13.1.2 Precipitação na América do Norte
A Figura 13-1 mostra os valores médios de pH da precipitação medida na América do Norte. Valores de pH inferiores a 5 são observados na metade oriental. Podemos determinar a forma dessa acidez examinando a composição iônica da precipitação; os dados para dois locais típicos são mostrados em Ver concentrações medianas de íons (meq l-1) na precipitação em dois locais típicos nos Estados Unidos. Para qualquer amostra de precipitação, a soma das concentrações de ânions medidas em unidades de carga equivalente por litro deve ser igual à soma das concentrações de cátions, uma vez que os íons se originaram da dissociação das moléculas neutras. Este balanço de carga é aproximadamente satisfeito para os dados em Ver Mediana de concentrações de íons (meq l-1) na precipitação em dois locais típicos nos Estados Unidos; um balanço exato não seria esperado porque as concentrações na Tabela são dadas como medianas sobre muitas amostras.
Considere os dados para o local de Nova Iorque em See Median concentrations of ions (meq l-1) in precipitation at two typical sites in the United States… O pH mediano nesse local é 4,34, típico da chuva ácida no nordeste dos Estados Unidos. O íon H+ é o catião dominante e é largamente equilibrado por SO42- e NO3-, que são os ânions dominantes. Concluímos que o H2SO4 e o HNO3 são os fatores que contribuem de forma dominante para a acidez da precipitação. Ambos são ácidos fortes que se dissociam quantitativamente na água para liberar H+:
(R5)
(R6)
Figura 13-1 pH médio e concentrações de SO42-, NO3-, e NH4+ (meq l-1) na precipitação sobre a América do Norte durante os anos 70.
- Concentrações medianas de íons (meq l-1) na precipitação em dois locais típicos nos Estados Unidos da América.
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Iões |
rural Estado de Nova Iorque |
sudoeste Minnesota |
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SO42- |
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NO3- |
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Cl- |
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HCO3- |
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SUM ANIONS |
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H+ (pH) |
46 (4.34) |
0.5 (6.31) |
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NH4+ |
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Ca2+ |
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Mg2+ |
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K+ |
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Na+ |
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SUM CATIONS |
Como mostrado na Figura 13-1, As concentrações de SO42- e NO3- nos Estados Unidos são mais do que suficientes para equilibrar as concentrações locais de H+. Mais geralmente, análises da composição da chuva em todas as regiões industriais do mundo demonstram que H2SO4 e HNO3 são os principais componentes da chuva ácida.
Considere agora os dados para o local sudoeste de Minnesota em Ver concentrações medianas de íons (meq l-1) na precipitação em dois locais típicos dos Estados Unidos. As concentrações de SO42- e NO3- são comparáveis às do local de Nova York, indicando entradas similares de H2SO4 e HNO3. Entretanto, a concentração de H+ é duas ordens de magnitude a menos; o pH está próximo de neutro. Deve haver bases que neutralizem a acidez. Para identificar essas bases, examinamos quais cátions em Ver Mediana de concentrações de íons (meq l-1) em precipitação em dois locais típicos nos Estados Unidos. substituir o H+ originalmente fornecido por dissociação de HNO3 e H2SO4. Os principais cátions são NH4+, Ca2+ e Na+, indicando a presença na atmosfera de amônia (NH3) e pó de solo alcalino (CaCO3, Na2CO3). A amônia dissolvida nas águas pluviais absorve H+:
(R7)A constante de equilíbrio para (R7) é K = / = 1,6×109 M, assim que/ = 1 para pH = 9,2. Nos valores de pH encontrados na chuva, NH3 se comporta como uma base forte; ele procura quantitativamente os íons H+ e NH4+ aparece como o catião substituindo H+. Neutralização de H+ por pó de solo dissolvido procede de forma semelhante: