正常雨水的pH值为5.6,主要由以下原因导致:
一、主要成因:二氧化碳的溶解作用
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碳酸生成
正常雨水中溶解的二氧化碳(CO₂)与水(H₂O)反应生成碳酸(H₂CO₃),化学方程式为:
$$CO₂ + H₂O \rightleftharpoons H₂CO₃$$碳酸是弱酸,其解离常数(Ka)约为4.3×10⁻⁷,导致雨水呈弱酸性,pH值约为5.6。
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pH值的稳定性
由于大气中CO₂浓度相对稳定,正常雨水的pH值通常在5.6左右波动,这是自然环境中的平衡结果。
二、其他影响因素
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污染物作用
工业排放、汽车尾气中的二氧化硫(SO₂)和氮氧化物(NOₓ)等酸性气体,会与雨水中的水蒸气反应生成硫酸(H₂SO₄)和硝酸(HNO₃),使pH值降低至5.6以下,形成酸雨。 例如: $$SO₂ + H₂O \rightarrow H₂SO₃ \rightarrow H₂SO₄$$
$$2NO₂ + H₂O \rightarrow HNO₃ + HNO₂$$但正常雨水pH值仍以5.6为主流值,酸雨的界定以pH<5.6为准。
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自然因素
雨水在降落过程中可能吸附灰尘、金属氧化物等物质,这些物质可能微弱影响pH值,但通常不会改变其弱酸性的本质。
三、酸雨的界定
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正常雨水 :pH值约为5.6,属于自然酸性降水。
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酸雨 :pH值小于5.6,通常与人类活动排放的污染物相关。
总结
正常雨水的pH值为5.6是二氧化碳溶解形成碳酸的直接结果,反映了大气中CO₂浓度与水体酸碱度的自然平衡。若需进一步降低pH值至酸雨标准(<5.6),则需关注人类活动对大气污染物的排放。