Protolyse und ihre Bedeutung Protolyse und ihre Bedeutung bei der Entstehung von bei der Entstehung von

TropfsteinhöhlenTropfsteinhöhlen

GFS in ChemieVon Fabian Bombel

2009

Was ist eine Protolyse?Was ist eine Protolyse?1. Protolyse ist die Übertragung eines Protons (H+-Ion) von einer Säure auf eine Base;

zwischen der Reaktionspartnern stellt sich dann ein chemisches Gleichgewicht ein Beispiel: HCl + H2O --> H3O+ + Cl-

2. Der Begriff Protolyse umschreibt chemische Verwitterungsvorgänge

Entstehung einer TropfsteinhöhleEntstehung einer Tropfsteinhöhle- „Zutaten“-- „Zutaten“-

Wie eine Tropfsteinhöhle entstehtWie eine Tropfsteinhöhle entsteht(zunächst aus geologischer Sicht) (zunächst aus geologischer Sicht)

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Löslichkeit von unterschiedlichen Löslichkeit von unterschiedlichen GesteinenGesteinen

Gestein Formel Löslichkeit in Wasser ( bei 25°)

Salz NaCl 385,5 g/l

Magnesit MgCO3 0,084 g/l

Dolomit CaMg(CO3)2 0,013 g/l

Kalk CaCo3 0,0125 g/l

Sandstein SiO2 0,006 g/l

Das bedeutet: 1 kg Kalk benötigt ca. 80.000 Liter Wasser um aufgelöst zu werden !

Wie kann das Gestein so schnell Wie kann das Gestein so schnell ausgespült werden?ausgespült werden?

Wie kann sich Kalk schneller lösen?Wie kann sich Kalk schneller lösen?

• Kohlensäure löst Kalk leichter

H2O+CO2 --> H2CO3

Wasser+ Kohlendioxid --> Kohlensäure

Kalksandsteingebirge aus Calciumcarbonat

Kalksandsteingebirge aus Calciumcarbonat

Grundwasser Meer / See

Calciumcarbonat CaCO3Calciumcarbonat CaCO3

Regen H2O Luft; enthält Kohlenstoffdioxid CO2

CO2 löst sich im Regen --> Kohlensäure H2CO3

H2CO3

H2CO3

H2CO3

H2CO3

Die Kohlensäure sickert mit dem Regen in den Kalkstein ein.

Durch einsickern des Kohlesäurehaltigen Regens bilden sich Sickerkanäle

Das feste Calciumcarbonat (CaCO3) löst sich durch die Kohlensäure (H2CO3) auf und wird zu löslichem Calciumhydrogencarbonat ( Ca(HCO3)2 ).

CaCO3 + H2CO3 --> Ca(HCO3)2

Die Kohlensäure löst immer mehr Gestein welches ausgespült wird ---> es entstehen Höhlen

CO2

H2O

Durch verdunsten des Wassers entsteht Calciumcarbonat welches aushärtet und Tropfsteine bildet.

Ca(HCO3)2 --> CaCO3 + H2O + CO2

Entstehung von TropfsteinenEntstehung von Tropfsteinen

• Das Calciumhydrogencarbonat Wasser sammelt sich und bildet Tropfen an der Höhlendecke

• Das Wasser verdunstet• Das Calciumhydrogencarbonat zerfällt zu

Calciumcarbonat und Kohlensäure• Das Calciumcarbonat härtet zu aus Tropfsteinen• Die Kohlensäure zerfällt zu Wasser und

Kohlendioxid

Entstehung von TropfsteinenEntstehung von Tropfsteinen

QuellenQuellenchemie-interaktiv.net

mm.seminar-sindelfingen.de

Wikipedia

tourismusinformation.de

geologie.suit101.de

harzlive.de

markusengelhardt.de

soil.tu-bs.de

Was ist Was: Höhlen