Lluvia ácida: origen, procesos químicos y reacciones atmosféricas

Resumen

El documento explica qué es la lluvia ácida y cómo se forma cuando el dióxido de azufre y los óxidos de nitrógeno reaccionan con el vapor de agua de la atmósfera. Describe las fuentes naturales e industriales de estos gases y las reacciones químicas de oxidación que producen ácido sulfúrico y ácido nítrico. Al terminar, el estudiante comprenderá el proceso químico completo de este fenómeno.

Puntos clave

La lluvia ácida se forma cuando el SO2 y los óxidos de nitrógeno se combinan con la humedad del aire y producen ácido sulfúrico y ácido nítrico.
Las erupciones volcánicas son una fuente natural de SO2, pero la industria metalúrgica es una de las fuentes principales.
Los combustibles fósiles contienen azufre (generalmente más del 1%) que al quemarse se oxida a dióxido de azufre: S + O2 → SO2.
En fase gaseosa, el SO2 reacciona con el radical hidroxilo y se transforma en SO3, que con el agua forma H2SO4.
El NO se forma a alta temperatura en motores de automóviles y aviones y se oxida a NO2, que con el agua da HNO3.

Ponte a prueba

Lluvia Ácida: Definición y Origen

La lluvia ácida se forma cuando la humedad en el aire se combina con el óxido de nitrógeno y el dióxido de azufre emitidos por fábricas, centrales eléctricas y vehículos que queman carbón o productos derivados del petróleo. En interacción con el vapor de agua, estos gases forman ácido sulfúrico y ácidos nítricos. Finalmente, estas sustancias químicas caen a la tierra acompañando a las precipitaciones, constituyendo la lluvia ácida.

Formación de la Lluvia Ácida

Una gran parte del SO₂ (dióxido de azufre) emitido a la atmósfera procede de la emisión natural que se produce por las erupciones volcánicas, que son fenómenos irregulares. Sin embargo, una de las fuentes principales de SO₂ es la industria metalúrgica.

El SO₂ puede proceder también de otras fuentes, por ejemplo, como el sulfuro de dimetilo, (CH₃)₂S, y otros derivados, o como sulfuro de hidrógeno, H₂S. Estos compuestos se oxidan con el oxígeno atmosférico dando SO₂.

Procesos de Oxidación y Emisiones

Finalmente, el SO₂ se oxida a SO₃ (interviniendo en la reacción radicales hidroxilo y oxígeno) y este SO₃ se puede quedar disuelto en las gotas de lluvia. Gran parte de las emisiones de SO₂ provienen de procesos de obtención de energía: el carbón, el petróleo y otros combustibles fósiles contienen azufre en cantidades variables (generalmente más del 1%) y, debido a la combustión, el azufre se oxida a dióxido de azufre:

S + O₂ → SO₂

Los procesos industriales en los que se genera SO₂, por ejemplo, son en la industria metalúrgica.

Reacciones en Fase Gaseosa

En la fase gaseosa, el dióxido de azufre se oxida por reacción con el radical hidroxilo mediante una reacción intermolecular:

SO₂ + OH· → HOSO₂·
HOSO₂· + O₂ → HO₂· + SO₃

En presencia del agua atmosférica o sobre superficies húmedas, el trióxido de azufre (SO₃) se convierte rápidamente en ácido sulfúrico:

SO₃(g) + H₂O(l) → H₂SO₄(l)

Formación de Óxidos de Nitrógeno

El NO se forma por reacción entre el oxígeno y el nitrógeno a alta temperatura:

O₂ + N₂ → 2NO

Una de las fuentes más importantes es a partir de las reacciones producidas en los motores térmicos de los automóviles y aviones, donde se alcanzan temperaturas muy altas. Este NO se oxida con el oxígeno atmosférico:

O₂ + 2NO → 2NO₂

Y este 2NO₂ reacciona con el agua dando ácido nítrico que se disuelve en el agua:

3NO₂ + H₂O → 2HNO₃ + NO

Preguntas frecuentes

¿Cómo se forma la lluvia ácida?

Se forma cuando la humedad del aire se combina con el óxido de nitrógeno y el dióxido de azufre emitidos por fábricas, centrales eléctricas y vehículos. Estos gases forman ácido sulfúrico y ácido nítrico que caen con las precipitaciones.

¿Cuál es una de las fuentes principales de SO2?

Según el texto, una de las fuentes principales de SO2 es la industria metalúrgica. Las emisiones también proceden de la combustión de carbón y petróleo.

¿Qué ácido se forma a partir del SO3?

El SO3 se convierte rápidamente en ácido sulfúrico al reaccionar con el agua atmosférica o con superficies húmedas: SO3(g) + H2O(l) → H2SO4(l).