Chuva ácida: formação, efeitos e prevenção
Passas junto aos Jerónimos, em Lisboa, e reparas que a pedra calcária das esculturas está gasta e com os detalhes desfeitos. A chuva, que parece tão inofensiva, pode ser a responsável. Mas a chuva não é água pura: porque é que já é ácida «por natureza» e quando passa a ser um problema?
A chuva normal já é ácida
A água das nuvens está em contacto com o ar, e o ar contém dióxido de carbono, CO₂. Uma pequena parte do CO₂ dissolve-se na água e reage com ela, formando ácido carbónico, um ácido fraco:
$$\mathrm{CO_2(g) + H_2O(l) \rightleftharpoons H_2CO_3(aq)}$$O ácido carbónico ioniza-se parcialmente, libertando iões hidrónio:
$$\mathrm{H_2CO_3(aq) + H_2O(l) \rightleftharpoons HCO_3^-(aq) + H_3O^+(aq)}$$Por isso a chuva «limpa» tem $\mathrm{pH} \approx 5{,}6$ e não 7. Este valor é natural: não é poluição.
Chama-se chuva ácida à precipitação com pH inferior a esse valor natural, $\mathrm{pH} < 5{,}6$.
A chuva não poluída já é ligeiramente ácida (pH ≈ 5,6), porque o dióxido de carbono do ar se dissolve na água das nuvens formando ácido carbónico. Fala-se em chuva ácida…
A chuva não poluída já é ligeiramente ácida (pH ≈ 5,6), porque o dióxido de carbono do ar se dissolve na água das nuvens formando ácido carbónico. Fala-se em chuva ácida quando o pH da precipitação desce abaixo desse valor natural.
- a) Escreve a equação da reação do dióxido de carbono com a água que justifica a acidez natural da chuva.
- b) As termoelétricas que queimam carvão ou fuelóleo libertam óxidos de enxofre, e nos motores dos automóveis formam-se óxidos de azoto, devido às altas temperaturas. Completa as equações seguintes, que representam a formação do ácido sulfúrico e do ácido nítrico na atmosfera, indicando as fórmulas dos produtos e os coeficientes em falta:
- c) Indica uma fonte natural de emissão de dióxido de enxofre, além das fontes ligadas à atividade humana.
Como se forma a chuva ácida
A acidez extra vem de gases poluentes, sobretudo óxidos de enxofre (SO₂, SO₃) e óxidos de azoto (NO, NO₂).
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Enxofre: libertado pela queima de carvão e fuelóleo nas centrais termoelétricas e na indústria, porque estes combustíveis contêm enxofre.
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Azoto: nos motores dos automóveis, as temperaturas elevadas fazem reagir o N₂ e o O₂ do ar, formando NO.
Na atmosfera, estes óxidos oxidam-se e reagem com a água das nuvens, formando ácidos fortes:
O ácido sulfúrico e o ácido nítrico são ácidos fortes: ionizam-se totalmente e baixam muito mais o pH do que o ácido carbónico.
A União Europeia fixa, há décadas, limites às emissões de poluentes atmosféricos, e a Agência Portuguesa do Ambiente monitoriza a qualidade do ar e a acidez das águas…
A União Europeia fixa, há décadas, limites às emissões de poluentes atmosféricos, e a Agência Portuguesa do Ambiente monitoriza a qualidade do ar e a acidez das águas superficiais. A figura esquematiza o processo de formação da chuva ácida e os seus efeitos.
- a) Identifica, pelo nome e pela fórmula, os gases X e Y emitidos pelas fontes representadas.
- b) Identifica os dois ácidos que se formam na atmosfera a partir desses gases.
- c) Explica como a chuva ácida danifica as fachadas e as estátuas de calcário (carbonato de cálcio), como as do Mosteiro dos Jerónimos, e escreve a equação da reação do ácido sulfúrico com o carbonato de cálcio.
- d) Indica duas medidas de prevenção da chuva ácida — uma a aplicar nas fontes de emissão e outra ligada aos hábitos de transporte — e explica como cada uma reduz as emissões.
Efeitos da chuva ácida
Os iões $\mathrm{H_3O^+}$ em excesso atacam materiais e seres vivos:
- Monumentos e edifícios: o calcário e o mármore são feitos de carbonato de cálcio, que reage com ácidos:
A pedra dissolve-se lentamente e perde os detalhes, como nas fachadas e estátuas históricas.
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Metais: o ferro e outros metais corroem-se mais depressa (pontes, vedações, carros).
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Solos e florestas: a acidez retira nutrientes ao solo e liberta iões metálicos tóxicos, como o alumínio, que prejudicam as raízes.
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Lagos e rios: a descida do pH afeta peixes e outros organismos aquáticos; abaixo de certos valores muitas espécies não sobrevivem.
Como minimizar o problema
A solução passa por reduzir as emissões na origem, a vários níveis:
| Nível | Medidas |
|---|---|
| Pessoal | Usar transportes públicos, bicicleta ou andar a pé; poupar energia elétrica; manter o carro bem regulado |
| Social | Apostar em energias renováveis (eólica, solar, hídrica); fiscalização e limites de emissão |
| Industrial | Dessulfurização dos combustíveis e dos fumos; catalisadores nos automóveis, que convertem NO em N₂; combustíveis com menos enxofre |
Nos fumos das centrais pode usar-se calcário, que retém o SO₂:
$$\mathrm{CaCO_3(s) + SO_2(g) + \tfrac12 O_2(g) \rightarrow CaSO_4(s) + CO_2(g)}$$Os lagos acidificados podem ser tratados com cal ou calcário, que neutralizam a acidez, mas isto trata o sintoma, não a causa.
De volta ao início: os Jerónimos desgastam-se porque o calcário (CaCO₃) reage com os ácidos da chuva ácida, sobretudo sulfúrico e nítrico.