Apakah kalian tahu stalaktit dan stalagmit?
Jika belum, sesi kali ini akan membahas kedua hal menarik yang terdapat di dalam gua kapur tersebut.
Gua batu kapur dan struktur terperinci di dalamnya menyediakan bukti-bukti yang nyata tentang bekerjanya kesetimbangan ionik dalam larutan. Puncak-puncak dan kolong-kolong gua ini merupakan produk dari reaksi antara batu-batu karbonat dan air yang telah terjadi berabad-abad tahun lamanya.
Batu kapur, terutama CaCO3 adalah bahan yang sedikit dapat larut dengan Ksp 3,3 × 10–9. Batu-batu ini mulai mengumpul di tanah lebih 400 juta tahun yang lalu dan gua yang relatif masih muda seperti “Howe Caverns” di wilayah timur New York.
Dua kunci yang menolong kita memahami bagaimana bentuk gua yang indah dapat terbentuk adalah sebagai berikut.
1. CO2 terdapat dalam kesetimbangan dengan larutan CO2 dalam pelarut air murni.
Konsentrasi CO2 dalam air proporsional dengan tekanan parsial gas CO2 yang bereaksi dengan air (hukum Henry), [CO2(aq)] ≈ PCO2 .
Karena terus-menerus melepaskan CO2 dari dalam tanah, PCO2 dalam lekukan tanah lebih tinggi daripada PCO2 di atmosfer.
2. Reaksi CO2 dan air menghasilkan H3O+. Persentase H3O+ meningkatkan daya larut bahan-bahan ionik yang terdiri dari anion asam lemah.
Jadi CO2(aq) membentuk H3O+ yang meningkatkan daya larut CaCO3.
Inilah penjelasan dari proses pembentukan gua. Ketika air permukaan menetes melalui celah-celah pada tanah, maka akan bertemu dengan udara yang terjebak dalam tanah dengan tekanan CO2 yang tinggi. Sebagai hasilnya CO2(aq) akan meningkat (persamaan 1 bergeser ke kanan) dan larutan menjadi bersifat lebih asam.
Ketika CO2 memperkaya air yang bereaksi dengan batu kapur, maka makin banyak CaCO3 yang larut (persamaan 2 bergeser ke kanan). Sebagai hasilnya maka semakin banyak batu-batu yang terbentuk, semakin banyak air yang mengalir di dalamnya, semakin banyak batu-batu yang terbentuk, dan seterusnya. Seiring berjalannya waktu, gua perlahan-lahan akan membentuk stalaktit dan stalagmit.
Proses pembentukan stalaktit dan stalagmit melalui terowongan-terowongan bawah tanah. Beberapa larutan sebagian besar melarutkan Ca(HCO3)2 melewati langit-langit gua yang terbentuk. Ketika menetes maka akan bertemu dengan udara yang mempunyai tekanan CO2 lebih rendah dari tekanan CO2 di tanah, sehingga beberapa CO2(aq) keluar dari larutan (persamaan 1 bergeser ke kiri). Ini menyebabkan CaCO3 mengendap di langit-langit dan di tempat tetesan jatuh (persamaan 2 bergeser ke kiri).
STALAKTIT DAN STALAGMIT
