Γιατί οι ανθρακικοί βράχοι αντιδρούν σε οξύ;

Οι ανθρακικοί βράχοι, που αποτελούνται κυρίως από ανθρακικά ορυκτά όπως ασβεστίτη (ανθρακικό ασβέστιο) και δολομίτη (ανθρακικό μαγνήσιο ασβεστίου), αντιδρούν εύκολα με οξέα λόγω των ακόλουθων χημικών διεργασιών:

1. Αντίδραση οξέος-βάσης:

Τα ανθρακικά ορυκτά είναι βασικά στη φύση, που σημαίνει ότι έχουν περίσσεια ιόντων υδροξειδίου (OH-). Όταν ένα οξύ, το οποίο περιέχει αφθονία ιόντων υδρογόνου (Η+), έρχεται σε επαφή με ένα ανθρακικό ορυκτό, συμβαίνει μια αντίδραση οξέος βάσης. Τα ιόντα υδρογόνου από το οξύ συνδυάζονται με τα ιόντα υδροξειδίου από το ανθρακικό ορυκτό για να σχηματίσουν μόρια νερού (Η2Ο). Αυτή η αντίδραση μπορεί να εκπροσωπηθεί ως εξής:

2 Η + (από οξύ) + CO3 2- (από ορυκτό ανθρακικό) → H2O + CO2

2. Σχηματισμός ανθρακικού οξέος:

Η αντίδραση μεταξύ των ιόντων υδρογόνου και των ανθρακικών ιόντων παράγει ανθρακικό οξύ (H2CO3). Το καρβονικό οξύ είναι ένα αδύναμο οξύ που μπορεί να διαχωριστεί περαιτέρω σε ιόντα υδρογόνου και ιόντα διττανθρακικού άλατος (HCO3-):

H2O + CO2 → H2CO3

H2CO3 → H + + HCO3-

3. Διάλυση ανθρακικών ορυκτών:

Τα ιόντα υδρογόνου που παράγονται στις παραπάνω αντιδράσεις μπορούν να αντιδράσουν με τα ανθρακικά ορυκτά, οδηγώντας στη διάλυση τους. Ο ασβεστίτης, για παράδειγμα, διαλύεται σύμφωνα με την ακόλουθη αντίδραση:

CACO3 (Calcite) + 2H + → CA2 + + H2O + CO2

Ομοίως, ο δολομίτης υφίσταται διάλυση παρουσία οξέων:

CAMG (CO3) 2 (Dolomite) + 4H + → CA2 + + MG2 + + 2H2O + 2CO2

Τα ιόντα διαλυμένου ασβεστίου, μαγνησίου και διττανθρακικού άλατος στη συνέχεια απομακρύνονται από το όξινο νερό.

Συνολικά, η αντίδραση μεταξύ των ανθρακικών πετρωμάτων και των οξέων έχει ως αποτέλεσμα τον σχηματισμό νερού, το αέριο διοξειδίου του άνθρακα (CO2) και τη διάλυση των ανθρακικών ορυκτών. Αυτή η διαδικασία διάλυσης μπορεί να οδηγήσει στο σχηματισμό σπηλιών, καταβόθρων και άλλων καραμέλων σε περιοχές όπου τα ανθρακικά πετρώματα είναι άφθονα.