Indhold
Svovlsyre defineres som syre ved definitionen af Johannes Bronsted og Thomas Lowry i 1921. De sagde, at en syre er et hvilket som helst stof, der kan donere en positivt ladet hydrogenion. Denne tendens til at donere brintioner gør stærke syrer meget reaktive og også meget ætsende. Marmor er traditionelt et meget modstandsdygtigt materiale og bruges i konstruktionen takket være dets styrke og evne til at modstå vejr og andre vanskeligheder. Styrken af svovlsyre kan dog få stoffer til at reagere, når de er i kontakt.
Korrosionsreaktion
På trods af at det betragtes som et stærkt og meget holdbart materiale, er marmor faktisk meget opløselig, selv i svage syreopløsninger. Når en opløsning af flydende svovlsyre kommer i kontakt med fast marmor, opstår en korrosionsreaktion. Svovlsyre opløses og nedbryder calciumcarbonatmolekylet - det kemiske navn for marmor. Dermed bryder den også sine egne bindinger og danner en suspension af positivt ladede ioner af calcium og negativt ladede ioner af sulfat i svovlsyreopløsningen.
Andre produkter
For at forårsage den ioniske suspension af calcium- og sulfationer i opløsningen skal reaktionen også frigive de andre atomer, der udgør bestanddelens reagenser. Reaktionen startede med et calciumatom, et carbonatom og tre iltatomer fra marmoren og to hydrogenatomer, et fra svovl og fire iltatomer fra svovlsyre. Et af calciumatomerne og sulfatkomponenterne - et svovl og fire ilt - redegøres for; de andre atomer er det ikke. Brint frigivet fra svovlsyre reagerer straks med ilt frigivet fra marmor for at skabe vand. Dette efterlader kun kulstof og to af iltatomerne i marmoren, som frigøres som kuldioxid.
Forekomst i naturen
Det største eksempel på en reaktion mellem svovlsyre og marmor i den virkelige verden skyldes sur regn. Problemet er vokset i verden siden den industrielle æra. Det sker, når svovldioxid frigøres ved at brænde fossile brændstoffer i fabrikker og opløses i vand. Dette skaber svovlsyre, som derefter føres til vandbordet, forurenende floder, søer og jord. Denne svovlsyre fordampes ofte og falder som sur regn med lav koncentration. Hvis det falder på marmorstrukturer - og mange bygninger er bygget med det - opstår der korrosion, der i første omgang gør det vanskeligt at skelne mellemrum, før det til sidst truer konstruktionens integritet.
Marmor og kalksten
Marmor og kalksten har samme calciumcarbonatformel. Således er kalksten i bygninger også modtagelige for sur regn. De to materialer adskiller sig kun i struktur. Begge har en krystallinsk struktur, men marmorkrystallerne er meget større, hvilket giver en glattere og lysere effekt. Kalksten har derimod mindre krystaller, der giver en mere grov og ru tekstur. Som et resultat har den større porer og en større udsat overflade, hvilket gør den mere sårbar over for virkningerne af sur regn. Marmor med sine mindre porer kan afbøje regn meget med sin glatte overflade; det undergraver dog stadig virkningerne af langvarig udsættelse for sur regn.
