石灰岩里不溶性的碳酸钙受水和二氧化碳的作用能转化为微溶性的碳酸氢钙。由于石灰岩层各部分含石灰质多少不同,被侵蚀的程度不同,(即参与反应的CaCO3的量不同)就逐渐被溶解分割成互不相依、陡峭秀丽,层层叠叠的山峰和奇异的溶洞。例如于世的桂林溶洞、北京石花洞,就是由于水和二氧化碳的缓慢侵蚀而创造出来的杰作。
分情况来说,还是遵循着两条反应的,只是溶有碳酸氢钙的水,当从溶洞顶滴到洞底时,由于水分蒸发或压强减少,以及温度的变化都会使二氧化碳溶解度减小而析出碳酸钙的沉淀。这些沉淀经过千百万年的积聚,渐渐形成了钟乳石、石笋等。如果溶有碳酸氢钙的水从溶洞顶上滴落,随着水分和二氧化碳的挥发,则析出的碳酸钙就会积聚成石幔、石花。如若洞顶的钟乳石与地面的石笋连接起来,就会形成奇特的石柱了。总结来说,石灰岩中CaCO3的不断反应溶解,不断析出,再加上水和二氧化碳的缓慢侵蚀以及外界环境提供的不同反应条件,都联手打造出溶洞这美丽的奇迹。
接下来小编就给大家分享一个趣味化学实验——溶洞的形成模拟实验
原料
磷酸三钠(晶体)、三氯化铁(晶体)、氯化铜(晶体)、胆矾(晶体)、明矾(晶体)、硫酸镁(晶体)、蒸馏水等。
仪器设备
天平、粗铁丝、塑料镂孔隔板、镊子、烧杯(1000mL)、药匙等。
原理
5%磷酸三钠溶液能与多种晶体盐表面形成具有半透膜性质的难溶盐,将晶体放在瓶中生长液的顶端,在重力的作用下使晶体表面的难溶盐从上往下生长。
操作步骤
1、将配制好的 5%磷酸三钠溶液倒入标本瓶内静置,备用。
2、将固定有晶体的支架,轻轻放在步骤 1 标本瓶的液面上方,观察奇妙的实验现象。
现在的学生学习压力很大,很少有机会到大自然去接触到真实的溶洞,所以通过在实验室中模拟出溶洞的形成过程,可以培养学生学习化学的兴趣,同时可以促进学生对于化学知识的了解与应用。
本文参考山东省淄博市桓台县唐山镇邢家中学耿淑帆老师、新浪博客微微生活中的化学编辑整理,其他公众号转载请注明来源和出处