Il ritorno dell’acqua evaporata e delle mille sostanze in essa disciolte sulla superficie terrestre si manifesta sempre con piogge acide.
In assenza di inquinamento, nell’atmosfera l’anidride carbonica reagisce con l’acqua formando acido carbonico: CO2 + H2O = H2CO3,
l’ acido carbonico H2CO3 è un acido debole può ionizzare H3O(+) eHCO3(-).
In un litro di acqua si discioglie pochissima anidride carbonica: 1,45 grammi a temperatura e pressione ambiente.
La pioggia mescolandosi alla CO2 ha così un ph 5,6.
Gli oceani trattengono il 25% della CO2 che in parte viene utilizzata per la fotosintesi del fitoplancton e in parte con i resti morti degli animali marini precipita nei fondali come calcio carbonato.
Il carbonato di calcio che precipita nei fondali marini è l’unico modo per sequestrare per sempre la anidride carbonica.
Piogge acide dagli ossidi di azoto
La combustione ad alte temperature dell’aria contenente N2, porta alla produzione di ossidi di azoto NOx: N2+O2 = 2 NO o monossido d’azoto. L’NO libero nell’atmosfera ossida rapidamente: 2 NO + O2 = 2 NO2- nitrito, che in presenza dell’acqua delle piogge reagisce: 2 NO2 + H2O = HNO2 + HNO3
L’ HNO2 o acido nitroso è un acido debole, in presenza dell’ossigeno atmosferico reagisce ulteriormente formando l’HNO3 o acido nitrico.
Insomma da 2 N2 + 5 O2 = 2 H2O + 4 HNO3.
L’acido nitrico è un acido forte.
Vedi anche il ciclo dell’azoto.
Piogge acide dall’anidride solforosa
La combustione degli idrocarburi come il carbone e l’olio combustibile ad alto numero di atomi di carbonio, porta alla liberazione di ossidi di zolfo, soprattutto anidride solforosa SO2.
In natura l’anidride solforosa SO2 viene rilasciata in atmosfera dai vulcani, dall’incendio dei boschi e dalla decomposizione microbica, non bisogna dimenticare che gli aminoacidi metionina, cisteina, cistina, omocisteina e taurina contengono zolfo.
L’anidride solforosa SO2 + H2O = H2SO3 o acido solforoso.
L’acido solforoso 2 H2SO3 + O2 = 2 H2SO4 o acido solforico.
L’acido solforico è un acido forte.
Gli effetti delle piogge acide
L’ acido carbonico H2CO3, l’acido nitrico HNO3 e l’acido solforico H2SO4 sono le molecole responsabili dirette degli effetti delle piogge acide.
Questi tre acidi sono composti ternari dell’ossigeno.
Effetti sulle rocce di carbonato di calcio CaCO3
Gli acidi sciolgono il carbonato di calcio CaCO3 sviluppando l’effervescenza per la formazione di anidride carbonica.
La reazione base è carbonato di calcio CaCO3 + 2 H(+) = Ca(++) + CO2 + H2O.
L’acido solforico H2SO4 + CaCO3 -> CaSO4 + H2O + CO2
Effetti sulle infrastrutture ferrose
L’acido solforico H2SO4 + Fe + O2 -> FeSO4 + H2O
Effetti sulle piante
L’effetto sulle piante si deve soprattutto all’acido solforico H2SO4 che penetra nel terreno acidificandolo, quì il calcio viene sostituito dallo ione alluminio, indebolendo la pianta che diviene facilmente attaccabile dalle malattie.
Distribuzione geografica delle piogge acide
Le aree con piogge molto acide sono le coste degli Stati Uniti, l’Europa baltica e del mar del nord, le coste cinesi e il Giappone.
Invece le zone dove il ph è vicino alla neutralità sono quelle continentali, lontane dai mari, come l’Himalaya.
In fondo ogni elemento immesso nell’atmosfera, prima o poi ritorna sulla superficie terrestre, ad eccezione dell’ idrogeno e dell’elio che sono molto leggeri.