espealogenesis
Páginas: 7 (1523 palabras)
Publicado: 26 de mayo de 2013
Espeleología
Espeleogénesis – Mecanismos de Disolución
Corrosión de Mezclas
En el año 1964 el suizo Alfred Bögli publicó su famoso artículo sobre la "corrosión de mezclas" (mixing corrosion). Bögli demostró que la mezcla de dos aguas completamente saturadas, pero con diferentes concentraciones de Ca2+, posee otra vez una cierta capacidad de disolución. Era la explicación perfecta parala milagrosa reaparición de la capacidad de disolución a grandes profundidades. Especialmente en los años setenta casi todos los aspectos de la formación de cuevas se explicaban con este mecanismo.
Primero se describe la curva de saturación completa (curva de Bögli), la zona de saturación incompleta y la determinación de la dirección del trayecto de disolución. Después se trata el mecanismo dela corrosión de mezclas con algunas observaciones y finalmente, se explica un sencillo método de determinar la localización de la mezcla resultante de dos soluciones sobre la línea de conexión.
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LA CURVA DE SATURACIÓN COMPLETA.
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En el artículo de mecanismos de formación de proto conductos hemos visto que la reacción de disolución de caliza por agua con anhídrido carbónico era lasiguiente:
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H2O + CO2 + CaCO3 ↔ Ca2+ + 2HCO3¯
(agua) + (anhídrido carbónico) + (carbonato cálcico) ↔ (bicarbonato de calcio)
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Figura 1 muestra la curva de saturación completa (curva de Bögli) y la composición de una solución P.
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Es una reacción de equilibrio, lo que significa que no todo el anhídrido carbónico (CO2) se convierte en bicarbonato de calcio. En una solución completamente saturadatiene que haber una cantidad de CO2 disuelta para evitar la precipitación del bicarbonato de calcio (caliza disuelta). Cuanta más caliza disuelta hay en la solución, más CO2 hace falta para evitar su precipitación. Si juntamos todas las posibles combinaciones de equilibrio obtenemos una curva que representa la saturación completa (figura 1). Hay que mencionar que esta curva depende de latemperatura, un aspecto que se tratará en otro artículo. En el eje horizontal (abscisa) está la cantidad del gas anhídrido carbónico disuelto en la solución en miligramos por litro. En el eje vertical (ordenada) está la cantidad de caliza disuelta en la solución, también en miligramos por litro.
En la figura 1 se ve un punto P sobre la curva de saturación completa. Se puede determinar que para mantenerunos 195 miligramos de caliza disuelta por litro, hace falta unos 14 miligramos de CO2 disuelto por litro. Toda la zona que se encuentra por debajo de la curva de saturación completa es la zona de saturación incompleta.
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ZONA DE SATURACIÓN INCOMPLETA.
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¿Qué pasa si una solución todavía está disolviendo caliza? Entonces esta solución se encuentra en algún lugar dentro de la zona desaturación incompleta, por ejemplo en P1 (figura 2). Durante el proceso de disolución anhídrido carbónico (CO2) es consumido de la solución y por lo tanto su cantidad por litro (concentración) disminuye y al mismo tiempo la concentración de caliza disuelta (CaCO3) aumenta. Por esta razón, dentro del gráfico, el punto P1 se mueve hacia arriba (aumento de caliza disuelta) y hacia la izquierda(disminución de (CO2) disuelto). La dirección en donde se desplaza el punto P1 lo llamamos la dirección del trayecto de disolución.
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La figura 2 muestra la zona de saturación incompleta, el desplazamiento de punto P1 hacia la curva de Bögli y la determinación de la dirección del trayecto de disolución.
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DETERMINACIÓN DE LA DIRECCIÓN DEL TRAYECTO DE DISOLUCIÓN DE CALIZA.
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Para poder determinar ladirección del trayecto de disolución, tenemos que averiguar en que cantidades de miligramos reaccionan el CO2 y el CaCO3, porque el problema es que la escala de los ejes de las figuras no está en masa molecular pero en miligramos por litro (mg/l).
La reacción elemental de disolución de caliza muestra que 1 molécula de anhídrido carbónico (CO2) reacciona con 1 molécula de caliza (CaCO3)....
Espeleogénesis – Mecanismos de Disolución
Corrosión de Mezclas
En el año 1964 el suizo Alfred Bögli publicó su famoso artículo sobre la "corrosión de mezclas" (mixing corrosion). Bögli demostró que la mezcla de dos aguas completamente saturadas, pero con diferentes concentraciones de Ca2+, posee otra vez una cierta capacidad de disolución. Era la explicación perfecta parala milagrosa reaparición de la capacidad de disolución a grandes profundidades. Especialmente en los años setenta casi todos los aspectos de la formación de cuevas se explicaban con este mecanismo.
Primero se describe la curva de saturación completa (curva de Bögli), la zona de saturación incompleta y la determinación de la dirección del trayecto de disolución. Después se trata el mecanismo dela corrosión de mezclas con algunas observaciones y finalmente, se explica un sencillo método de determinar la localización de la mezcla resultante de dos soluciones sobre la línea de conexión.
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LA CURVA DE SATURACIÓN COMPLETA.
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En el artículo de mecanismos de formación de proto conductos hemos visto que la reacción de disolución de caliza por agua con anhídrido carbónico era lasiguiente:
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H2O + CO2 + CaCO3 ↔ Ca2+ + 2HCO3¯
(agua) + (anhídrido carbónico) + (carbonato cálcico) ↔ (bicarbonato de calcio)
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Figura 1 muestra la curva de saturación completa (curva de Bögli) y la composición de una solución P.
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Es una reacción de equilibrio, lo que significa que no todo el anhídrido carbónico (CO2) se convierte en bicarbonato de calcio. En una solución completamente saturadatiene que haber una cantidad de CO2 disuelta para evitar la precipitación del bicarbonato de calcio (caliza disuelta). Cuanta más caliza disuelta hay en la solución, más CO2 hace falta para evitar su precipitación. Si juntamos todas las posibles combinaciones de equilibrio obtenemos una curva que representa la saturación completa (figura 1). Hay que mencionar que esta curva depende de latemperatura, un aspecto que se tratará en otro artículo. En el eje horizontal (abscisa) está la cantidad del gas anhídrido carbónico disuelto en la solución en miligramos por litro. En el eje vertical (ordenada) está la cantidad de caliza disuelta en la solución, también en miligramos por litro.
En la figura 1 se ve un punto P sobre la curva de saturación completa. Se puede determinar que para mantenerunos 195 miligramos de caliza disuelta por litro, hace falta unos 14 miligramos de CO2 disuelto por litro. Toda la zona que se encuentra por debajo de la curva de saturación completa es la zona de saturación incompleta.
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ZONA DE SATURACIÓN INCOMPLETA.
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¿Qué pasa si una solución todavía está disolviendo caliza? Entonces esta solución se encuentra en algún lugar dentro de la zona desaturación incompleta, por ejemplo en P1 (figura 2). Durante el proceso de disolución anhídrido carbónico (CO2) es consumido de la solución y por lo tanto su cantidad por litro (concentración) disminuye y al mismo tiempo la concentración de caliza disuelta (CaCO3) aumenta. Por esta razón, dentro del gráfico, el punto P1 se mueve hacia arriba (aumento de caliza disuelta) y hacia la izquierda(disminución de (CO2) disuelto). La dirección en donde se desplaza el punto P1 lo llamamos la dirección del trayecto de disolución.
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La figura 2 muestra la zona de saturación incompleta, el desplazamiento de punto P1 hacia la curva de Bögli y la determinación de la dirección del trayecto de disolución.
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DETERMINACIÓN DE LA DIRECCIÓN DEL TRAYECTO DE DISOLUCIÓN DE CALIZA.
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Para poder determinar ladirección del trayecto de disolución, tenemos que averiguar en que cantidades de miligramos reaccionan el CO2 y el CaCO3, porque el problema es que la escala de los ejes de las figuras no está en masa molecular pero en miligramos por litro (mg/l).
La reacción elemental de disolución de caliza muestra que 1 molécula de anhídrido carbónico (CO2) reacciona con 1 molécula de caliza (CaCO3)....
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