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Tropfsteine und Kesselstein
AFB I–IIRegenwasser nimmt beim Versickern durch den Boden viel Kohlenstoffdioxid auf, denn Bodenluft enthält durch die Atmung von Wurzeln und Bodenlebewesen oft 1–5 % CO₂. In Kalkgebirgen löst dieses Wasser Kalkstein (Calciumcarbonat) auf; dabei entstehen Calcium- und Hydrogencarbonat-Ionen. Tropft das Wasser in einer Höhle von der Decke, bilden sich Tropfsteine. Auch in Wasserkochern setzt sich aus kalkhaltigem Leitungswasser mit der Zeit Kesselstein (Calciumcarbonat) ab.
M1Kohlenstoffdioxid in verschiedenen Luftproben
| Ort | Volumenanteil \(\ce{CO2}\) in der Luft |
|---|---|
| Außenluft | etwa 0,04 % |
| Bodenluft | 1–5 % |
| Höhlenluft ohne Besucher | etwa 0,1 % |
| Schauhöhle nach einem Besuchertag | bis 0,5 % |
- Formulieren Sie die Reaktionsgleichung für das Lösen von Kalk in kohlenstoffdioxidhaltigem Wasser als Gleichgewicht.
- Erklären Sie mit dem Prinzip von Le Chatelier, warum sich im Boden Kalk löst und in der Höhle Tropfsteine wachsen.
- Deuten Sie die Beobachtung, dass in Schauhöhlen mit vielen Besuchern Tropfsteine langsamer wachsen und an manchen Stellen sogar angegriffen werden.
- Erläutern Sie, warum sich beim Erhitzen von kalkhaltigem Wasser im Wasserkocher Kesselstein bildet.
Hinweise
Hinweis zu Aufgabe a)
Edukte: \(\ce{CaCO3(s)}\), \(\ce{CO2(aq)}\), \(\ce{H2O(l)}\).
Hinweis zu Aufgabe b)
Vergleichen Sie die CO₂-Anteile von Bodenluft und Höhlenluft in M1. Was geschieht mit gelöstem CO₂, wenn das Wasser in die Höhle tropft?
Hinweis zu Aufgabe c)
Woher kommt das zusätzliche CO₂ in der Schauhöhle?
Hinweis zu Aufgabe d)
In heißem Wasser löst sich viel weniger Gas als in kaltem.Erläutern: Einen Sachverhalt so darstellen, dass Zusammenhänge und Bedingungen verständlich werden – mit Beispielen oder Belegen.