Номер 3, страница 31, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. Опишите проблему образования кислотных дождей.

3. Проблема образования кислотных дождей является одной из серьезных глобальных экологических проблем, связанных с загрязнением атмосферы.

Сущность и определение

Кислотными дождями называют все виды атмосферных осадков (дождь, снег, туман), кислотность которых (показатель pH) выше нормы. В норме дождевая вода имеет слабокислую реакцию (pH около 5,6) из-за растворения в ней углекислого газа ($CO_2$) из атмосферы и образования слабой угольной кислоты ($H_2CO_3$). Термин "кислотный дождь" применяется к осадкам, pH которых ниже 5,6.

Причины и источники

Основной причиной кислотных дождей являются антропогенные выбросы в атмосферу оксидов серы ($SO_x$) и оксидов азота ($NO_x$).

Главные источники оксидов серы (в основном $SO_2$):

• Сжигание ископаемого топлива, особенно угля и мазута, на тепловых электростанциях и промышленных предприятиях.

• Металлургическая промышленность (например, при выплавке металлов из сульфидных руд).

Главные источники оксидов азота ($NO_x$):

• Выхлопные газы автомобильного транспорта.

• Высокотемпературные процессы горения на ТЭС и в промышленных печах.

Механизм образования

Попав в атмосферу, оксиды серы и азота вступают в химические реакции с водой, кислородом и другими веществами, в результате чего образуются сильные кислоты.

Образование серной кислоты ($H_2SO_4$):

1. Окисление диоксида серы до триоксида серы:

$2SO_2 + O_2 \rightarrow 2SO_3$

2. Реакция триоксида серы с водой:

$SO_3 + H_2o \rightarrow H_2SO_4$

Образование азотной кислоты ($HNO_3$):

1. Окисление оксидов азота. Например, $NO$ до $NO_2$:

$2No + O_2 \rightarrow 2NO_2$

2. Реакция диоксида азота с водой или гидроксильными радикалами ($\cdot OH$):

$2NO_2 + H_2o \rightarrow HNO_3 + HNO_2$

или более значимый путь: $NO_2 + \cdot OH \rightarrow HNO_3$

Образовавшиеся кислоты ($H_2SO_4$ и $HNO_3$) растворяются в атмосферной влаге и переносятся ветром на большие расстояния, выпадая на землю в виде кислотных дождей, снега или тумана, часто вдали от источника выбросов.

Последствия кислотных дождей

• Для водных экосистем: Закисление озер и рек приводит к гибели рыбы и других водных организмов. Из почвы в воду вымываются токсичные ионы алюминия.

• Для лесов и почв: Повреждаются листья и хвоя деревьев. Из почвы вымываются жизненно важные питательные вещества (Ca, Mg) и мобилизуется токсичный алюминий, что ослабляет деревья и приводит к деградации лесов.

• Для зданий и памятников: Происходит коррозия металлов и разрушение строительных материалов, особенно известняка и мрамора ($CaCO_3$). Пример реакции: $CaCO_3 + H_2SO_4 \rightarrow CaSO_4 + H_2o + CO_2$.

• Для здоровья человека: Прямая угроза невелика, но вдыхание взвешенных в воздухе частиц сульфатов и нитратов может вызывать и усугублять респираторные и сердечно-сосудистые заболевания.

Ответ:

Проблема образования кислотных дождей заключается в выпадении атмосферных осадков с повышенной кислотностью (pH < 5,6), что вызвано антропогенным загрязнением атмосферы оксидами серы ($SO_x$) и азота ($NO_x$). Эти оксиды, выбрасываемые промышленностью и транспортом, в атмосфере превращаются в серную ($H_2SO_4$) и азотную ($HNO_3$) кислоты. Выпадение этих кислот наносит комплексный ущерб: приводит к закислению водоемов и почв, гибели лесов, разрушению зданий и памятников, а также негативно влияет на здоровье человека.