Skript zum AC-Teil - Anorganische Chemie, AK Röhr, Freiburg
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8.6. MODELLVERSUCH ZUR VERWITTERUNG VON KALKSTEIN 77<br />
8.6 Modellversuch zur Verwitterung<br />
von Kalkstein<br />
Geräte<br />
• Hammer<br />
• Amboss<br />
• Mörser mit Pistill<br />
• Waschflasche mit Gaseinleitungsfritte<br />
• 2 Bechergläser<br />
• 2 Trichter<br />
• 2 Faltenfilter<br />
• Dreifuß<br />
• Keramikdrahtnetz<br />
• Brenner<br />
Chemikalien<br />
• Marmorstückchen, CaCO3(s)<br />
• Kohlenstoffdioxid, CO2(g) (aus Stahlflasche)<br />
• dest. Wasser<br />
Durchführung<br />
Einige Marmorstücke werden mit einem Hammer<br />
auf dem Amboss möglichst stark zerkleinert<br />
und dann im Mörser pulverisiert. Das Pulver<br />
wird in einer Waschflasche mit dest. Wasser<br />
aufgeschlämmt. Dann wird 10 min lang<br />
Kohlenstoffdioxid durch die Aufschlämmung<br />
geleitet. Anschließend wird filtriert. Das klare<br />
Filtrat wird auf dem Dreifuß über der Brennerflamme<br />
erhitzt.<br />
Zum Vergleich gibt man etwa die gleiche<br />
Menge Marmorpulver in ein Becherglas und<br />
schlämmt mit dest. Wasser auf ohne Kohlenstoffdioxid<br />
durchzuleiten. Nach 10 min wird<br />
ebenfalls filtriert und das klare Filtrat erhitzt.<br />
Auswertung<br />
Formulieren Sie die Gleichgewichtsreaktion,<br />
die diesem Versuch zu Grunde liegt.<br />
Theorie<br />
Dieser Versuch lässt sich auf die Bildung von<br />
Kesselstein bzw. die Bildung von Tropfsteingebilden<br />
übertragen. Er beruht auf folgender<br />
Gleichung.<br />
CaCO3 + H2O + CO2 ⇋ Ca 2+ + 2HCO − 3<br />
In Kalksteingebieten bzw. in kalkreichen<br />
Böden ist ausreichend Calciumcarbonat vorhanden.<br />
Zusätzlich herrscht im Boden stets<br />
ein hoher Partialdruck an Kohlenstoffdioxid<br />
aufgrund zahlreicher biologischer Atmungsvorgänge.<br />
Dieser bewirkt, dass nach obiger<br />
Gleichung Kalkstein zu Calciumhydrogencarbonat<br />
aufgelöst wird. Gelangt dieses angereicherte<br />
Wasser in eine Höhle mit niederem Kohlenstoffdioxidpartialdruck,<br />
so läuft die Reaktion<br />
rückwärts ab und es bilden sich Tropfsteingebilde<br />
aus Calciumcarbonat.<br />
Ebenso verschiebt sich das Gleichgewicht in<br />
der Hitze auf die Seite des Calciumcarbonats,<br />
da Kohlenstoffdioxid entweicht. Kalkablagerungen<br />
an Heizgeräten oder in Töpfen sind die<br />
Folge davon.<br />
Literatur<br />
Handbuch der Experimentellen <strong>Chemie</strong> Sekundarbereich<br />
II, Band 2, S.175, s. [9]
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