Innhold
Svovelsyre er definert som syre ved definisjonen av Johannes Bronsted og Thomas Lowry i 1921. De uttalte at en syre er et hvilket som helst stoff som kan donere et positivt ladet hydrogenion. Denne tendensen til å donere hydrogenioner gjør sterke syrer svært reaktive og også svært etsende. Marmor er tradisjonelt et veldig motstandsdyktig materiale og brukes i konstruksjonen, takket være sin styrke og evne til å tåle vær og andre vanskeligheter. Styrken til svovelsyre kan imidlertid føre til at stoffer reagerer når de er i kontakt.
Korrosjonsreaksjon
Til tross for å være ansett som et sterkt og svært holdbart materiale, er marmor faktisk veldig løselig, selv i svake syreløsninger. Når en løsning av flytende svovelsyre kommer i kontakt med fast marmor, oppstår en korrosjonsreaksjon. Svovelsyre oppløses og bryter ned kalsiumkarbonatmolekylet - det kjemiske navnet på marmor. Ved å gjøre det bryter den også sine egne bindinger og danner en suspensjon av positivt ladede kalsiumioner og negativt ladede ioner av sulfat i svovelsyreoppløsningen.
Andre produkter
For å forårsake ionisk suspensjon av kalsium- og sulfationer i løsningen, må reaksjonen også frigjøre de andre atomene som utgjør reagensene. Reaksjonen startet med et kalsiumatom, et karbonatom og tre oksygenatomer fra marmoren, og to hydrogenatomer, ett fra svovel og fire oksygenatomer fra svovelsyre. Ett av kalsiumatomene og sulfatkomponentene - et svovel og fire oksygen - er regnskapsført; de andre atomene er det ikke. Hydrogen som frigjøres fra svovelsyre reagerer umiddelbart med oksygen som frigjøres fra marmor for å skape vann. Dette etterlater bare karbon og to av oksygenatomene i marmoren, som frigjøres som karbondioksid.
Forekomst i naturen
Det største eksemplet på en reaksjon mellom svovelsyre og marmor i den virkelige verden skyldes surt regn. Problemet har vokst i verden siden industrien. Det oppstår når svoveldioksid frigjøres ved å forbrenne fossile brensler i fabrikker og oppløses i vann. Dette skaper svovelsyren, som deretter blir ført til vannet, forurenser elver, innsjøer og jord. Denne svovelsyren fordampes ofte og faller som surt regn med lav konsentrasjon. Hvis den faller på marmorkonstruksjoner - og mange bygninger er bygd med den - oppstår korrosjon, som i utgangspunktet gjør det vanskelig å skille fliser før det til slutt truer konstruksjonens integritet.
Marmor og kalkstein
Marmor og kalkstein har samme formel for kalsiumkarbonat. Dermed er også kalksteinene i bygninger utsatt for surt regn. De to materialene skiller seg bare i struktur. Begge har en krystallinsk struktur, men marmorkrystallene er mye større, noe som gir en jevnere og lysere effekt. Kalkstein har derimot mindre krystaller som gir en mer grov og grov tekstur. Som et resultat har den større porer og en større utsatt overflate, noe som gjør den mer sårbar for effekten av surt regn. Marmor, med sine mindre porer, kan avlede regn mye med sin glatte overflate; det bøyer seg likevel for effekten av langvarig eksponering for surt regn.
