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A formação das estalactites e estalagmites

Muitas substâncias são pouco solúveis em água, fato que pode ser descrito pelo valor da constante do produto de solubilidade da substância, que é o produto da concentração dos íons envolvidos no equilíbrio, cada um elevado à potência do seu coeficiente na equação de equilíbrio. O carbonato de cálcio, por exemplo, a 25 graus Celsius25 °C, tem uma constante muito baixa:
'K' subscrito s é igual a abre colchetes C a elevado a início expoente, 2 mais, fim expoente fecha colchetes vezes abre colchetes C O subscrito 3 elevado a início expoente, 2 menos, fim expoente fecha colchetes é igual a 8 vírgula 7 vezes 10 elevado a menos 9Ks=[Ca2+]·[CO32-]=8,7·10-9
Apesar disso, ele pode ser dissolvido e dar origem a formações sólidas em cavernas. Conheça a seguir como isso ocorre.

Ilustração de uma caverna subterrânea evidenciando a formação de estalactites e estalagmites. Na parte superior, está chovendo e há várias árvores com suas raízes aparentes no solo. Mais abaixo, está a caverna subterrânea, com várias formações finas e alongadas no teto, as estalactites. No chão, também há formações alongadas verticalmente, as estalagmites. Elas são mais grossas e sua altura chega próximo das formações que estão no teto. Além disso, também há algumas poças d’água no chão da caverna.
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1. Acidificação da água da chuva

Quando chove, a água das chuvas pode entrar em contato com o dióxido de carbono presente no ar atmosférico ou no solo, liberado pela respiração de plantas ou pela decomposição de animais, formando o ácido carbônico.
H subscrito 2 O abre parênteses l fecha parênteses mais C O subscrito 2 abre parênteses g fecha parênteses seta para a direita H subscrito 2 C O subscrito 3 abre parênteses a q fecha parêntesesH2O(l)+CO2(g) → H2CO3(aq)

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2. Dissolução do carbonato de cálcio

O ácido carbônico pode reagir com as rochas carbonáticas presentes no solo, dissolvendo o carbonato de cálcio e formando íons cálcio e hidrogenocarbonato.
C a C O subscrito 3 abre parênteses s fecha parênteses mais H subscrito 2 C O subscrito 3 abre parênteses a q fecha parênteses seta para a direitaCaCO3(s)+H2CO3(aq) → 
seta para a direita C a elevado a início expoente, 2 mais, fim expoente abre parênteses a q fecha parênteses mais 2 H C O subscrito 3 elevado a início expoente, menos, fim expoente abre parênteses a q fecha parênteses→ Ca2+(aq)+2 HCO3-(aq)
Esses íons atravessam o solo por fendas ou fraturas, podendo chegar às cavernas.

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3. Formação das estalactites e estalagmites

Dentro das cavernas, há a precipitação do carbonato de cálcio. Devido à baixa concentração de dióxido de carbono da atmosfera subterrânea, ocorre perda de C O subscrito 2CO2 e formação de água e carbonato de cálcio:
C a elevado a início expoente, 2 mais, fim expoente abre parênteses a q fecha parênteses mais 2 H C O subscrito 3 elevado a início expoente, menos, fim expoente abre parênteses a q fecha parênteses seta para a direitaCa2+(aq)+2 HCO3-(aq) →
seta para a direita C a C O subscrito 3 abre parênteses s fecha parênteses mais C O subscrito 2 abre parênteses g fecha parênteses mais H subscrito 2 O abre parênteses l fecha parênteses→ CaCO3(s)+CO2(g)+H2O(l)
No teto da caverna, esse precipitado é chamado de estalactite e, no chão, estalagmite.

Representação da formação das estalactites e das estalagmites.

Crédito da imagem: Rogério Casagrande

Neste esquema, foi apresentado como ocorre um processo natural envolvendo a solubilidade de uma substância pouco solúvel em água que dá origem a formações sólidas chamadas espeleotemas no interior de cavernas. Em princípio, não esperaríamos encontrar essa substância nesses locais; contudo, ao conhecer fatores que podem dar origem a substâncias com diferentes solubilidades, é possível explicar como essa substância insolúvel foi transportada pela água e levada até as cavernas.