ZEOLITI.

Predstavitev na temo: "ZEOLITI."— Zapis predstavitve:

1 ZEOLITI

2 Odkritje in poimenovanje
l.1756 odkril švedski mineralog Axel Fredric Cronstedt Poimenoval z imenom ˝zeolithos˝ grška beseda - ˝vreli kamen˝ Zeolite je leta 1756 odkril švedski mineralog Axel Fredric Cronstedt, ki jih je tudi poimenoval z imenom ˝zeolithos˝. Zeolithos je grška beseda, kar pomeni ˝vreli kamen˝. To ime je za zeolite izbral zaradi kamnov, ki so se poplesovali/gibali med segrevanjem. *Pojav je posledica molekul vode, ki jo zeolit vsebuje v svojih porah do 25% lastne teže in pri izgorevanju izhajajo iz zeolitne strukture.

3 Kaj so zeoliti? Alumosilikati s tridimenzionalnim ogrodjem, z večjimi in manjšimi kanali, v katerih so kovinski kationi Sestavljeni so iz silicijevih Si4- in aluminijevih Al3- kationov, povezanih s štirimi kisikovimi anioni O2- v tetraedre, ki preko kisikovih ionov tvorijo kristalno mrežo Alumosilikati s tridimenzionalnim ogrodjem, z večjimi in manjšimi kanali, v katerih so kovinski kationi. Sestavljeni so iz silicijevih Si4- in aluminijevih Al3- kationov, povezanih s štirimi kisikovimi anioni O2- v tetraedre, ki preko kisikovih ionov tvorijo kristalno mrežo. *Vsebujejo preko kisika vezane tetraedre Al3+ in Si4+ zato jih uvrščamo v družine alumosilikatov.

4 Naravno oblikovanje zeolita
Veter nosi velike gmote vulkanskega pepela Pepel se odlaga v slani vodi Lava + pepel + slana voda = zeoliti NASTANEK: 1. Veter nosi vulkanski pepel, ki tvori velike gmote pepela. 2. Nekaj pepela se na svoji poti odlaga, nekaj pa ga pade v slano vodo. 3. Kemijska reakcija pepela, lave in slane vode (kristalizacija) tvori naravno oblikovane zeolite (zato pravimo, da je vulkanski material). Dodatno so jih oblikovali kasnejši geomehanski in geofizikalni vplivi. Proces pri katerem nastajajo zeoliti-zeolitenje.

5 Materiali vulkanskega izvora Čas potreben za nastanek: 50 – 50.000 let
V naravi se nahajajo v različnih oblikah in z različnimi primesmi Proizvajajo tudi umetne zeolite Naravnih zeolitov je 276 vrst So materiali vulkanskega izvora. Čas, ki je bil potreben za nastanek naravnih zeolitov, je med 50 in let. V naravi se nahajajo v različnih oblikah iz različnimi primesmi. V velikih količinah se proizvajajo tudi umetni zeoliti, naravnih pa je okoli 275 vrst.

6 Pogostost Evropa: Grčija, Turčija, Italija, Hrvaška, Srbija
Drugod po svetu: Kuba, Kalifornija, Rusija, Kitajska, J Koreja, Japonska, Amerika  J Koreja l.2010  210,000 ton Zeolite v naravi najdemo po celem svetu. V Evropi pa največ v Grčiji, Turčiji, Italiji, Hrvaškem in v Srbiji. Drugod po svetu pa na Kubi, Kaliforniji, Rusiji, J Koreji na Kitajskem in Japonskem, ter v Ameriki. Zanimivost: V J Koreji so l.2010 pridobili kar 210,000 ton zeolitov. Z pridobivanjem zeolitov se ukvarja rudarstvo. Oni priskrbijo surov material, ki se v kasnejših postopkih predela.

7 Naravni zeoliti 1) Klinoptilolit 2) Zeolit A 3) Zeolit X
Pridelovanje nafte 1) KLINOPTILOLIT- Eden najbolj razširjenih naravnih zeolitov in z uporabnega stališča, zaradi velikosti por, tudi najpomembnejši. 2) ZEOLIT A - Ima najmanjše pore. 3) ZEOLIT X - Eden najbolj uporabljenih zeolitov, saj ga proizvajajo predvsem za uporabo pri predelavi nafte (kataliza). Eden pomembnejših dejavnikov za uporabo zeolitov pri katalizi je velikost por, ki je primerljiva z velikostjo molekul. Torej ti trije so eni izmed naravnih zeolitov, seveda pa je treba pred uporabo za različne namene zeolite obdelati, tako da se pojavljajo v obliki prahu ali kapljic. *Pospeševanje oz. upočasnjevanje kemijske reakcije s pomočjo snovi katalizatorja, ki pri reakciji ostane enak. Za začetek poteka reakcije je potrebna aktivacijska energija.

8 Ločimo jih po BARVI: beli, rumenkasti, rožnati;
Poznamo več vrst zeolitov, med najbolj razširjenimi so klinoptilolit (up. v medicini), sintetična zeolita A, X ter drugi. Ločimo jih po BARVI: beli, rumenkasti, rožnati;

9 OBLIKI: vlaknati listnati kristalni Po obliki poznamo vlaknate, listnate in kristalne zeolite.

10 LASTNOSTI velika specifična površina nizka gostota
Odvisna od velikosti in razporeditve kanalov in poroznosti zeolita Vlaknati zeoliti (kanali v eni smeri) Lamelni (kanali v dveh smereh) Prostorski (kanali v treh smereh) velika specifična površina nizka gostota visoka zmožnost adsorpcije 25% delež vode v kanalih pH med 6,8 in 7,2 visoka termična stabilnost (500 do 1000°C) LASTNOSTI: Velika specifična površina, nizka gostota, visoka zmožnost adsorpcije->Zmožnost adsorpcije je odvisna tudi od velikosti in razporeditve kanalov in poroznosti zeolita: vlaknati zeoliti (kanali v eni smeri), lamelni (kanali v dveh smereh) in prostorski (kanali v treh smereh). Delež vode v kanalih je do 25%, ima različne oblike kanalov, ki omogočajo ločevanje molekul glede velikosti in oblike. PH je med 6,8 in 7,2 in nima vonja. Visoka termična stabilnost (500 do 1000°C)->pomeni, da lahko prenese segrevanje do zelo visoke temperature, pa se njihova struktura ne bo porušila, odstranila se bo le voda, tako im. zeolitna voda. Odhajanje vode je postopno in se konča pri temperaturi nad 360°C. Osušen zeolit je sposoben zopet vodo vsrkati in prevzeti stare lastnosti. Pri segrevanju se struktura ne poruši, odstrani se voda. Odhajanje vode je postopno in se konča pri temperaturi nad 360°C. Osušen zeolit je sposoben zopet vodo vsrkati in prevzeti stare lastnosti

11 Delovanje Eden redkih naravnih mineralov, ki imajo negativno nabit naboj Deluje kot "kletka", ki lovi snovi s pozitivnim nabojem in jih izolira pred nadaljnjimi biokemičnimi procesi v zemlji oz. organizmu Ima strukturo satovja - ​​lahko absorbira vlago, pline in različne materiale Eden redkih naravnih mineralov, ki imajo negativno nabit naboj. To zeolitnemu kristalu omogoča da deluje kot "kletka", ki lovi snovi s pozitivnim nabojem in jih izolira pred nadaljnjimi biokemičnimi procesi v zemlji oz. organizmu Ker ima strukturo satovja ​​lahko absorbira vlago, pline in različne materiale.

12 Iz zemlje odstranjuje strupe in težke kovine, nabrane v zemlji
Iz organizma odstranjuje živo srebro, arzen, kadmij, svinec, aluminij, nikelj, virusne substance Veže in odstranjuje druge strupene snovi (pesticide, amonijak, radioaktivne snovi …) Jakost vezave ionov in molekul v strukturi zeolita določajo elektrostatski privlak med kationi in ogrodjem, oziroma šibkejše Van der Waalsove sile med molekulami in ogrodjem zeolita Iz zemlje odstranjuje strupe in težke kovine, nabrane v zemlji. Iz organizma odstranjuje živo srebro, arzen, kadmij, svinec, aluminij, nikelj kot tudi številne virusne substance. Prav tako veže in odstranjuje druge strupene snovi (pesticide, amonijak, radioaktivne snovi …) Koliko teh snovi pa lahko zeolit nase veže pa določajo elektrostatski privlak med kationi in ogrodjem, oziroma šibkejše van der Waalsove sile med molekulami in ogrodjem zeolita.

13 Zgodovina uporabe Naravne zeolite so uporabljali za ločevanje plinov že leta 1925 Leta 1938 je bil izdelan 1. sintetični zeolit V industriji na področjih katalize, ionske izmenjave in adsorpcije Uporabljali kot polnilo za papir Raziskave naravnega zeolita klinoptilolita so pokazale njegove odlične ionsko izmenjevalne lastnosti, posebno za težke kovine in radioaktivne elemente, kot so cezij, stroncij, ter za amonijeve katione iz odpadnih vod Naravne zeolite so uporabljali za ločevanje plinov že leta L.1938 je bil izdelan 1. sintetični zeolit. Intenzivnejša industrijska proizvodnja zeolitov je spodbudila njihovo uporabo v industriji na področjih katalize, ionske izmenjave in adsorpcije. Raziskave naravnega zeolita klinoptilolita v poznih 50. letih 20. stoletja so pokazale njegove odlične ionsko izmenjevalne lastnosti, posebno za težke kovine in radioaktivne elemente, kot so cezij, stroncij, ter za amonijeve katione iz odpadnih vod

14 Uporaba danes Uporabljamo kot ionske izmenjevalce, katalizatorje
Za mehčanje vode Zamenjali okolju neprijazne fosfate Kmetijstvo, živinoreja Farmacija Medicina Za razstrupljanje telesa pri prekomernemu uživanju alkohola, nikotina in drog Preprečevanje glivičnih bolezni Izboljša odpornosti organizma Zlahka vežejo ali izmenjujejo ione v kanalih, zato jih uporabljamo kot ionske izmenjevalce, katalizatorje. Zamenjali so okolju neprijazne fosfate. Ker je okolju prijazen izdelek, ga uporabljajo v kmetijstvu, živinoreji Farmaciji, medicini (v medicinske namene se intenzivno preučujejo zadnjih 12 let) Za razstrupljanje telesa pri prekomernemu uživanju alkohola, nikotina in drog Preprečevanje glivičnih bolezni; Izboljša odpornosti organizma

15 Zadržuje vodo in hranila v tleh - pomaga rastlini v sušnih obdobjih
Obnavlja in čisti tla - nase veže škodljive snovi (ostanke škropiv), tako jih rastline ne morejo vsrkati Učinkovit pri čiščenju odvečnih količin bakra v vinogradih ter drugih težkih kovin v presežkih v zemlji (svinec, kadmij, cink, živo srebro) Zadržuje vodo in hranila v tleh - pomaga rastlini v sušnih obdobjih Učinkovito regulira kislost tal (pH) – njegov pH je med 6,8 in 7,2 Pospešuje nastajanje humusa v tleh Obnavlja in čisti tla - nase veže škodljive snovi (ostanke škropiv), tako jih rastline ne morejo vsrkati. Učinkovit pri čiščenju odvečnih količin bakra v vinogradih ter drugih težkih kovin v presežkih v zemlji (svinec, kadmij, cink, živo srebro). Zadržuje vodo in hranila v tleh - pomaga rastlini v sušnih obdobjih. Učinkovito regulira kislost tal (pH) – njegov pH je med 6,8 in 7,2. Pospešuje nastajanje humusa v tleh. Klinoptilit morda ni najbolj znan zeolit, je pa najbolj uporaben. Uporablja se za adsorbcijo plinov, kot dodatek k hrani, kot adsorber vonjav in del filtrov za pripravo pitne vode ter za čiščenje akvarijev in kot katalizator. Je zelo odporen na visoke temperature in ima izjemno veliko absorpcijsko površino. Svetovna letna proizvodnja znaša približno 3 milijone ton/leto. Največ se ga uporablja za dodatek k živalski krmi in za čiščenje odpadnih vod. V večjih količinah so ga za zmanjšanje radioaktivnosti uporabili po nesreči v Černobilu.

16 Leta 1986, po tragediji v Černobilu, so uporabili okoli 500
Leta 1986, po tragediji v Černobilu, so uporabili okoli ton zeolita za zmanjšanje radioaktivnosti Po zadnjih merjenjih je v Černobilu spet možna uporaba kmetijskih zemljišč Zeolite so uporabili tudi za odstranjevanje stroncija in cezija po principu ionske izmenjave iz teles kontaminiranih ljudi, saj so se zeoliti z radioaktivnimi kationi izločili iz telesa po prebavnem traktu Leta 1986, po tragediji v Černobilu, so uporabili okoli ton zeolita za zmanjšanje radioaktivnosti. Po zadnjih merjenjih je v Černobilu spet možna uporaba kmetijskih zemljišč, saj so tla čista. Pri Černobilski nesreči jedrske elektrarne 26. aprila 1986, so za odpravo kontaminacije okolja, uporabili več kot ton zeolitov. Tudi ljudje so jemali zeolite za odstranjevanje telesu nevarnih snovi (stroncij in cezij) po principu ionske izmenjave iz teles kontaminiranih ljudi, potem pa so se zeoliti z radioaktivnimi kationi izločili iz telesa po prebavnem traktu.

17 VIRI Pisni: Internetni: Google slike
Mineraloško petrološko izrazoslovje, napisali: Stanko Grafenauer, Jože Duhovnik in Ana Hinterlechner- Ravnik; Mali leksikon geologije, napisal: Vid Gregorčič; Kemija za ginmazijce 2 oz. Učbenik za 2. Letnik gimnazij, napisala: Nataša Bukovec; Internetni: mb.si/attachments/sl/295/Zeoliti_naravni_zdravilci.pdf / Google slike