Zeolity

Zeolity – duża grupa minerałów glinokrzemianowych (gromada krzemianów) o różnym składzie chemicznym, właściwościach i postaci kryształów. Uwodnione glinokrzemiany sodu i wapnia, w rzadszym stopniu baru, strontu, potasu, magnezu, manganu. Grupę tę wydzielił w 1756 roku szwedzki mineralog Axel Frederik Cronstedt.

Nazwa pochodzi z gr. dzeo = wrzeć (kipieć), zein = gotować i lithos = kamień (skała) co oznacza "wrzące kamienie" i nawiązuje do cechy charakterystycznej tej grupy: pod wpływem ogrzewania zawarta w nich woda "wrze" = "pieni się" pokrywając powierzchnię pęcherzykami (efekt uwalniania zawartej w zeolitach wody).

Obszerna grupa uwodnionych glinokrzemianów szkieletowych Na, Ca, Ba, Sr, K, Mn, Mg, w których w wolnych kanałach strukturalnych występują drobiny H₂O (tzw. woda zeolitowa) oraz kationy jedno lub dwuwartościowe.
Do grupy tej należy około 50 minerałów m.in. mezolit, thomsonit, gonnardyt, epistilbit, ferrieryt, laumontyt, yugawaralit, gmelinit, analcym, z czego zaledwie 15 występuje pospolicie.

Pod względem morfologicznym dzielą się na kilka grup:

• z.włókniste (natrolit, mezolit, skolecyt, thomsonit, gonnardyt, mordenit, ferrieryt, laumontyt),
• z.płytkowe (heulandyt, klinoptilolit, stilbit),
• z.kostkowe (gismondyt, phillipsyt, harmotom, yugawaralit, gmelinit, chabazyt).
• Do zeolitów zaliczany jest też analcym – minerał bardzo podobny do skaleniowców (pod względem składu chemicznego oraz postaci).

Ze względu na wykształcenie elementów strukturalnych, ich morfologię (skupienia masywne, kryształy), cechy fizyczne (np. łupliwość), wyróżnia się kilka szeregów:

• szereg natrolitu (z. włókniste) np. natrolit, skolecyt
• szereg mordenitu
• szereg heulandytu (z. płytkowe) np. heulandyt, klinoptilolit, stilbit
• szereg gismondytu i phillipsytu (z. kostkowe) np. gismondyt, phillipsyt, harmotom
• szereg chabazytu np. chabazyt
• szereg faujasytu i paulingitu

Spis treści 1 Właściwości 2 Występowanie 3 Zastosowanie 4 Bibliografia

[edytuj] Właściwości

• Wzór chemiczny: glinokrzemiany: AB_xO_2x x nH₂O

gdzie podstawienia:

A – Na, K, Li, Ca, Ba, Sr

B – Si i Al w proporcji od 5:1 do 1:1

W strukturze zeolitów występują puste kanalikowate przestrzenie (prześwit o rozmiarach kilku Å)

• Układ krystalograficzny: krystalizują we wszystkich układach (w regularnym: analcym)
• Twardość: od 3 do 5,5
• Gęstość: od 2,1 do 2,3 (niższa od gęstości innych glinokrzemianów)
• Rysa: biała – wszystkie zeolity
• Barwa: najczęściej białe, bezbarwne, szare, żółtawe, czerwone
• Przełam: zazwyczaj nierówny, rzadko muszlowy
• Połysk: zmienny – szklisty na ścianach kryształów, perłowy na powierzchniach łupliwości, tłusty na powierzchni przełamu; zeolity włókniste mają połysk jedwabisty
• Łupliwość: niewyraźna do doskonałej; część zeolitów nie ujawnia łupliwości
• Łatwo rozpuszczają się w kwasie solnym, przechodząc w galaretowatą krzemionkę (cecha diagnostyczna)
• Podczas ogrzewania do temperatury około 400 °C oddają zawartą w nich wodę bez zniszczenia struktury kryształów. Proces ten jest odwracalny – umieszczenie w wilgotnym środowisku powoduje jego ponowne uwodnienie a utracone kationy mogą zostać zastąpione innymi. Pod tym względem zeolity zachowują się odmiennie od innych uwodnionych minerałów.
• Minerały tej grupy budową i składem chemicznym przypominają skalenie (glinokrzemiany sodu i potasu), ale są uwodnione.
• Luki strukturalne pozostawione przez cząsteczki wody mogą być wypełnione przez inne cząsteczki lub jony.
• Woda dostając się lub opuszczając strukturę zeolitu powoduje wymianę jonów zawartych w roztworze na jony minerałów (ze względu na tę właściwość zeolity wytwarza się metodą syntezy i stosuje do uzdatniania wody).

[edytuj] Występowanie

W pustakach i szczelinach zasadowych skał magmowych, głównie w zasadowych wulkanitach. Pojawiają się także w geodach, granitowych i pustkach łupków krystalicznych oraz w niektórych żyłach kruszcowych.

[edytuj] Zastosowanie

• Mają znaczenie naukowe (jako wskaźnik warunków i charakteru przeobrażeń skał metamorficznych) i kolekcjonerskie.
• Ze względu na specyficzne cechy strukturalne zeolity wykorzystywane są w charakterze sit molekularnych, umożliwiających osuszanie rozpuszczalników oraz rozdział różnych mieszanin i substancji.
• Stosowane są jako substancja osuszająca, mają zastosowanie do oczyszczania gazów i ścieków – doskonale wychwytują jony ołowiu, cynku, miedzi, rtęci oraz promieniotwórcze izotopy strontu i cezu.
• Mają zastosowanie w różnych działach przemysłu chemicznego – przy produkcji proszków do prania (jako składnik zmiękczający wodę), przy produkcji nawozów mineralnych.
• Stosowane są również do zmiękczania wody wodociągowej.
• W przemyśle spożywczym – dodatek do paszy dla zwierząt.
• W petrochemii.
• Stanowią doskonały surowiec do wyrobu cementu, lekkich kruszyw i papieru.
• Używane jako wkład filtracyjny w filtrach akwariowych, ze względu na neutralizowanie szkodliwego amoniaku i fosforanów.

[edytuj] Bibliografia

• Encyklopedia popularna PWN, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 1993, ISBN 83-01-10416-3
• Encyklopedia Techniki/Materiałoznawstwo, Wydawnictwa Naukowo-techniczne, Warszawa, 1969
• Leksykon górniczy, praca zbiorowa, Wydawnictwo Śląsk, Katowice, 1989, ISBN 83-216-0690-3