ЯК ВИНИКАЮТЬ КИСЛОТНІ ОПАДИ? Кислотний дощ утворюється в атмосфері в результаті реакції між водяною парою й такими забруднювальними речовинами, як сульфур(IV) оксид SO2, сульфур(VI) оксид SO3, нітроген(IV) оксид NO2. Це кислотні оксиди, тому продуктами реакцій з водою є сульфатна, сульфітна, нітратна, нітритна кислоти.

Хімізм розглянутих процесів передають такі рівняння реакцій:

1) Н2О + SO2 = H2SO3 (сульфітна кислота),

2H2SO3+ O2 = 2H2SO4(сульфатна кислота);

2) у результаті фотохімічного окиснення сульфур(ІV) оксид зазнає перетворення за схемою SO2 → SO3:

2SO2+ О2 = 2SO3;

3) Н2О + SO3= H2SO4(сульфатна кислота);

4) несолетворний нітроген(ІІ) оксид у повітрі легко окиснюється до нітроген(IV) оксиду, який є кислотним оксидом двох кислот:

Утворені кислоти в аерозольному вигляді перебувають у хмарах, а разом з опадами потрапляють на землю (мал. 45). Аерозолі сульфітної й сульфатної кислот складають близько 2/3 кислотних опадів, 1/3 — це аерозолі нітритної й нітратної кислот.

Мал. 45. Схема утворення кислотних дощів

Дощова вода, що утворюється в результаті конденсації водяної пари, повинна мати нейтральну реакцію середовища, тобто рН = 7. Проте до складу повітря входить вуглекислий газ (об'ємний вміст близько 0,03 %) і дощова вода, яка розчиняє його з утворенням карбонатної кислоти, ледь підкислюється. Тому рН дощової води дещо нижче цього показника.

Сторінка ерудита

Останнім часом до розглянутих чинників кислотних дощів додається ще й хлоридна кислота. Вона утворюється з хлору, що потрапляє в атмосферу з викидними газами підприємств або внаслідок аварій: взаємодіє з метаном (він надходить у повітря над рисовими полями, а також у результаті танення гідрату метану у вічній мерзлоті через потепління клімату).

До фізико-хімічних методів очищення газових викидів належать абсорбція й адсорбція. Абсорбція — це процес поглинання газів або парів рідиною з утворенням розчину. Апарати для такого очищення називають абсорберами. У них очищуваний газ і абсорбувальна рідина рухаються назустріч одне одному. Абсорбцію застосовують для очищення повітря і викидних газів, що містять токсичні забруднення — кислотні тумани, ціанідну чи етанову кислоти, сірчистий газ, оксиди Нітрогену, різні розчинники тощо. Як поглинач використовують суспензії, що містять оксиди Магнію і Кальцію або вапняк. Ефективність очищення становить 90-95 %. Шлами після очищення можуть використовуватися для подальшого перероблення. Недоліком цих апаратів є ускладнення процесу видалення шламів у разі утворення важкорозчинних речовин.

Адсорбційний метод очищення газів — це сорбція газоподібних речовин на поверхні або в об'ємі мікропор твердого тіла. Тверду речовину, на поверхні або в об'ємі пор якої відбувається концентрування очищуваних речовин, називають адсорбентом. Поглинені забруднювальні речовини, що перебувають у газовій або рідкій фазі, називають адсорбтивом, а після переходу в адсорбований стан — адсорбатом. Найчастіше як адсорбент використовують активоване вугілля, силікагель та глини, що мають пористу поверхню. Один грам активованого вугілля має поверхню близько 5 км2. Вилучені з очищуваних газів речовини (адсорбтиви), які в подальшому видаляють шляхом десорбції, можуть бути використані для тих або інших цілей. Цей процес називають регенерацією адсорбенту і здійснюють здебільшого нагріванням перегрітою парою.

ШЛЯХИ ВИРІШЕННЯ ПРОБЛЕМИ КИСЛОТНИХ ДОЩІВ. Щоб запобігти кислотним дощам, необхідно скорочувати викиди кислотоутворювальних речовин в атмосферу: установлювати пиловловлювачі й фільтри для очищення газоподібних викидів, викликаних антропогенними чинниками; користуватись високоякісним пальним для автомобілів, застосовувати альтернативні джерела енергії, упроваджувати безвідходні технології, застосовувати фізико-хімічні і хімічні методи очищення викидів в атмосферу, і в перспективі — створення екологічно безпечних виробництв.

Якщо концентрація оксидів-забруднювачів у повітрі збільшується, то кислотні дощі створюють реальну загрозу людині, рослинному й тваринному світу.

Дощова вода, що утворюється в результаті конденсації водяної пари, мала б нейтральне середовище. Проте і в дуже чистому повітрі завжди є вуглекислий газ, і водневий показник дощової води, у якій він розчиняється, дорівнює 5,6-5,7.

Очищення промислових викидів не тільки захищає атмосферу від забруднень, а й дає додаткову сировину підприємствам. Наприклад, уловлювання сірки з газових відходів металургійних комбінатів забезпечує санітарне очищення та здешевлює отримання додаткової кількості сульфатної кислоти.

У перспективі — створення екологічно безпечних виробництв, у цілому всі нові технології повинні впроваджуватися тільки після оцінки їх впливу на навколишнє середовище.

Поступовий перехід на екологічні електромобілі, більш широке використання електротранспорту (тролейбусів, трамваїв, метрополітену), також буде кроком на шляху до подолання проблеми виникнення кислотних дощів.

Проблема убезпечення Землі від кислотних дощів є інтернаціональною. Адже повітряні течії розносять кислотні хмари й тумани на тисячі кілометрів від місць їх виникнення. Тому всі люди повинні дбати про чистоту повітря.

Знаємо, розуміємо

• 1. Наведіть приклади класифікацій кислот з неорганічної й органічної хімії.
• 2. Поясніть суть кислотних дощів.
• 3. Назвіть антропогенні й природні причини появи в атмосфері оксидів неметалічних елементів.
• 4. Чим небезпечні кислотні дощі?

Застосовуємо

• 1. Із переліку наведених формул виберіть і класифікуйте формули кислот: NH3, НСl, H2SO4, Na2SO3, Cu(OH)2, Н3РО4, H2S, HNO3, NO2.
• 2. Є речовини: літій оксид, нітратна кислота, купрум(ІІ) гідроксид, ферум(ІІ) оксид, кальцій гідроксид, сульфатна кислота, барій хлорид, цинк сульфат, карбон(IV) оксид. Які з цих речовин взаємодіятимуть із хлоридною кислотою? Складіть рівняння можливих реакцій.
• 3. Підготуйте розповідь про способи вирішення проблеми кислотних дощів.

Працюємо з медійними джерелами

Створіть лепбук на тему «Джерела утворення кислотних дощів»