Условие задачи

Составьте уравнения реакции образования кислотных дождей.

Решение

Наша задача относится к области неорганической химии (атмосферная химия, экологическая химия). Кислотные дожди образуются в результате взаимодействия загрязняющих веществ (окислы серы и азота) с водой, кислородом и другими компонентами атмосферы. Рассмотрим по отдельности цепочки реакций, приводящие к образованию серной и азотной кислот.

────────────────────────────
1. Образование серной кислоты (H₂SO₄)

Основной источник серной кислоты – диоксид серы (SO₂), который выделяется при сжигании углеродсодержащего топлива, содержащего серу. В атмосфере SO₂ окисляется кислородом до триоксида серы (SO₃), а затем SO₃ при контакте с водяным паром превращается в серную кислоту.

Этап 1. Окисление SO₂ кислородом:
SO₂ + ½ O₂ → SO₃

Этап 2. Гидратация SO₃:
SO₃ + H₂O → H₂SO₄

Объединённо можно записать образование серной кислоты через два последовательных шага.

────────────────────────────
2. Образование азотной кислоты (HNO₃)

Основными источниками оксидов азота являются выхлопные газы, в которых присутствуют NO и NO₂. В атмосфере NO быстро окисляется до NO₂, а затем NO₂ в присутствии воды образует азотную кислоту. Существует несколько схем, одна из которых выглядит следующим образом:

Вариант 1.
2 NO₂ + H₂O → HNO₃ + HNO₂

Здесь образуется как азотная (HNO₃), так и азотистая (HNO₂) кислоты. При этом HNO₂ нестабилен и может далее окисляться до HNO₃.

Можно также записать реакцию, когда во взаимодействии участвует больше NO₂:
Вариант 2.
3 NO₂ + H₂O → 2 HNO₃ + NO

Обе схемы описывают процессы, протекающие в атмосфере, приводящие к накоплению азотной кислоты, которая затем вместе с H₂SO₄ и другими компонентами выпадает на землю в виде кислотных дождей.

────────────────────────────
Вывод:

Процессы, приводящие к образованию кислотных дождей, можно описать следующими уравнениями:

1) Для серной кислоты:
SO₂ + ½ O₂ → SO₃
SO₃ + H₂O → H₂SO₄

2) Для азотной кислоты (один из вариантов):
2 NO₂ + H₂O → HNO₃ + HNO₂
(либо)
3 NO₂ + H₂O → 2 HNO₃ + NO

Таким образом, в атмосфере под действием окисления и гидратации загрязняющие оксиды превращаются в сильнокислые соединения, что приводит к появлению кислотных дождей.