Sisältö
Rikkihappo määritellään hapoksi Johannes Bronstedin ja Thomas Lowryn vuonna 1921. tekemässä määritelmässä. He totesivat, että happo on mikä tahansa aine, joka voi luovuttaa positiivisesti varautunutta vetyionia. Tämä taipumus luovuttaa vetyioneja tekee voimakkaista hapoista erittäin reaktiivisia ja myös erittäin syövyttäviä. Marmori on perinteisesti erittäin kestävä materiaali ja sitä käytetään rakentamisessa vahvuutensa ja kykynsä ansiosta kestää sään ja muita vaikeuksia. Rikkihapon vahvuus voi kuitenkin saada aineet reagoimaan kosketuksessa.
Korroosioreaktio
Huolimatta siitä, että marmoria pidetään vahvana ja erittäin kestävänä materiaalina, se on itse asiassa hyvin liukoinen myös heikkoihin happoliuoksiin. Kun nestemäisen rikkihapon liuos joutuu kosketuksiin kiinteän marmorin kanssa, tapahtuu korroosioreaktio. Rikkihappo liukenee ja hajottaa kalsiumkarbonaattimolekyylin - marmorin kemiallisen nimen. Tällöin se myös rikkoo omat sidoksensa ja muodostaa rikkihappoliuoksessa suspension, jossa on positiivisesti varautuneita kalsiumioneja ja negatiivisesti varautuneita sulfaattiioneja.
Muut tuotteet
Kalsium- ja sulfaatti-ionien ionisuspension aiheuttamiseksi liuoksessa reaktion on vapautettava myös muut atomit, jotka muodostavat ainesosat. Reaktio alkoi kalsiumatomilla, hiiliatomilla ja kolmella happiatomilla marmorista ja kahdella vetyatomilla, yhdellä rikistä ja neljällä happiatomilla rikkihapolla. Yksi kalsiumatomista ja sulfaattikomponenteista - rikki ja neljä happea - otetaan huomioon; muut atomit eivät ole. Rikkihaposta vapautunut vety reagoi välittömästi marmorista vapautuneen hapen kanssa muodostaen vettä. Tämä jättää marmoriin vain hiilen ja kaksi happiatomia, jotka vapautuvat hiilidioksidina.
Esiintyminen luonnossa
Suurin esimerkki rikkihapon ja marmorin välisestä reaktiosta todellisessa maailmassa johtuu happosateista. Ongelma on kasvanut maailmassa teollisen aikakauden jälkeen. Se tapahtuu, kun rikkidioksidia vapautuu polttamalla fossiilisia polttoaineita tehtaissa ja liukenemalla veteen. Tämä muodostaa rikkihapon, joka viedään sitten vesipohjaan saastuttaen jokia, järviä ja maaperää. Tämä rikkihappo haihtuu usein ja putoaa matalan konsentraation happosateena. Jos se putoaa marmorirakenteisiin - ja monet rakennukset rakennetaan sen kanssa - tapahtuu korroosiota, mikä aluksi tekee viivojen erottamisen ennen kuin lopulta uhkaa rakenteen eheyttä.
Marmori ja kalkkikivi
Marmorilla ja kalkkikivellä on sama kalsiumkarbonaattikaava. Siksi rakennusten kalkkikivet ovat herkkiä myös happosateille. Nämä kaksi materiaalia eroavat toisistaan vain rakenteeltaan. Molemmilla on kiteinen rakenne, mutta marmorikiteet ovat paljon suurempia, mikä antaa sileämmän ja kirkkaamman vaikutuksen. Kalkkikivillä on toisaalta pienempiä kiteitä, jotka antavat karkeamman ja karkeamman tekstuurin. Tämän seurauksena sillä on suuremmat huokoset ja suurempi paljastettu pinta, joten se on alttiimpi happosateiden vaikutuksille. Pienemmillä huokosilla varustettu marmori voi taipua sateelta paljon sileällä pinnallaan; se kuitenkin edelleen perääntyy pitkäaikaisen happosateen altistumisen vaikutuksille.
