Försurning och svaveldioxid

Det sker inte någon oxidation eller reduktion. Svaveldioxid är en gas som kan bilda en syra som heter svavelsyrlighet vid kontakt med vatten:

$SO_2(g) + H_2O(l) \rightarrow H_2SO_3(aq)$

Svavelsyrligheten kan sedan reagera vidare med kalkstenen. Som du kanske känner till så är alla karbonater känsliga för syror och börjar fräsa under avgivande av koldioxid. Kalciumsulfat (gips) är ett svårlösligt salt, så man kan förvänta sig att kalciumsulfit (sulfiter är salterna av svavelsyrlighet) också är svårlösliga. Det är också fallet.

$CaCO_3(s) + H_2SO_3(aq) \rightarrow CaSO_3(s) + CO_2(g) + H_2O(l)$

Teraeagle skrev :

Det sker inte någon oxidation eller reduktion. Svaveldioxid är en gas som kan bilda en syra som heter svavelsyrlighet vid kontakt med vatten:

$SO_2(g) + H_2O(l) \rightarrow H_2SO_3(aq)$

Svavelsyrligheten kan sedan reagera vidare med kalkstenen. Som du kanske känner till så är alla karbonater känsliga för syror och börjar fräsa under avgivande av koldioxid. Kalciumsulfat (gips) är ett svårlösligt salt, så man kan förvänta sig att kalciumsulfit (sulfiter är salterna av svavelsyrlighet) också är svårlösliga. Det är också fallet.

$CaCO_3(s) + H_2SO_3(aq) \rightarrow CaSO_3(s) + CO_2(g) + H_2O(l)$

När svavelsyrligheten är i vatten och den reagerar med kalkstenar,  tar kalkstenarna upp vätejoner ?

Ja, precis. Karbonatjonerna i kalkstenarna gör det.

Teraeagle skrev :

Ja, precis. Karbonatjonerna i kalkstenarna gör det.

När svavelsyran reagerar med vatten bildas ju  oxoniumjoner , är det inte oxoniumjonerna som  reagerar med kalkstenarna?

Det finns ju egentligen inga fria vätejoner i vattenlösning, utan de fastnar omedelbart på en vattenmolekyl så att det bildas oxoniumjoner. Ofta skriver man att det är vätejonerna som reagerar, för att det blir enklare formler i så fall, inte så många vattenmolekyler som "skymmer sikten".

?Smaragdalena skrev :

Det finns ju egentligen inga fria vätejoner i vattenlösning, utan de fastnar omedelbart på en vattenmolekyl så att det bildas oxoniumjoner. Ofta skriver man att det är vätejonerna som reagerar, för att det blir enklare formler i så fall, inte så många vattenmolekyler som "skymmer sikten".

 Så svavelsyran reagerar med både kalkstenar och vattenmolekyler?

Det är inte svavelsyra, det är svavelsyrlighet, en annan molekyl.

$$\begin{gathered} S{O}_3 + H_{2}O \Rightarrow H_{2}S{O}_3 \\ {H}_{2}S{O}_3 + H_{2}O \iff HS{O}_3^{-} + H_3{O}^{+} \\ HS{O}_3^{-} + H_{2}O \iff S{O}_3^{2-} + H_3{O}^{+} \end{gathered}$$

Svaveldioxid reagerar med vatten och bildar svavelsyrlighet. Svavelsyrlighet är en svag tvåprotonig syra, så den kan protolyseras i två steg.

Oxoniumjonerna reagerar med kalkstenen, vilket gör att den löser upp. I och med detta finns det fria kalciumjoner i vattnet. Kalciumsulfit är ett svårlösligt sat, så det bildas en fällning av detta ämne.

Smaragdalena skrev :

Det är inte svavelsyra, det är svavelsyrlighet, en annan molekyl.

$$\begin{gathered} S{O}_3 + H_{2}O \Rightarrow H_{2}S{O}_3 \\ {H}_{2}S{O}_3 + H_{2}O \iff HS{O}_3^{-} + H_3{O}^{+} \\ HS{O}_3^{-} + H_{2}O \iff S{O}_3^{2-} + H_3{O}^{+} \end{gathered}$$

Svaveldioxid reagerar med vatten och bildar svavelsyrlighet. Svavelsyrlighet är en svag tvåprotonig syra, så den kan protolyseras i två steg.

Oxoniumjonerna reagerar med kalkstenen, vilket gör att den löser upp. I och med detta finns det fria kalciumjoner i vattnet. Kalciumsulfit är ett svårlösligt sat, så det bildas en fällning av detta ämne.

Har polaritet något med protolysen att göra? Jag tänker att det kanske finns en orsak till varför protonerna tas upp på ett visst sätt.

Vad menar du med din fråga? För mig verkar det bara krångla till saker och ting. Ursprungligen (och fortfarande på gymnasienivå och ett tag till) handlar syra/bas om hur olika ämnen reagerar med vatten. Om ämnet reagerar med vatten på så sätt att ämnet avger en proton (som upptas av en vattenmolekyl som blir en oxoniumjon) så är ämnet en syra. Om ämnet reagerar med vatten på så sätt att det tar upp en proton (så att vattenmolekylen blir en hydroxidjon) är ämnet en bas. Vissa ämnen, som t ex vätesulfitjonen, kan fungera både som en syra och en bas. Sådana ämnen kallas för amfolyter.

Smaragdalena skrev :

Vad menar du med din fråga? För mig verkar det bara krångla till saker och ting. Ursprungligen (och fortfarande på gymnasienivå och ett tag till) handlar syra/bas om hur olika ämnen reagerar med vatten. Om ämnet reagerar med vatten på så sätt att ämnet avger en proton (som upptas av en vattenmolekyl som blir en oxoniumjon) så är ämnet en syra. Om ämnet reagerar med vatten på så sätt att det tar upp en proton (så att vattenmolekylen blir en hydroxidjon) är ämnet en bas. Vissa ämnen, som t ex vätesulfitjonen, kan fungera både som en syra och en bas. Sådana ämnen kallas för amfolyter.

I min bok står det så här.

"En proton är extremt liten och positivt laddad. Detta gör att den lätt dras till den negativa delen av en polär molekyl och där binds den till ett fritt elektronpar. Syreatomen i en vattenmolekyl har två icke-bindande valenselektronpar. Till ett av dessa elektronpar binds protonen. Syreatomen i oxoniumjonen har därför bara ett icke-bindande elektronpar kvar. "

Jag förstår inte riktigt vad de menar med "icke-bindande valenselektronpar".

Valenselektroner är de elektroner som en atom har i sitt yttersta elektronskal. En syreatom har 6 elektroner i sitt yttersta skal. I en vattenmolekyl finns det 8 elektroner kring syreatomen - två av dessa binder ihop syreatomen med den ena väteatomen och två av dem binder ihop syreatomen med den andra väteatomen. De båda sista elektronparen binder inte till någonting, d v s de är icke-bindande valenselektronpar. När en (positiv) vätejon (= proton) kommer i närheten av ett icke-bindande elektronpar, exemopelvis i en vattenmolekyl, fastnar den där så att vattenmolekylen blir till en oxoniumjon.

Smaragdalena skrev :

Valenselektroner är de elektroner som en atom har i sitt yttersta elektronskal. En syreatom har 6 elektroner i sitt yttersta skal. I en vattenmolekyl finns det 8 elektroner kring syreatomen - två av dessa binder ihop syreatomen med den ena väteatomen och två av dem binder ihop syreatomen med den andra väteatomen. De båda sista elektronparen binder inte till någonting, d v s de är icke-bindande valenselektronpar. När en (positiv) vätejon (= proton) kommer i närheten av ett icke-bindande elektronpar, exemopelvis i en vattenmolekyl, fastnar den där så att vattenmolekylen blir till en oxoniumjon.

Är de icke-bindande valenselektronpar, de som inte delar elektroner med väte?

Ja, de fyra översta elektronerna i bilden är icke-bindande elektronpar. Dålig bild förresten - de pekar i själva verket snett bakåt från skärmen respektive snett framåt från skärmen, i båda fallen uppåt.