Porque esse tipo de precipitação recebe esse nome qual a relação desse nome com a sua composição

Tópicos

Para reflexão:

• O que causa um excesso de acidez na água de chuva?
• Como a acidez da chuva poderia danificar o meio ambiente?
• O que pode ser feito para minimizar a emissão de contaminantes para a atmosfera? O que cada um de nós pode fazer?

O que é chuva ácida?

Sabemos que o pH da água pura é 7,0, mas quando o dióxido de carbono (CO2) presente na atmosfera se dissolve na água, ocorre a formação do ácido carbônico (H2CO3), e portanto o pH da água em equilíbrio com o CO2 atmosférico é de 5,6. Veja a figura e equações mostrando a formação e dissociação do ácido carbônico: O2 (g) + H2O (l) → H2CO3 (aq) H2CO3 (aq) → H+ (aq) + HCO3- (aq) HCO3- (aq) → H+ (aq) + CO32- (aq)

Apesar da chuva em equilíbrio com o gás carbônico já ser ácida, só dizemos que a chuva tem um excesso de acidez quando seu pH for menor que 5,6.

O aumento da acidez na chuva ocorre principalmente quando há um aumento na concentração de óxidos de enxofre e nitrogênio na atmosfera. Estes óxidos e o óxido de carbono são chamados de óxidos ácidos, porque em contato com a água (neste caso água de chuva) formam ácidos.

Topo

Como é formada a chuva ácida?

O nitrogênio gasoso (N2) e o oxigênio molecular (O2) da atmosfera podem reagir formando o monóxido de nitrogênio (NO). No entanto, esta reação não é espontânea, necessitando de muita energia para ocorrer. Por exemplo, durante a queima de combustível no motor do carro ou em fornos industriais a temperatura é muito elevada, fornecendo a energia necessária para que ocorra a formação do monóxido de nitrogênio de forma eficiente.

N2 (g) + O2 (g) → 2 NO (g) (em altas temperaturas)

O monóxido de nitrogênio pode ser oxidado na atmosfera (que contém O2) e formar o dióxido de nitrogênio (NO2) que tem cor marrom. Muitas vezes, o fato do céu ter um tom marrom em cidades com tantos veículos como São Paulo, se deve à formação do NO2 na atmosfera, somado com a grande emissão de material particulado (incluindo a fuligem) que também escurece a atmosfera. O dióxido de nitrogênio pode sofrer novas reações e formar o ácido nítrico (HNO3), que contribui para aumentar a acidez da água de chuva.

Um carro produzido em 1995 produz até 10 vezes mais NO que um carro produzido hoje. Isto porque os carros modernos possuem um conversor catalítico que reduz muito a formação do NO. O conversor catalítico (ou catalisador) contém metais como paládio, platina e ródio, que transforma grande parte dos gases prejudiciais à saúde e ao meio ambiente, em gases inertes como N2 e CO2. Devemos lembrar que o CO2 é um gás que não prejudica diretamente a saúde humana, mas colabora para aumentar o efeito estufa.

2CO (g) + 2NO (g)  

2CO (g) + O2 (g)  

2NO (g)  

É importante salientar que com ou sem catalisador o carro continua emitindo imensas quantidades de CO2 para a atmosfera. O catalisador tem um papel importantíssimo, mas atua de forma a minimizar apenas as emissões de CO e NO.

O dióxido de enxofre (SO2) é o responsável pelo maior aumento na acidez da chuva. Este é produzido diretamente como subproduto da queima de combustíveis fósseis como a gasolina, carvão e óleo diesel. O óleo diesel e o carvão são muito impuros, e contém grandes quantidades de enxofre em sua composição, sendo responsáveis por uma grande parcela da emissão de SO2 para a atmosfera. Atualmente no Brasil, a Petrobrás tem investido muito na purificação do diesel a fim de diminuir drasticamente as impurezas que contém enxofre.

De forma equivalente a outros óxidos, o SO2 reage com a água formando o ácido sulfuroso:

SO2 (g) + H2O (l) → H2SO3 (aq)

H2SO3 (aq)  →   H+(aq) + HSO3- (aq)

O dióxido de enxofre também pode sofre oxidação na atmosfera e formar o trióxido de enxofre (SO3), que por sua vez, em contato com a água da chuva irá formar o ácido sulfúrico (H2SO4), que é um ácido forte.

SO2 (g) + ½ O2 (g) →  SO3 (g)

SO3 (g) +  H2O (l)  →  H2SO4 (aq)

H2SO4 (aq)  →  2H+ (aq) + SO42- (aq)

Topo

Algumas conseqüências da elevada emissão de SO2 .

A água de um lago em condições naturais tem o pH em torno de 6,5 – 7,0, podendo manter uma grande variedade de peixes, plantas e insetos, além de manter animais e aves que vivem no seu entorno e se alimentam no lago. O excesso de acidez na chuva pode provocar a acidificação de lagos, principalmente aqueles de pequeno porte. O pH em torno de 5,5 já pode matar larvas, pequenas algas e insetos, prejudicando também os animais que dependem desses organismos para se alimentar. No caso do pH da água chegar a 4,0 – 4,5, já pode ocorrer a intoxicação da maioria das espécies de peixes e levá-los até a morte.

O solo também pode ser acidificado pela chuva, porém alguns tipos de solo são capazes de neutralizar pelo menos parcialmente a acidez da chuva por causa da presença de calcário e cal (CaCO3 e CaO) natural. Os solos que não têm calcário são mais suscetíveis à acidificação. A neutralização natural da água de chuva pelo solo minimiza o impacto da água que atinge os lagos pelas suas encostas (lixiviação). Uma chuva ácida provoca um maior arreste de metais pesados do solo para lagos e rios, podendo intoxicar a vida aquática.

Um outro fator muito importante sobre a emissão de SO2 é a formação de ácidos no corpo humano, a medida que respiramos. Este ácido pode provocar problemas como coriza, irritação na garganta e olhos e até afetar o pulmão de forma irreversível. No ano de 1952, na cidade de Londres, aproximadamente 4000 pessoas morreram em poucos dias como conseqüência da alta emissão de SO2 na atmosfera, proveniente da queima do carvão nas casas e nas indústrias naquela região. Normalmente esses gases eram dispersos para camadas mais elevadas na atmosfera, mas na época houve um fenômeno metereológico (inversão térmica) que causou um resfriamento súbito da atmosfera impedindo a dispersão dos gases. Hoje em dia a cidade de Londres tem uma atmosfera muito menos contaminada por SO2, e portanto um desastre de proporções tão grandes como as de 1952 é muito improvável de ocorrer.

A emissão de NO2, que provém principalmente da queima de combustíveis pelos carros também pode provocar problemas respiratórios e diminuir a resistências do organismo à vários tipos de infecções.

A acidez da atmosfera não só afeta aos seres vivos como também pode danificar a superfície de monumentos históricos e edifícios feitos de mármore (CaCO3 ) por causa da reação com o ácido. Podemos representar esse ácido de forma genérica (H+):

CaCO3 (s) + 2H+(aq)  → Ca2+ (aq) + H2O (l) + CO2 (g)

Topo

O ar poluído pode ser transportado?

Quando uma indústria emite gases e material particulado para a atmosfera, podemos ver que a fumaça "viaja" pelo ar. Desta forma, quando chover, esses contaminantes poderão ser depositados longe das fontes emissoras.

Por exemplo, no Pólo Petroquímico de Cubatão (perto de Santos - SP) são emitidas toneladas de SO2 na atmosfera por ano, e a chuva que cai em cidades não industrializadas, a mais de 100 km de distância, muitas vezes é ácida por causa dessas indústrias. O SO2 produzido pela queima do carvão na Termoelétrica da Candiota no Rio Grande do Sul chega até o Uruguai, prejudicando o meio ambiente também daquele país. Esta é a chamada poluição trans-fronteiriça,isto é, ultrapassa as fronteiras de um país.

Depois da leirura, faça o experimento e as questões sobre chuva ácida.

Topo

A chuva ácida é um fenômeno causado pela poluição atmosférica. Principalmente por meio da queima de combustíveis fósseis em indústrias e em automóveis, o ser humano vem lançando uma grande quantidade de gases poluentes, como alguns óxidos.

Os óxidos são compostos inorgânicos binários que têm o oxigênio como elemento mais eletronegativo. Entre eles, temos uma classe que são os óxidos ácidos, que são chamados assim porque reagem com a água, gerando ácidos, e também reagem com bases, formando água e sal.

Os principais óxidos ácidos lançados na atmosfera e que reagem com a água das chuvas, produzindo as chuvas ácidas, são os óxidos de enxofre (SO2 e SO3) e de nitrogênio (N2O, NO e NO2).

Mapa Mental: Chuva Ácida

*Para baixar o mapa mental em PDF, clique aqui!

Os maiores vilões são os óxidos de enxofre, pois, conforme as equações químicas a seguir mostram, eles reagem com a água e formam o ácido sulfúrico, o mesmo ácido usado em baterias de automóveis, que é um ácido muito forte:

S(s) + O2(g) → SO2(g)
SO2(g) + H2O(l)→ HSO3(aq) (Ácido sulfuroso)

SO2(g)+ ½ O2(g) → SO3(g)
SO3(g) + H2O(l)→ H2SO4(aq) (Ácido sulfúrico)

Os óxidos de nitrogênio reagem com a água da chuva, formando o ácido nítrico (HNO3) e o ácido nitroso (HNO2), que, ao longo do tempo, podem causar certo impacto ambiental.

N2(g) + 2 O2(g) → 2 NO2(g)

NO2(g) + H2O(l)→ HNO2(aq) + HNO3(aq)

Esse termo “chuva ácida” foi usado pela primeira vez pelo químico e climatologista inglês Robert Angus Smith ao descrever a precipitação ácida que ocorreu sobre a cidade de Manchester no início da Revolução Industrial.

Na verdade, toda chuva é ácida, pois o pH de suas águas fica naturalmente abaixo de 7, principalmente por volta de 5,6, tendo em vista a presença normal de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera, que reage com a água e gera o ácido carbônico (H2CO3), um ácido fraco.

No entanto, tecnicamente é chamada de “chuva ácida” toda chuva que adquire pH menor que 4,5.

A preocupação relacionada com a ocorrência das chuvas ácidas ocorre porque ela causa vários estragos ambientais, trazendo problemas para as plantas, destruindo folhas e galhos das árvores, para o solo, provocando a sua alteração química, para as águas de rios e lagos, levando à morte de peixes, contaminando também as águas subterrâneas, além de estar relacionada com o surgimento de doenças respiratórias.

Além desse estrago ambiental, as chuvas ácidas reagem com carbonatos, como o mármore (calcário – carbonato de cálcio – CaCO3) que compõe as estátuas, monumentos históricos e muitos materiais usados na construção civil, que são, com o tempo, degradados. Reagem também com metais, destruindo estruturas metálicas de prédios e pontes.

Por Jennifer Fogaça

Graduada em Química