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L'acide sulfurique est défini comme acide par la définition de Johannes Bronsted et Thomas Lowry en 1921. Ils ont déclaré qu'un acide est toute substance qui peut donner un ion hydrogène chargé positivement. Cette tendance à donner des ions hydrogène rend les acides forts hautement réactifs et également très corrosifs. Le marbre est traditionnellement un matériau très résistant et est utilisé dans la construction, grâce à sa résistance et sa capacité à résister aux intempéries et autres rigueurs. Cependant, la force de l'acide sulfurique peut faire réagir les substances au contact.
Réaction de corrosion
Bien qu'il soit considéré comme un matériau solide et très durable, le marbre est en fait très soluble, même dans les solutions acides faibles. Lorsqu'une solution d'acide sulfurique liquide entre en contact avec du marbre solide, une réaction de corrosion se produit. L'acide sulfurique dissout et décompose la molécule de carbonate de calcium - le nom chimique du marbre. Ce faisant, il rompt également ses propres liaisons et forme une suspension d'ions de calcium chargés positivement et d'ions de sulfate chargés négativement dans la solution d'acide sulfurique.
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Pour provoquer la suspension ionique des ions calcium et sulfate dans la solution, la réaction doit également libérer les autres atomes qui composent les réactifs constitutifs. La réaction a commencé avec un atome de calcium, un atome de carbone et trois atomes d'oxygène du marbre, et deux atomes d'hydrogène, un de soufre et quatre atomes d'oxygène d'acide sulfurique. L'un des atomes de calcium et les composants sulfate - un soufre et quatre oxygène - sont pris en compte; les autres atomes ne le sont pas. L'hydrogène libéré de l'acide sulfurique réagit immédiatement avec l'oxygène libéré du marbre pour créer de l'eau. Cela ne laisse que le carbone et deux des atomes d'oxygène dans le marbre, qui sont libérés sous forme de dioxyde de carbone.
Occurrence dans la nature
Le plus grand exemple de réaction entre l'acide sulfurique et le marbre dans le monde réel est dû aux pluies acides. Le problème s'est développé dans le monde depuis l'ère industrielle. Cela se produit lorsque du dioxyde de soufre est libéré en brûlant des combustibles fossiles dans les usines et en se dissolvant dans l'eau. Cela crée de l'acide sulfurique, qui est ensuite amené à la nappe phréatique, polluant les rivières, les lacs et les sols. Cet acide sulfurique est souvent évaporé et tombe sous forme de pluie acide de faible concentration. S'il tombe sur des structures en marbre - et de nombreux bâtiments sont construits avec - la corrosion se produit, rendant initialement les entailles difficiles à distinguer, avant de finalement menacer l'intégrité de la construction.
Marbre et calcaire
Le marbre et le calcaire partagent la même formule de carbonate de calcium. Ainsi, les calcaires des bâtiments sont également sensibles aux pluies acides. Les deux matériaux ne diffèrent que par leur structure. Les deux ont une structure cristalline, mais les cristaux de marbre sont beaucoup plus gros, ce qui donne un effet plus lisse et plus brillant. Le calcaire, quant à lui, a des cristaux plus petits, qui donnent une texture plus grossière et rugueuse. En conséquence, il a des pores plus grands et une surface exposée plus grande, ce qui le rend plus vulnérable aux effets des pluies acides. Le marbre, avec ses pores plus petits, peut beaucoup dévier la pluie avec sa surface lisse; cependant, il subit encore les effets d'une exposition prolongée aux pluies acides.
