Sadržaj
Sumporna kiselina definirana je kao kiselina definicijom Johannesa Bronsteda i Thomasa Lowryja 1921. godine. Oni su izjavili da je kiselina svaka tvar koja može donirati pozitivno nabijeni ion vodika. Ova tendencija doniranja vodikovih iona čini jake kiseline vrlo reaktivnim i ujedno vrlo korozivnim. Mramor je tradicionalno vrlo otporan materijal i koristi se u građevinarstvu zahvaljujući svojoj snazi i sposobnosti da izdrži vremenske nepogode i ostale strogosti. Međutim, snaga sumporne kiseline može uzrokovati reakciju tvari u dodiru.
Reakcija korozije
Iako se smatra snažnim i vrlo izdržljivim materijalom, mramor je u stvari vrlo topljiv, čak i u otopinama slabe kiseline. Kada otopina tekuće sumporne kiseline dođe u dodir s čvrstim mramorom, dolazi do reakcije korozije. Sumporna kiselina otapa i razgrađuje molekulu kalcijevog karbonata - kemijski naziv mramora. Pritom on također prekida vlastite veze i stvara otopinu pozitivno nabijenih iona kalcija i negativno nabijenih iona sulfata u otopini sumporne kiseline.
Drugi proizvodi
Da bi u otopini nastala ionska suspenzija kalcijevih i sulfatnih iona, reakcija mora osloboditi i ostale atome koji čine sastavne reagense. Reakcija je započela s atomom kalcija, atomom ugljika i tri atoma kisika iz mramora i dva atoma vodika, jedan iz sumpora i četiri atoma kisika iz sumporne kiseline. Uzet je u obzir jedan od atoma kalcija i sulfatnih komponenata - sumpor i četiri kisika; ostali atomi nisu. Vodik oslobođen sumporne kiseline reagira odmah s kisikom koji se oslobađa iz mramora stvarajući vodu. To ostavlja samo ugljik i dva atoma kisika u mramoru, koji se oslobađaju kao ugljični dioksid.
Pojava u prirodi
Najveći primjer reakcije između sumporne kiseline i mramora u stvarnom svijetu je zbog kiselih kiša. Problem je narastao u svijetu od industrijske ere. Pojavljuje se kada se sumpor-dioksid oslobađa izgaranjem fosilnih goriva u tvornicama i otapanjem u vodi. To stvara sumpornu kiselinu koja se zatim odvodi na podvodni sloj, zagađujući rijeke, jezera i tla. Ova sumporna kiselina često isparava i pada kao kisela kiša male koncentracije. Ako padne na mramorne konstrukcije - a s njim se grade mnoge zgrade - dolazi do korozije, što u početku otežava razlikovanje plinova, prije nego što na kraju ugrozi cjelovitost konstrukcije.
Mramor i vapnenac
Mramor i vapnenac dijele istu formulu kalcijevog karbonata. Tako su i vapnenci u zgradama osjetljivi na kiselu kišu. Dva se materijala razlikuju samo po strukturi. Obje imaju kristalnu strukturu, ali kristali mramora mnogo su veći, što daje glađi i svjetliji učinak. Vapnenac, s druge strane, ima manje kristale, koji daju grublju i grubu teksturu. Kao rezultat, ima veće pore i veću izloženu površinu, što ga čini ranjivijim na učinke kisele kiše. Mramor, sa svojim manjim porama, glatkom površinom može puno odbiti kišu; međutim, još uvijek podliježe učincima dugotrajnog izlaganja kiseloj kiši.
