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Saurer Regen
Gase aus der Luft lösen sich im Regenwasser und führen zu saurem Regen (der pH-Wert des Regenwassers ist kleiner als 7).
| Gase aus der Luft | führen zu saurem Regen? | |
|---|---|---|
| Stickstoff N2 | erstickend, unreaktiv → Nein | |
| Edelgase | unreaktiv → Nein | |
| Sauerstoff O2 | schlecht wasserlöslich → Nein | |
| Kohlenstoffdioxid CO2 | erstickend, aber wasserlöslich → Ja | Mineralwasser ist sauer (experimentell überprüft) |
| Methan CH4 | Nein, kann in Wasser keine Ionen bilden | |
| Wasserstoff H2 | Nein, schlecht wasserlöslich, ebenfalls elementarer Stoff (wie N2, O2) | |
| Schwefeldioxid SO2, Schwefeltrioxid SO3 | reaktiv, Sauerstoffverbindung → Ja | experimentell überprüft |
| Stickoxide NxOy | Sauerstoffverbindung → Ja |
Bildung von Säuren
Kohlenstoffdioxid, Schwefeloxide und Stickoxide lösen sich nicht nur in Wasser, sondern reagieren mit dem Wasser.
CO2 (g) + H2O (l) → H2CO3 (aq)
SO2 (g) + H2O (l) → H2SO3 (aq)
SO3 (g) + H2O (l) → H2SO4 (aq)
2 NO2 (g) + H2O (l) → HNO3 (aq) + HNO2
Erst das in Wasser gelöste Produkt reagiert sauer - Säuren können also nur Stoffe sein, die in ihrer Formel Wasserstoff enthalten.
Ionenbildung durch Säuren
Stoffe reagieren sauer, wenn Wasserstoffionen (Protonen, H+) in der Lösung vorhanden sind.
| HNO2 (aq) → H+ (aq) + NO2 - (aq) | salpetrige Säure bildet Wasserstoffprotonen und Nitrite |
| HNO3 (aq) → H+ (aq) + NO3 - (aq) | Salpetersäure bildet Wasserstoffprotonen und Nitrate |
| H2SO3 (aq) → 2 H+ (aq) + SO3 2- (aq) | schwelflige Säure bildet Wasserstoffprotonen und Sulfite |
| H2SO4 (aq) → 2 H+ (aq) + SO4 2- (aq) | Schwefelsäure bildet Wasserstoffprotonen und Sulfate |
| H2CO3 (aq) → 2 H+ (aq) + CO3 2- (aq) | Kohlensäure bildet Wasserstoffprotonen und Carbonate |
Säuren sind also Stoffe, die in Wasser gelöst Wasserstoffprotonen, H+, bilden (abspalten).
Auswirkung des sauren Regens
Baumaterialien werden langsam zerstört, Böden und Seen können versauern.
Baumaterialien
Beispiel: Kalkstein
CaCO3 (s) + 2 H+ (aq) → CO2 (g) + H2O (l) + Ca 2+(aq)
Beispiel: Zinkdach
Zn (s) + 2 H+ (aq) → Zn 2+ (aq) + 2 H2 (g)
Böden und Seen
Boden: Die Wasserstoffprotonen des sauren Regens können gebundene Aluminiumionen (in größerer Konzentration schädlich) und Magnesiumionen freisetzen, wodurch der Boden auch Mineralstoffe verliert.
Seen können dann auch sauer werden - nicht alle Seebewohner können damit umgehen.
In kalkhaltigen Gebieten ist der Effekt nicht so stark, da der Kalk den sauren Regen neutralisieren kann (Reaktionsgleichung wie beim Baumaterial Kalkstein).
