Диоксид углерода в роли «носильщика»

Диоксид углерода способен под землей перемещать тысячи тонн известняка. Как это происходит? Диоксид углерода С02 (углекислый газ) неплохо растворим в воде. Поэтому в природных речных, почвенных водах обычно высока концентрация растворенного С02. В водном растворе он частично переходит в гидрат, который затем превращается в угольную кислоту: C02H20i=2H2C03.

Среда этого раствора слабокислая из-за появления ионов оксония Н30+: Н2С03 + Н20 зяа НСОз-+Н30+.

Однако и этой кислотности достаточно, чтобы при проникновении по трещинам породы грунтовых вод в толщу известнякового пласта (известняк—это карбонат кальция СаС03) прошла реакция СаС03 + HCOJ + Н30 + = Са2 + + 2HCOJ" + Н20 или СаС03 + Н2С03=Са(НС03)2 с образованием хорошо растворимого в воде гидрокарбоната кальция Са(НС03)2. Так на месте известковых толщ образуются огромные полости в земной коре — карстовые пещеры.

Интересно, что гидрокарбонат кальция в свободном виде не существует; при попытке выделить его выпариванием воды кристаллизуется карбонат кальция: Ca(HC03)2 = CaC03J+H20 + C02T.

Грунтовые воды, содержащие Са(НС03)2, могут перемещаться в земной коре на значительные расстояния и, испаряя в подходящих условиях воду, выделяют карбонат кальция — известняк, кальцит.

Это происходит зачастую очень далеко от места растворения исходного карбоната кальция (см. 3.23).