Innehåll
Svavelsyra definieras som syra genom definitionen av Johannes Bronsted och Thomas Lowry 1921. De uppgav att en syra är vilken substans som helst som kan donera en positivt laddad vätejon. Denna tendens att donera vätejoner gör starka syror mycket reaktiva och också mycket frätande. Marmor är traditionellt ett mycket motståndskraftigt material och används i konstruktionen tack vare sin styrka och förmåga att motstå väder och andra svårigheter. Svavelsyrans styrka kan dock få ämnen att reagera vid kontakt.
Korrosionsreaktion
Trots att det anses vara ett starkt och mycket hållbart material är marmor faktiskt mycket lösligt, även i svaga syralösningar. När en lösning av flytande svavelsyra kommer i kontakt med fast marmor uppstår en korrosionsreaktion. Svavelsyra löser upp och bryter ner kalciumkarbonatmolekylen - det kemiska namnet på marmor. På så sätt bryter den också sina egna bindningar och bildar en suspension av positivt laddade joner av kalcium och negativt laddade joner av sulfat i svavelsyralösningen.
Andra produkter
För att orsaka den joniska suspensionen av kalcium- och sulfatjoner i lösningen måste reaktionen också frigöra de andra atomerna som utgör reagenserna. Reaktionen startade med en kalciumatom, en kolatom och tre syreatomer från marmorn och två väteatomer, en från svavel och fyra syreatomer från svavelsyra. En av kalciumatomerna och sulfatkomponenterna - ett svavel och fyra syre - redovisas; de andra atomerna är det inte. Väte som frigörs från svavelsyra reagerar omedelbart med syre som frigörs från marmor för att skapa vatten. Detta lämnar endast kolet och två av syreatomerna i marmorn som frigörs som koldioxid.
Förekomst i naturen
Det största exemplet på en reaktion mellan svavelsyra och marmor i den verkliga världen beror på surt regn. Problemet har vuxit i världen sedan den industriella eran. Det inträffar när svaveldioxid släpps ut genom förbränning av fossila bränslen i fabriker och upplöses i vatten. Detta skapar svavelsyran, som sedan tas till vattnet och förorenar floder, sjöar och jordar. Denna svavelsyra förångas ofta och faller som surt regn med låg koncentration. Om det faller på marmorkonstruktioner - och många byggnader byggs med det - uppstår korrosion, vilket initialt gör det svårt att urskilja sprickor innan det så småningom hotar konstruktionens integritet.
Marmor och kalksten
Marmor och kalksten delar samma kalciumkarbonatformel. Således är kalkstenarna i byggnader också känsliga för surt regn. De två materialen skiljer sig bara i struktur. Båda har en kristallstruktur, men marmorkristallerna är mycket större, vilket ger en mjukare och ljusare effekt. Kalksten har däremot mindre kristaller som ger en mer grov och grov konsistens. Som ett resultat har den större porer och en större exponerad yta, vilket gör den mer sårbar för effekterna av surt regn. Marmor, med sina mindre porer, kan avböja regn mycket med sin släta yta; emellertid undergår det fortfarande effekterna av långvarig exponering för surt regn.
