溶洞給人以神秘，夢(mèng)幻的色彩，千姿百態(tài)的鐘乳石﹑石筍﹑石幔和石花都給人以美的感受。神奇的是，他們竟在悄悄的游走，長(zhǎng)高，變小，可生物學(xué)上已經(jīng)否定鐘乳石等是生物的命題。而今天，我要討論的角度不同，從化學(xué)角度分析鐘乳石的不斷變化和不同姿態(tài)的形成，破解溶洞的形成。

　　溶洞中構(gòu)成乳石的是石灰?guī)r，而石灰?guī)r的性質(zhì)與大理石，石灰石相似，主要成分為碳酸鈣(CaCo3)，而鐘乳石一系列變化的產(chǎn)生原因來(lái)源于主要成分碳酸鈣的一系列變化。

　　所以，我們不得不探究的是碳酸鈣的性質(zhì)。

　　CaCO3碳酸鈣有這樣一種性質(zhì)：當(dāng)它遇到溶有CO2的水時(shí)就會(huì)變成可溶性的碳酸氫鈣[Ca(HCO3)2]其化學(xué)反應(yīng)式為[Ca(HCO3)2]CaCO3+CO2+H2O=Ca(HCO3)2溶有碳酸氫鈣的水如果受熱或遇壓強(qiáng)突然變小時(shí)溶在水中的碳酸氫鈣就會(huì)分解，重新變成碳酸鈣沉積下來(lái)，并同時(shí)放出二氧化碳。Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+H2O

　　可見(jiàn)溶洞中的各種景象的形成是遵循這兩條反應(yīng)的。CaCO3在兩條反應(yīng)中分解又析出，不斷發(fā)生上述反應(yīng)，就形成了溶洞中各種奇異的，游走變化的乳石。

　　參觀過(guò)溶洞的人不難發(fā)現(xiàn)，乳石互不相依，上面的圖案各不相同，十分有層次感，像層層云朵。若僅考慮上文提出的兩條反應(yīng)是無(wú)法解釋這一現(xiàn)象的。

　　接下來(lái)在已提出的兩反應(yīng)的基礎(chǔ)上，讓我們探討乳石的層層疊疊，圖案各異的效果是如何形成的。而雕琢這幅杰作的大師是石灰石地區(qū)地下長(zhǎng)期溶蝕的結(jié)果。

　　石灰?guī)r里不溶性的碳酸鈣受水和二氧化碳的作用能轉(zhuǎn)化為微溶性的碳酸氫鈣。由于石灰?guī)r層各部分含石灰質(zhì)多少不同，被侵蝕的程度不同，(即參與反應(yīng)的CaCO3的量不同)就逐漸被溶解分割成互不相依、陡峭秀麗，層層疊疊的山峰和奇異的溶洞。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緩慢侵蝕而創(chuàng)造出來(lái)的杰作。

　　分情況來(lái)說(shuō)，還是遵循著兩條反應(yīng)的，只是溶有碳酸氫鈣的水，當(dāng)從溶洞頂?shù)蔚蕉吹讜r(shí)，由于水分蒸發(fā)或壓強(qiáng)減少，以及溫度的變化都會(huì)使二氧化碳溶解度減小而析出碳酸鈣的沉淀。這些沉淀經(jīng)過(guò)千百萬(wàn)年的積聚，漸漸形成了鐘乳石、石筍等。如果溶有碳酸氫鈣的水從溶洞頂上滴落，隨著水分和二氧化碳的揮發(fā)，則析出的碳酸鈣就會(huì)積聚成石幔、石花。如若洞頂?shù)溺娙槭�與地面的石筍連接起來(lái)，就會(huì)形成奇特的石柱了�？偨Y(jié)來(lái)說(shuō)，石灰?guī)r中CaCO3的不斷反應(yīng)溶解，不斷析出，再加上水和二氧化碳的緩慢侵蝕以及外界環(huán)境提供的不同反應(yīng)條件，都聯(lián)手打造出溶洞這美麗的奇跡。

　　 歡迎使用手機(jī)、平板等移動(dòng)設(shè)備訪問(wèn)中考網(wǎng)，2023中考一路陪伴同行！>>點(diǎn)擊查看