeurt omdat gassen die zwavel bevatten in de lucht kunnen zweven. Natuurlijke bronnen van deze gassen, die waterstofsulfide en zwaveldioxide zijn, zijn respectievelijk emissies van vulkanen of gas geproduceerd door rottende plantenmaterie.
Waterstofsulfide heeft de chemische formule H2S, wat betekent dat het twee waterstofatomen en een zwavelatoom heeft. Dit specifieke zwavelgas reageert met de reeds in de lucht aanwezige zuurstof en verandert in zwaveldioxide. Zwaveldioxide, van H2S-reacties of van vulkanische emissies, is een minder complexe molecule dan wanneer het een zuur wordt, omdat het slechts twee zuurstofatomen en één zwavelatoom bevat.
Chemisch gezien wordt zwaveldioxide vertegenwoordigd door SO 2 . Het meeste van dit gas in de atmosfeer van de aarde is afkomstig van menselijke activiteit. Dit komt voornamelijk door de warmteafbraak van fossiele brandstoffen. Fossiele brandstoffen zijn een vorm van vervallen plantaardig materiaal, dat in miljoenen jaren steenkool, olie of gas is geworden. Elektrische centrales maken het meeste, maar de industrie, verwarming van huizen en auto-emissies kunnen ook bijdragen.
Dit gas drijft omhoog in de lucht en vermengt zich met de druppeltjes water in regenwolken. De SO 2 verandert in SO 3 , door interactie met zuurstof uit de lucht, alvorens te mengen met het water in de wolk. Water, dat twee waterstofatomen en één zuurstof bevat, reageert met de SO3 om H2S04 te vormen, wat zwavelzuur is.
Wanneer zure regen en zwavelzuur op aarde vallen, kan de lage pH schadelijk zijn voor organismen en levenloze voorwerpen. Waterlopen die te veel zure regen en zwavelzuur ontvangen, kunnen ongezonde plekken worden voor vissen en planten om in te leven. Bouwmaterialen zoals marmer kunnen langzaam worden geërodeerd door het zuur. Over het algemeen kan zelfs normale regenval een zure pH hebben, die ongeveer 5,6 is. Regen met een pH lager dan deze, zoals 3.0, wordt beschouwd als zure regen en kan een teken zijn van lokale vervuiling.