Combattre les pluies acides

Combattre les pluies acides:



Les pluies acides ont deux origines:



-Naturelle, dues par exemple aux composés soufrés relâchés dans l'atmosphère par les volcans, ou aux gaz produits lors de la décomposition de certaines matières organiques.



-Anthropique, dont l'industrie, les centrales thermiques, le chauffage et les transports, qui sont les principaux responsables.



Nous nous intéresserons ici essentiellement aux origines anthropiques, car ce sont celles sur lesquelles nous pouvons le plus influer, et qui provoquent de surcroît la majeure partie du phénomène.



Les pluies acides se forment par la combustion de non-métaux dans l'air. Lorsque des non-métaux (par exemple des combustibles fossiles riches en souffre) brûlent, des oxydes de souffre se dégagent, qui donneront en réagissant avec l'eau de l'acide sulfurique, ainsi que des oxydes d'azote (NOx), qui réagiront avec des goutelletes d'eau pour doner de l'acide nitrique.


Détaillons ici comment sont produits ces acides.

Formation du catalyseur (OH°):

-Dans un premier temps, les molécules d'ozone se dégradent dans l'atmosphère:

O3 (g)  → O2 (g) + O

-Le catalyseur est ensuite formé en réagissant avec l'eau vaporisée:

  O + H2O (l) → 2 OH° 

Se forment ensuite les acides concernés:

L'acide sulfurique (peut se former de deux manière en fonction de l'oxyde considéré):

(1) O2 (g) + SO2 (g) + OH° → SO3 (l) + HO2, puis 3 H2O (l) + SO3 (l) → (2 H3O+ (aq) + SO42- (aq))

ou aussi:

(2) 2 HO2 → H2O2 (l) + O2 (g) puis 3 H2O2 (l) + SO2 (g) → (2 H3O+ (aq) + SO42- (aq)) + O2 (g)



Acide nitrique:

Les véhicules produisent des oxydes d'azote lorsqu'ils utilisent du carburant pour fonctionner. En théorie, cette combustion ne devrait produire que du CO2 et de l'eau, mais elle est incomplète, et certains hydrocarbures sont libérés dans l'atmosphère alors qu'il n'ont pas été brulés.
De plus, la température dans la chambre de combustion du moteur à explosion atteint en moyenne 2500°C. À cette température, le dioxygène (O2) et le diazote (N2) de l’air réagissent ensemble pour former de l’oxyde d’azote (NO ou NO2)

O2 (g) + N2 (g) → 2 NO (g) (Oxyde nitrique)

2 O2 (g) + N2 (g) → 2 NO2 (g) (Dioxyde d'azote)















Puis à partir de ces oxydes se forme l'acide nitrique (deux manières):

(1)le catalyseur hydroxyle réagit avec le dioxygène de l'air:

2OH° + O2 (g) → 2 HO2

Ce dioxygène d'hydrogène formé réagit ensuite avec l'oxyde nitrique NO :
 3 HO2 + NO (g) → (H3O+ (aq) + NO3- (aq)) + O3 (g)

(2) Le catalyseur hydroxyle réagit directement avec le dioxyde d'azote et l'eau :

OH° + NO2 (g) + H2O (g) → (H3O+ (aq) + NO3- (aq))



Les Hommes sont donc responsables d'un phénomène de pluie acide important, en utilisant des carburants fossiles riches en soufre et des moteurs à explosion.

Le pot Catalytique:


Le pot catalytique, placé près de la sortie du pot d'échappement d'une voiture, est constitué d'une chambre en acier inoxydable résistant à la corrosion et à l'oxydation en général.
Placé en fin de course dans le cycle de combustion du carburant, sa structure en nid d'abeille (faite en céramique, que l'on appelle monolithe), offrant une grande surface spécifique, est traversée par les gaz d'échappement: oxydes de soufre, d'azote, et hydrocarbures inbrulés.


(ici une image explicative, non visible sur le forum)


L'intérieur des conduits est recouvert d'une fine couche de cristaux combinants des métaux précieux : alumine, cerine, métaux rares du groupe du platine (dits platinoïdes (Pd-Pt-Rh).
Le pot est conçu pour offrir une grande surface de contact entre les gaz d'échappement et ces métaux.