Lluvia ácida - Resumen de estudio

Idea central

• La lluvia normal ya es un poco ácida.
• La lluvia ácida es mucho más ácida por contaminación del aire.
• Esa acidez extra daña lagos, suelos, bosques y cultivos.

1. Qué significa que algo sea ácido: el pH

• Ácido: líquido con muchos iones hidrógeno libres.
• Ion hidrógeno: átomo de hidrógeno sin su electrón, se escribe H+.
• pH: escala de 0 a 14 que mide cuántos H+ hay en el agua.
  • pH = 7 es neutro, como agua pura.
  • pH menor a 7 es ácido, como jugo de limón.
  • pH mayor a 7 es básico, como agua con jabón.
• Fórmula: pH = -log [H+], donde [H+] es concentración de H+.
• Regla clave: si el pH baja 1 punto, la acidez se multiplica por 10.

Valores de referencia

• Agua con jabón: pH 10, básico.
• Agua pura: pH 7, neutro.
• Lluvia normal: pH 5.6, un poco ácida.
• Lluvia ácida: pH 4.5 a 4.0, muy ácida.
• Jugo de limón: pH 2, acidísimo.

2. Por qué la lluvia normal ya es un poco ácida

• El aire tiene dióxido de carbono, CO2.
• Cuando llueve, el CO2 se disuelve en el agua de la nube.
• Forma ácido carbónico, un ácido suave:
  • CO2 + H2O -> H2CO3 -> H+ + HCO3-
• Por eso la lluvia normal tiene pH 5.6, es natural y no hace daño.

3. Cómo se forma la lluvia ácida

• Causa: quemar carbón, petróleo y gasolina.
• Contaminantes principales:
  • Dióxido de azufre, SO2, de centrales eléctricas y fábricas.
  • Óxidos de nitrógeno, NOx, como NO y NO2, de autos y camiones.
• Pasos:
  1. Quemamos combustibles y soltamos SO2 y NO2 al aire.
  2. El viento los arrastra cientos de kilómetros.
  3. En las nubes se mezclan con agua y oxígeno y crean ácidos fuertes.
  4. Esos ácidos caen con lluvia, nieve o niebla.
• Reacciones principales:
  • 2SO2 + O2 + 2H2O -> 2H2SO4
  • 3NO2 + H2O -> 2HNO3 + NO
• H2SO4 es ácido sulfúrico, H2NO3 es ácido nítrico, queman hojas y piedra.
• Formas de caída:
  • Deposición húmeda: lluvia, nieve y niebla ácida que se ve caer.
  • Deposición seca: polvo y gas ácido que cae sin lluvia, después la lluvia lo arrastra al suelo.

4. Qué daño hace a la naturaleza

• Acidificación: el agua o el suelo se vuelven más ácidos de lo normal.
• Altera los ciclos biogeoquímicos, que son los caminos del azufre y nitrógeno entre aire, agua, suelo y seres vivos.
• Efectos principales:
  • Lagos y ríos: mueren peces y ranas, con pH menor a 5 casi no hay vida, el ácido libera aluminio Al3+, tóxico para branquias.
  • Suelos de cultivo: se pierde fertilidad, la lixiviación es el lavado de nutrientes, el H+ expulsa Ca2+ y Mg2+ y los arrastra lejos.
  • Bosques: hojas amarillas y raíces débiles, el HNO3 quema hojas y el suelo pobre ya no alimenta al árbol.
• Analogía: como regar una maceta todos los días con agua con vinagre, la tierra se vuelve agria, pierde alimento y quema raíces.

5. Cálculo clave con pH

• Para comparar, usar: [H+] = 10 elevado a -pH.
• Ejemplo: lluvia limpia pH 5.6 vs ciudad pH 4.6.
  • [H+] limpia = 10 elevado a -5.6
  • [H+] ciudad = 10 elevado a -4.6
  • División: 10 elevado a -4.6 dividido 10 elevado a -5.6 = 10 elevado a 1 = 10
• Resultado: pH 4.6 tiene 10 veces más H+ que pH 5.6.
• Si bajara a pH 3.6, sería 100 veces más ácida.

Claves para el examen

• Lluvia ácida tiene pH menor a 5.6 por SO2 y NOx que forman H2SO4 y HNO3.
• Bajar 1 punto de pH significa 10 veces más acidez.
• Acidifica lagos y suelos, lava nutrientes por lixiviación y libera Al3+ tóxico.
• Se reduce quemando menos carbón y petróleo, con filtros, transporte limpio y energías renovables.