Содержание
Серная кислота определяется как кислота по определению Иоганна Бронстеда и Томаса Лоури в 1921 году. Они заявили, что кислота - это любое вещество, которое может отдавать положительно заряженный ион водорода. Эта тенденция отдавать ионы водорода делает сильные кислоты очень реактивными, а также очень коррозионными. Мрамор традиционно является очень прочным материалом и используется в строительстве благодаря своей прочности и способности противостоять погодным и другим суровым условиям. Однако сила серной кислоты может вызвать реакцию веществ при контакте.
Коррозионная реакция
Несмотря на то, что мрамор считается прочным и очень прочным материалом, на самом деле он хорошо растворяется даже в слабых кислотных растворах. При контакте раствора жидкой серной кислоты с твердым мрамором происходит реакция коррозии. Серная кислота растворяет и разрушает молекулу карбоната кальция - химическое название мрамора. При этом он также разрывает свои собственные связи и образует суспензию положительно заряженных ионов кальция и отрицательно заряженных ионов сульфата в растворе серной кислоты.
Другие продукты
Чтобы вызвать ионную суспензию ионов кальция и сульфата в растворе, реакция должна также высвободить другие атомы, которые составляют составляющие реагенты. Реакция началась с атома кальция, атома углерода и трех атомов кислорода из мрамора и двух атомов водорода, одного из серы и четырех атомов кислорода из серной кислоты. Учитываются один из атомов кальция и сульфатные компоненты - сера и четыре кислорода; другие атомы - нет. Водород, выделяющийся из серной кислоты, немедленно вступает в реакцию с кислородом, выделяемым из мрамора, с образованием воды. В мраморе остается только углерод и два атома кислорода, которые выделяются в виде двуокиси углерода.
Встречаемость в природе
Самый яркий пример реакции между серной кислотой и мрамором в реальном мире - кислотный дождь. Проблема выросла в мире с индустриальной эпохи. Это происходит, когда диоксид серы выделяется при сжигании ископаемого топлива на заводах и растворяется в воде. При этом образуется серная кислота, которая затем попадает в уровень грунтовых вод, загрязняя реки, озера и почвы. Эта серная кислота часто испаряется и выпадает в виде кислотного дождя низкой концентрации. Если он падает на мраморные конструкции - а многие здания построены из него, - возникает коррозия, вначале затрудняющая различение порезов, прежде чем в конечном итоге поставить под угрозу целостность конструкции.
Мрамор и известняк
Мрамор и известняк имеют одинаковую формулу карбоната кальция. Таким образом, известняки в зданиях также подвержены кислотным дождям. Два материала различаются только структурой. Оба имеют кристаллическую структуру, но кристаллы мрамора намного больше, что дает более гладкий и яркий эффект. Известняк, с другой стороны, имеет более мелкие кристаллы, которые дают более грубую и грубую текстуру. В результате он имеет более крупные поры и большую открытую поверхность, что делает его более уязвимым для воздействия кислотного дождя. Мрамор с его более мелкими порами может сильно отражать дождь своей гладкой поверхностью; тем не менее, он по-прежнему не выдерживает длительного воздействия кислотных дождей.
