Aciditatea precipitatiilor acide depinde nu numai de nivelul emisiilor, ci si de amestecurile de chimicale cu care interactioneaza SO2 si NOx in atmosfera. Formarea acidului sulfuric si azotic este un proces complex, constand in cateva reactii chimice. Este important sa consideram ambele faze: solutie si gaz in procesul de conversiune.

SO2 :

Faza de gaz

Sunt cateva posibile reactii care pot contribui la oxidarea dioxidului de sulf din atmosfera, fiecare cu un succes variat. O posibilitate este fotooxidarea dioxidului de sulf cu lumina ultravioleta. Lumina din aceasta regiune a spectrului electromagnetic are potentialul de a excita moleculele si de a conduce la oxidarea ulterioara cu O2. Aceasta reactie are o contributie nesemnificativa la formarea acidului sulfuric. O a doua posibilitate este reactia dioxidului de sulf cu oxigenul din atmosfera, prin reactiile urmatoare:

2SO2+ O2=2SO3

SO3+H2O=H2SO4

A doua reactie se produce rapid, de aceea formarea trioxidului de sulf in atmosfera umeda conduce la formarea acidului sulfuric. Oricum, prima reactie este foarte inceata in absenta unui catalizator, desi acesta nu are o contributie semnificativa. Mai sunt si alte cateva potentiale reactii, dar care se dovedesc nesemnificative din diferite motive.

Desi fiecare dintre aceste reactii pot aduce o contributie minora la oxidarea dioxidului de sulf, exista o singura reactie considerata semnificativa. Reactia se produce astfel:

HO+SO2(+M)=HOSO2(+M)

Aceasta reactie se produce la o rata apreciabila si se crede ca este singura care contribuie la oxidarea O2 din atmosfera. Radicalul hidroxil este produs de fotodescompunerea ozonului si este considerat ca fiind foarte reactiv cu multe specii.

 

Faza de solutie

In faza de solutie, dioxidul de sulf exista ca trei specii:

[S(IV)]=[SO2(sol)]+[HSO3 ]+[SO3 ]

Aceasta disociere apare prin doua procese:

SO2(sol)=H +HSO3

HSO3 (sol)=H +SO3

Stabilirea echilibrului depinde de factori precum pH-ul, marimea picaturii, etc.

Oxidarea solutiei de dioxid de sulf cu oxigen molecular se bazeaza pe un metal catalizator precum Fe sau Mn sau o combinatie a acestora. Oxidarea prin ozon este un proces mai apreciabil, deoarece nu necesita un catalizator si este cu 10 – 10 mai abundent in atmosfera decat oxigenul molecular. Procesul de oxidare dominant este cel cu peroxid de hidrogen (format in faza de gaz din radicali liberi). Reactia implica formarea unui intermediar (A ), posibil un ion acid peroximonosulfuros si se petrece astfel:

HSO3 +H2O2=A +H2O

A +H =H2SO4

NOx:

Faza de gaz

Ca si la dioxidul de sulf, cel mai mult contribuie la formarea acidului azotic reactia cu radicalii hidroxil. Acesti radicali sunt foarte reactivi si abundenti in atmosfera. Reactia se produce in felul urmator:

HO+NO2(+M)=HONO2(+M)

Mai exista alte cateva posibilitati, precum oxidarea cu oxigen atmosferic, oricum nici una nu se produce intr-o rata substantiala in atmosfera, pentru a contribui semnificativ la formarea acidului azotic.

Faza de solutie

Exista trei ecuatii considerate in oxidarea solutiei de NOx:

1)2NO2(g)+H2O(l)=2H +NO3 +NO2

2)NO(g)+NO(g)+H2O(l)=2H +2NO2

3)3NO2(g)+H2O(l)=2H +2NO3 +NO(g)

Aceste reactii sunt limitate de dependenta lor de presiunea partiala a NOx, prezent in atmosfera si de legea solubilitatii NOx.