Por que a chuva ácida corrói os monumentos históricos?

Muitos monumentos históricos, como estátuas e patrimônios da humanidade, são feitos pensando-se que eles irão permanecer por séculos. Porém, devido à ocorrência de chuva ácida, esses objetos vão sendo corroídos e destruídos em menor tempo que o previsto.

Mas, por que a chuva ácida consegue literalmente dissolver os monumentos históricos?

Para responder a essa pergunta, temos que saber primeiro qual é a constituição básica da maioria dessas obras de arte e da chuva ácida. Depois temos que relembrar um pouco de Química Inorgânica para entendermos a reação que acontece e os produtos formados nessa reação.

Os dois maiores vilões da chuva ácida são os óxidos de nitrogênio, principalmente o NO₂, e os óxidos de enxofre (SO₂ e SO₃). Os óxidos de nitrogênio reagem com a água da chuva, formando o ácido nítrico (HNO₂) e o ácido nitroso (HNO₃), conforme se pode ver abaixo:

N_2(g) +  2 O_2(g) → 2 NO_2(g)
NO_2(g) + H₂O_(l)→ HNO_2(aq) + HNO_3(aq)

Já os óxidos de enxofre reagem com a água, formando ácidos fortes. Por exemplo, quando o SO₃ reage com a água da chuva, forma-se o ácido sulfúrico (H₂SO₄):

S_(s) +  O_2(g) → SO_2(g)
SO_2(g) + H₂O_(l)→ HSO_3(aq) (Ácido sulfuroso)

SO_2(g)+  ½ O_2(g) → SO_3(g)
SO_3(g) + H₂O_(l)→ H₂SO_4(aq) (Ácido sulfúrico)

Agora, a maioria dos monumentos históricos são feitos de mármore, que é o carbonato de cálcio em sua forma cristalina (CaCO_3(s)), e de pedra-sabão, cuja constituição apresenta o carbonato de sódio (Na₂CO_3(s)).

Antigo muro de pedra corroído pelo tempo e poluição de chuva ácida

Portanto, a chuva contém sais e os monumentos contêm sais. Tanto o carbonato de cálcio quanto o carbonato de sódio são sais que reagem com os principais ácidos da chuva, o ácido nítrico e o ácido sulfúrico, como se pode observar logo abaixo:

CaCO_3(s) +  H₂SO_4(aq) → CaSO_4(aq) + H₂O_(ℓ) + CO_2(g)
mármore       ácido           sulfato de cálcio    água      gás carbônico
                       sulfúrico)          (giz; frágil)

CaCO_3(s) +  2 HNO_3(aq) → Ca(NO₃)_2(aq) + H₂O_(ℓ) + CO_2(g)
mármore       ácido                nitrato de cálcio    água      gás carbônico
                       nítrico                    (solúvel)

Na₂CO_3(s)+  H₂SO_4(aq) → Na₂SO_4(aq) + H₂O_(ℓ) + CO_2(g)
carbonato       ácido           sulfato de sódio    água      gás carbônico
de sódio       sulfúrico          (solúvel)

Na₂CO_3(s) +  2 HNO_3(aq) → 2 NaNO_3(aq) + H₂O_(ℓ) + CO_2(g)
carbonato          ácido            nitrato de sódio    água      gás carbônico
de sódio             nítrico            (solúvel)