Saurer Regen ist eine Art von Regen, der saurer als üblich ist. Obwohl die zusätzliche Säure aus vulkanischen Gasen und verrottender Vegetation stammen kann, können künstliche Quellen bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe dem Regen Säure hinzufügen und bestimmte Gase in die Luft freisetzen. Saurer Regen und Schwefelsäure sind eng miteinander verbunden, da Schwefelsäure den Großteil des sauren Bestandteils des Regenwassers ausmacht.
Schwefelsäure ist ein Molekül mit zwei Wasserstoffatomen, einem Schwefelatom und vier Sauerstoffatomen. Dadurch erhält die Säure die chemische Formel von H2SO4. Diese Substanz ist im sauren Regen vorhanden, wenn auch nicht genau in dieser Form. Starke Säuren wie Schwefelsäure neigen dazu, sich leicht mit Wassermolekülen zu vermischen und zerfallen im Wasser in zwei Teile.
Diese Segmente sind ein Wasserstoffatom und der Rest des Moleküls, der jetzt HSO4 ist. Das Wasserstoffatom ist positiv geladen, wenn es vom ursprünglichen Säuremolekül abfällt, also ist es ein positives Ion. Da die Ladung der meisten Chemikalien ausgeglichen ist, ist der andere Teil des Schwefelsäuremoleküls negativ geladen. Der pH-Wert, ein Maß für den Säuregehalt, ordnet Substanzen Säurewerte zu, basierend auf der Anzahl der darin enthaltenen Wasserstoffionen. Saurer Regen und Schwefelsäure werden daher umso saurer, je mehr Wasserstoffionen vorhanden sind.
Bevor die Schwefelverbindung überhaupt in den Regen gelangt, muss sie in die Atmosphäre gelangen. Dies geschieht, weil schwefelhaltige Gase in der Luft aufsteigen können. Natürliche Quellen dieser Gase, bei denen es sich um Schwefelwasserstoff und Schwefeldioxid handelt, sind Emissionen von Vulkanen bzw. Gas, das durch verrottendes Pflanzenmaterial erzeugt wird.
Schwefelwasserstoff hat die chemische Formel H2S, was bedeutet, dass er zwei Wasserstoffatome und ein Schwefelatom besitzt. Dieses spezielle Schwefelgas reagiert mit dem bereits in der Luft vorhandenen Sauerstoff und wird zu Schwefeldioxid. Schwefeldioxid aus H2S-Reaktionen oder vulkanischen Emissionen ist ein weniger komplexes Molekül als wenn es zu einer Säure wird, da es nur zwei Sauerstoffatome und ein Schwefelatom enthält.
Chemisch wird Schwefeldioxid durch SO2 repräsentiert. Der größte Teil dieses Gases in der Erdatmosphäre stammt von menschlichen Aktivitäten. Dies ist in erster Linie auf den Wärmeabbau fossiler Brennstoffe zurückzuführen. Fossile Brennstoffe sind eine Form von verrottendem Pflanzenmaterial, das über Jahrmillionen zu Kohle, Öl oder Gas geworden ist. Elektrische Kraftwerke machen am meisten, aber auch Industrie, Heizung und Autoabgase können einen Beitrag leisten.
Dieses Gas schwebt in der Luft und vermischt sich mit den Wassertröpfchen in Regenwolken. Das SO2 wird durch Wechselwirkung mit Luftsauerstoff zu SO3, bevor es sich mit dem Wasser in der Wolke vermischt. Wasser, das zwei Wasserstoffatome und einen Sauerstoff enthält, reagiert mit dem SO3 zu H2SO4, das ist Schwefelsäure.
Wenn saurer Regen und Schwefelsäure auf die Erde fallen, kann der niedrige pH-Wert für Organismen und unbelebte Gegenstände schädlich sein. Wasserläufe, die zu viel sauren Regen und Schwefelsäure erhalten, können zu ungesunden Lebensräumen für Fische und Pflanzen werden. Baumaterialien wie Marmor können durch die Säure langsam erodiert werden. Im Allgemeinen kann sogar normaler Niederschlag einen sauren pH-Wert haben, der bei etwa 5.6 liegt. Regen mit einem pH-Wert unter diesem Wert, z. B. 3.0, gilt als saurer Regen und kann ein Zeichen für lokale Verschmutzung sein.