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Les stalactites et les stalagmites sont des concrétions de calcaire constitué de carbonate de calcium CaCO3 (S).
Les stalactites Se forment sur les voutes des grottes contraire.
ment aux stalagmites qui croissent depuis le sol. Elles sont dues aux ruissellements des eaux de pluie.

A) Dissolution du dioxyde de carbone atmosphérique
Initialement, les eaux de pluie se chargent en dioxyde de carbone aqueux CO, (aq), issu du dioxyde de carbone atmosphérique, qui réagit avec l'eau pour former l'acide carbonique CO2, HO (aq).

B) percolation de l'eau de pluie à travers la roche
L'eau de pluie percole à travers la roche cal-caire. Le carbonate de calcium CaCOg (s), contenu dans le call caire, réagit avec
> Percolation de la solution
Pacide carbonique CO,, H,O (aq) selon la reaction d'équation (1) :
CaCO3 (s) + CO,, H,O (aq) = Ca?* (ag) + 2 HCO}(ag)
L'équation (1) est la combinaison des trois équations (2), (3) et (4) de constantes d'équilibre K2,
K., K, à 25°C:
CaCO; (s) = Ca?* (aq) + CO3 (aq)
K2 = 10-8,2
CO?- (ag) + H* (aq) -- HCO; (aq)
K; = 1010,3
COz, H,O (ag) = HCOg (aq) + H* (aq) K, = 10-64

C) Dégazage du dioxyde de carbone
Les eaux percolent à travers la roche jusqu'à ce qu'elles rencontrent un relief qui leur permettent de tomber goutte à goutte (une fissure, etc.). En s'étirant, la solution entre en contact avec l'air ; une partie du dioxyde de carbone dissous devient gazeux et la concentration en COz, H,O (aq) dans la solution diminue.

Question 1. Écrire l'équation de la réaction de formation de l'acide
carbonique CO,, H,O (aq) (texte A).

Question 2. Exprimer le quotient de réaction Q (doc. B)

Question 3a. Exprimer toutes les constantes d'équilibre K2, K3, K4 et le produit K2 x Kg X K4 (doc. B).

b. En déduire la valeur de la constante d'équilibre K, à 25°C de la réaction d'équation (1) (doc. B).

Question 4. Donner la relation entre K, et Q, lorsque le système est à l'état d'équilibre (doc. B).

Question 5. La transformation n'est pas totale. En déduire les espèces
presentes dans la solution.

Question 6. Déterminer le sens d'évolution spontanée du systeme lorsque la solution « s'étire » (texte C).

Question 7. Expliquer la formation des stalactites (texte C).

Question 8. Les gouttes d'eau chutent à faible vitesse sur le sol de la grotte. Formuler une hypothese sur la formation des stalagmites