PROSES TERJADINYA STALAKTIT DAN STALAGMIT DI GUA BATU KAPUR
Bukti-bukti yang nyata tentang bekerjanya kesetimbangan ionik dalam larutan ada di dalam gua batu kapur dan struktur terperinci di dalamnya. Pembentukkan gua lebih sering terjadi pada jenis batuan karst, gamping dengan komposisi dominan Kalsium Karbonat (CaCO₃). Puncak-puncak dan kolong-kolong gua ini merupakan produk dari reaksi antara batu-batu karbonat dan air yang telah terjadi berabad-abad tahun lamanya. Batu kapur , terutama CaCO₃ adalah bahan yang sedikit dapat larut dengan 3.3 × 10ˉ⁹. Batu-batu ini mulai mengumpul di tanah lebih dari 400 juta tahun yang lalu.
Dua kunci fakta untuk memahami bagaimana gua terbentuk.
1. CO₂ terdapat dalam kesetimbangan dengan larutan CO₂ dalam pelarut air murni.
CO₂(g) CO₂(aq) ……(1)
Konsentrasi CO₂ dalam air proporsional dengan tekanan parsial gas CO₂ yang bereaksi dengan air (hukum Henry), [CO₂(aq)] ≈ . dalam lekukan tanah lebih tinggi daripada di atmosfer karena terus-menerus melepaskan CO₂ dari dalam tanah.
2. Di daerah batu kapur, gua terbentuk oleh air hujan yang mengandung gas (CO₂) yang di serap dari atmosfer batu kapur tersusun dengan bahan utama CaCO₃. CaCO₃ larut oleh asam lemah. Kemudian membentuk saluran dalam jangka waktu yang lama. Reaksi kimia ini merupakan reaksi kesetimbangan.
Reaksi CO₂ dan air menghasilkan . Persentase meningkatkan daya larut bahan-bahan ionik yang terdiri dari anion asam lemah.
CO₂(aq) + 2H₂O(l) ↔ (aq) + HCO₃ˉ (aq)
Jadi, CO₂(aq) membentuk yang meningkatkan daya larut CaCO₃.
CaCO₃(s) + CO₂(aq) + 2H₂O(l) ↔ (aq) + 2HCO₃ˉ(aq) ……(2)
Inilah penjelasan dari proses pembentukan gua. Ketika air permukaan menetes melalui celah-celah pada tanah, maka akan bertemu dengan udara yang terjebak dalam tanah dengan tekanan CO₂ yang tinggi. Sebagai hasilnya CO₂(aq) akan meningkat (persamaan 1 bergeser ke kanan) dan larutan menjadi bersifat lebih asam. Ketika CO₂ memperkaya air yang bereaksi dengan batu kapur, maka makin banyak CaCO₃ yang larut (persamaan 2 bergeser ke kanan). Sebagai hasilnya maka semakin banyak batu-batu ynag terbentuk, semakin banyak air yang mengalir di dalamnya. Seiring berjalannya waktu, gua perlahan-lahan akan membentuk stalaktit dan stalagmit.
Proses pembentukan stalaktit dan stalagmit melalui terowongan-terowongan bawah tanah. Beberapa larutan sebagian besar melarutkan Ca(HCO₃)₂ melewati langit-langit gua yang terbentuk. Ketika menetes maka akan bertemu dengan udara yang mempunyai tekanan CO₂ lebih rendah dari tekanan CO₂ di tanah, sehingga beberapa CO₂(aq) keluar dari larutan (persaman 1 bergeser ke kiri). Ini menyebabkan CaCO₃ mengendap di langit-langit dan di tempat tetesan jatuh (persamaan 2 bergeser ke kiri).
Pembentukan pilar stalaktit dan stalagmite terjadi ketika air mengandung kalsium karbonat menguap secar berulang-ulang. Dengan kata lain, jumlah CaCO₃ berkurang. Menurut asas Le Chatelier, jika kosentrasi zat berkurang, reaksi akan bergeser ke arah zat yang berkurang tersebut. Jadi reaksi akan bergeser ke kiri (pembentukan CaCO₃). Hal itu dapat di amati dari jatuhnya larutan dan HCO₃ˉ yang berada di atap gua. Penguapan dalam gua terjadi dalam waktu yang sangat lambat. Penyebabnya, karena tidak ada radiasi matahari untuk menarik molekul air, kecilnya pergerakan udara bahkan hampir tidak ada, dan hampir semua udara yang jenuh dengan uap air.
Sepuluh tahun berlalu dan langit-langit menghasilkan untaian tetesan yang membeku dari CaCO₃ disebut stalaktit, sedangkan bentuk paku dari CaCO₃disebut stalagmite, tumbuh ke atas dari lantai gua. Dengan waktu yang cukup, stalaktit dan stalagmite bertemu dan membentuk kolom endapan batu kapur.
Stalaktit adalah jenis formasi geologi yang menggantung dari langit-langit gua, mata air panas atau struktur bangunan buatan manusia seperti jembatan dan tambang. Pertambahan panjang stalaktit hanya 0.2 mm pertahun. Lambatnya laju pengendapan ini juga dipengaruhi oleh gerakan udara dan campuran di dalam batu kapur.
Stalagmit adalah jenis fromasi batuan yang naik dari dasar atau lantai gua karena akumulasi bahan tersimpan di lantai gua dari tetesan di langit gua.
Stalagmit pasangan dari stalaktit, yang tumbuh di lantai gua karena hasil tetesan air dari atas langit-langit gua. Ciri-ciri stalaktit berlubang, bentuknya meruncing ke bawah & lebih runcing dan menggantung, serta dapat di bentuk dari pelarutan batu kapur, lava, es, mineral, lumpur, gambut atau pasir. Sedangkan stalagmit berlapis-lapis, tidak berlubang, bentuknya meruncing keatas dan di lantai gua, dapat dibentuk dari pelarutan batu kapur, lava, es, lumpur, gambut, dan beton.
Proses kimia yang sama dapat menghasilkan bentuk-bentuk endapan yang berbeda. Kumpulan larutan Ca(HCO₃)₂ membentuk batu “lily” atau “koral”. Larutan membentuk batu yang lembut, menghias pada dinding gua dengan warna yang timbul menakjubkan dari ion-ion logam,seperti besi (coklat kemerahan) atau tembaga (hijau kebiruan).
Gambar stalaktit dan stalagmit di Carisbad Caverns New Mexico, bentuk yang mengagumkan di dalam gua batu kapur menghasilkan perubahan yang halus dalam peristiwa kesetimbangan ionik karbonat lebih dari jutaan tahun (Wikimedia Commons [1])
Sumber: Chemistry,The Molecular Nature of Matter and Change, Martin S. Silberberg, 2000
Stalagmit biasanya tidak boleh disentuh, karena penumpukan batuan dibentuk oleh mineral, mempercepat keluar dari larutan air ke permukaan tua, minyak kulit dapat mengubah permukaan dimana air mineral akan melekat sehingga mempengaruhi pertumbuhan formasi . Minyak dan kotoran dari kontak manusia juga bisa menodai pembentukan dan perubahan warna permanen.
sumber : http://belajarkimiamtka.blogspot.co.id/2016/02/stalaktit-dan-stalagmit_83.html
