Reacciones químicas que ocurren entre el mármol y el ácido sulfúrico

Escrito por julia salgado | Traducido por marcela carniglia
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Reacciones químicas que ocurren entre el mármol y el ácido sulfúrico
Los desechos de las fábricas y las industrias son una de las mayores contribuciones a los niveles de ácido sulfúrico al medio ambiente. (China Photos/Getty Images News/Getty Images)

El ácido sulfúrico es definido como ácido bajo la definición de ácido de Johannes Bronsted y Thomas Lowry de 1921. Ellos afirmaban que el ácido es una sustancia que puede donar un ion de hidrógeno cargado positivamente. Esta tendencia a donar un ion de hidrógeno hace a los ácidos fuertes altamente reactivos y por lo tanto altamente corrosivos. El mármol es tradicionalmente un material muy resistente y se utiliza en los trabajos de construcción gracias a su resistencia y capacidad para soportar las inclemencias y otros castigos. Sin embargo, la fuerza del ácido sulfúrico causa que tanto esta sustancia como el mármol reaccionen cuando entran en contacto.

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Reacción de corrosión

A pesar de ser considerado un material fuerte y muy resistente, el mármol es de hecho muy soluble, incluso en las soluciones de ácido débil. Cuando se trata de una solución de ácido sulfúrico líquido que entra en contacto con el mármol macizo, se produce una reacción de corrosión. El ácido sulfúrico disuelve y degrada la molécula de carbonato de calcio, el nombre químico de mármol. Al hacerlo, también degrada los enlaces y forma una suspensión de iones de calcio cargados positivamente e iones de sulfato cargados negativamente en la solución de ácido sulfúrico.

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Con el fin de provocar la suspensión de los iones de calcio y de iones de sulfato en la solución, la reacción también debe liberar los otros átomos que componen los reactantes constituyentes. La reacción comienza con un átomo de calcio, un átomo de carbono y tres átomos de oxígeno en el mármol, y dos átomos de hidrógeno, uno de azufre y cuatro átomos de oxígeno en el ácido sulfúrico. Uno de los átomos del calcio y el componente sulfato, un azufre y cuatro oxígenos, se contabilizan; los otros átomos no. Los hidrógenos liberados a partir del ácido sulfúrico reaccionan inmediatamente con el oxígeno liberado del mármol para crear agua. Esto deja apenas el carbono y dos de los átomos de oxígeno del mármol, lo cuales se liberan como dióxido de carbono.

Ocurrencia en la naturaleza

El principal ejemplo de una reacción entre el ácido sulfúrico y el mármol en el mundo real es debido a la lluvia ácida. El problema de la lluvia ácida ha crecido constantemente desde que el mundo entró en la era industrial. El problema se produce cuando el dióxido sulfuroso es liberado tras la combustión de combustibles fósiles en fábricas y se convierte disuelto en agua. Esto genera ácido sulfúrico, que luego se lava en el nivel acuífero y contamina a los ríos, lagos y el suelo. A menudo, este ácido sulfúrico se evapora y débilmente concentrado cae como lluvia ácida. Si ésta cae sobre estructuras de mármol, y muchos de los edificios están construidos de mármol, las corroe, inicialmente haciendo que las inscripciones y tallados ornamentales sean difíciles de distinguir, para finalmente amenazar la integridad estructural del edificio mismo.

Mármol y piedra caliza

El mármol y la piedra caliza comparten la misma fórmula de carbonato de calcio. Por lo tanto, los edificios de piedra caliza son susceptibles a la lluvia ácida también. Los dos materiales solo difieren ligeramente en su estructura. Ambos tienen una estructura cristalina, pero los cristales de mármol son mucho más grandes, lo que le da un efecto más suave y más brillante. La piedra caliza, por otra parte, tiene pequeños cristales, lo que le da una textura rugosa, más gruesa. Como resultado de ello, la piedra caliza tiene poros más grandes y una mayor superficie expuesta, lo que la hace aun más vulnerable a los efectos de la lluvia ácida. El mármol, con sus poros más pequeños, puede desviar gran parte de la lluvia con su superficie lisa; sin embargo, aún sucumbe si soporta una prolongada exposición a lluvias ácidas.

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