Apa itu Pelapukan Kimia?
Apa itu Pelapukan Kimia?
Batuan, tanah, mineral, kayu, dan bahkan bahan buatan yang terpapar unsur-unsur alam seperti udara dan air akan mengalami perubahan signifikan selama periode waktu baik dalam morfologi maupun dalam komposisi kimia dan akhirnya terurai menjadi potongan-potongan kecil oleh proses pelapukan .
Ketika pelapukan terjadi melalui reaksi kimia yang mengubah komposisi kimia dari hal-hal seperti batu, tanah, dan mineral, proses ini kemudian dikenal sebagai pelapukan kimia . Proses berlangsung secara bertahap dan menghasilkan pembentukan mineral sekunder atau baru.
Jenis reaksi kimia yang paling umum yang menyebabkan pelapukan kimia adalah oksidasi, hidrolisis, hidrasi, karbonasi, dan reduksi . Di bawah ini, kami membahas proses ini dan memeriksa cara pengaruhnya terhadap batu.
Apa Proses Pelapukan Kimia?
Sekarang kita memiliki ide dasar tentang apa itu pelapukan kimia, mari kita lihat berbagai proses dimana pelapukan kimia batuan terjadi.
1. Oksidasi
Dalam hal pelapukan batuan secara kimiawi, oksidasi mengacu pada penambahan dan kombinasi oksigen ke mineral batuan. Batuan mengalami oksidasi ketika beberapa mineral di dalam batu bereaksi dengan oksigen yang ada dalam air tanah atau di atmosfer. Di hadapan kelembaban, proses oksidasi mempercepat. Sebagai hasil akhirnya, oksida terhidrasi diproduksi.
Sebagian besar dari kita akrab dengan reaksi oksidasi karat. Ini adalah hasil dari reaksi dimana besi (dalam bentuk Fe2 +) bereaksi dengan oksigen untuk membentuk oksida dan hidroksida Fe3 +. Karat benda logam yang kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari sering menyebabkan degradasi objek karena bagian berkarat menjadi rapuh dan mudah putus. Reaksi kimia serupa juga terjadi pada batuan dengan kandungan besi.
Contoh reaksi oksidasi yang terjadi pada batuan adalah sebagai berikut:
4FeO (Ferrous oxide) + O2 → 2Fe2O3 (Ferric oxide)
4Fe3O4 (Magnetite) + O2 → 6Fe2O3 (Hematite)
Batuan dengan kandungan besi yang mengalami oksidasi sering mengembangkan warna coklat kemerahan yang menunjukkan bahwa batu tersebut mengalami oksidasi.
Dengan adanya uap air, reaksi berlanjut untuk menghasilkan:
2Fe2O3 (Hematite) + 3H2O -> 2Fe2O3 .3H2O (Limonite)
2. Hidrolisis
Hidrolisis dapat dianggap sebagai proses pelapukan kimia penting lainnya. Istilah hidrolisis berasal dari "hidro", yang berarti air, dan "lisis" yang berarti penguraian. Proses ini didorong oleh pemisahan air menjadi ion hidrogen (H +) dan hidroksida (OH-). Ion-ion ini bereaksi dengan mineral yang ada di batuan untuk mendorong perubahan komposisi batuan. Mineral silikat dan karbonat biasanya dihidrolisis.
Dalam kondisi ideal, air murni sedikit terionisasi untuk menghasilkan ion H + dan OH- yang kemudian bereaksi dengan mineral untuk menghidrolisis mereka. Secara teoritis, jika tersedia cukup air, mineral asli akan sepenuhnya larut. Sebagai contoh:
Mg 2 SiO 4 + 4 H + + 4 OH− ⇌ 2 Mg2 + + 4 OH− + H 4 SiO 4
Namun, pada kenyataannya, air jarang menyumbangkan ion H +. Namun, situasinya berubah jika ada karbon dioksida. Gas tersebut mudah larut dalam air untuk membentuk asam karbonat lemah yang kemudian bertindak sebagai donor H +.
Reaksinya adalah sebagai berikut:
Mg 2 SiO 4 + 4 CO 2 + 4 H 2 O ⇌ 2 Mg2 + + 4 HCO 3 - + H 4 SiO 4
Hidrolisis feldspar untuk menghasilkan mineral lempung adalah contoh klasik pelapukan kimia batuan oleh hidrolisis.
Reaksinya adalah sebagai berikut:
2 KAlSi 3 O 8 (aluminosilikat feldspar) + 2 H 2 CO 3 + 9 H 2 O ⇌ Al 2 Si 2 O 5 (OH) 4 (Kaolinit, mineral tanah liat) + 4 H 4 SiO 4 + 2 K + + 2 HCO 3 -
Konstituen kimia tertentu dari batuan seperti natrium klorida langsung larut dalam air. Pembubaran zat-zat tersebut oleh air menghasilkan pelunakan batu, akhirnya memecahnya menjadi berkeping-keping. Pengasaman air mempercepat proses ini.
3. Hidrasi
Hidrasi juga merupakan salah satu proses dimana pelapukan kimia berlangsung. Dalam hidrasi, mineral bereaksi dengan air yang mengakibatkan ikatan H + dan OH-kaku yang berasal dari air ke molekul dan atom mineral. Penyerapan air oleh mineral bertindak untuk meningkatkan volume batuan yang melahirkan tekanan fisik di dalam batu dan akhirnya mengarah pada kehancuran batu. Iron oxide, aluminum oxide, anhydrite, dll., Adalah beberapa mineral batuan yang mengalami hidrasi. Dua contoh reaksi tersebut diberikan di bawah ini:
2Fe2O3 (hematite) + 3H2O → 2Fe2O3.3H2O (limonite)
Al2O3 (bauksit) + 3H2O → Al2O3.3H2O (Hid. Aluminium Oksida)
4. Karbonasi
Karbonasi juga menyebabkan pelapukan kimia batuan, tanah, dan mineral. Karbonasi mengacu pada pengikatan karbon dioksida ke substrat melalui reaksi dua langkah. Pertama, karbon dioksida bereaksi dengan air membentuk asam karbonat. Selanjutnya, asam karbonat bereaksi dengan mineral dalam batuan untuk menghasilkan karbonat atau bikarbonat. Karbonasi batuan yang mengandung kalsium karbonat (batu kapur) adalah proses umum pelapukan kimia yang mengarah pada pembentukan kalsium bikarbonat yang sangat larut dalam air. Reaksi semacam itu mengarah pada pembentukan ruang kosong di batu kapur yang akhirnya membentuk gua batu kapur. Reaksi karbonasi lebih cepat pada suhu dingin karena air dingin melarutkan lebih banyak karbon dioksida daripada air hangat.
Reaksi karbonasi batu kapur disajikan di bawah ini:
Langkah pertama dalam reaksi: pembentukan asam karbonat dengan reaksi air dan karbon dioksida.
CO 2 + H 2 O → H 2 CO 3
Langkah kedua dalam reaksi: pembentukan kalsium karbonat melalui reaksi antara asam karbonat dan kalsium karbonat.
H 2 CO 3 + CaCO 3 → Ca (HCO 3 ) 2
5. Pengurangan
Penghapusan O2 dari mineral batuan yang menghasilkan produksi mineral sekunder tereduksi juga merupakan salah satu proses pelapukan kimia. Reaksi reduksi umum terjadi pada kondisi tergenang air karena tidak adanya atau tingkat oksigen yang rendah di lingkungan tersebut memicu reaksi reduksi pada mineral batuan. Contoh reaksi semacam itu diberikan di bawah ini:
2Fe2O3 (Hematit) - O2 → 4FeO (Ferro oksida)
Hasil Akhir Dari Pelapukan Kimia Dari Batuan
Pelapukan kimia dengan proses di atas berfungsi untuk mengubah komposisi kimia batuan. Itu juga membuat batuan lebih rapuh atau membuat mineral batuan lebih larut dalam air. Dengan demikian, batuan mulai terdegradasi dan pada akhirnya dipecah menjadi potongan-potongan kecil selama periode waktu setelah kekuatan erosi menghilangkan potongan-potongan batu dari situs asal mereka dan membawanya pergi ke tempat-tempat yang jauh dengan degradasi dan disosiasi lebih lanjut.
