LES ZEOLITES

Mario Gonzàlez Díaz

Tutora: Assumpció Niubò Bosch

ÍNDEX

PART TEÒRICA 1. INTRODUCCIÓ A LES ZEOLITES 2. PROPIETATS 3. UTILITATS PART PRÀCTICA 1. SÍNTESI DE ZEOLITES 2. DETERMINACIÓ DE LA CAPACITAT

D’INTERCANVI IÒNIC

PART TEÒRICA

1.INTRODUCCIÓ A LES ZEOLITES

1.1. QUÈ SÓN? Les zeolites són aluminosilicats hidratats

molt cristal·lins. La seva fórmula general és:

Mex/n(AlO2)x(SiO2)y·mH2O

Van ser descobertes l’any 1756 per A. Fredik Cronstedt.

1.INTRODUCCIÓ A LES ZEOLITES

1.2. ESTRUCTURA La seva estructura es basa en una xarxa

tridimensional amb tetraedres de SiO4 i AlO4, anomenats estructures primàries.

Alumini

Silici

Oxigen

1.INTRODUCCIÓ A LES ZEOLITES

Les estructures primàries s’enllacen entre elles gràcies als oxígens dels vèrtexs, formant les estructures secundàries.

1.INTRODUCCIÓ A LES ZEOLITES

Les estructures secundàries, a la seva vegada, s’enllacen entre elles formant les estructures terciàries.

1.INTRODUCCIÓ A LES ZEOLITES

Durant la formació de les zeolites es generen cavitats a l’interior de l’estructura secundària, que posteriorment formen els anomenats canals a l’interior de l’estructura terciària.

2.PROPIETATS

Adsorció: Quan les zeolites perden l’aigua d’hidratació tenen una gran capacitat d’adsorció selectiva de qualsevol molècula que pugui penetrar els seus canals.

2.PROPIETATS

Intercanvi iònic: Les zeolites presenten la capacitat d’intercanviar els seus cations per altres del medi.

2

2.PROPIETATS

Activitat catalítica: Les zeolites són els catalitzadors més utilitzats a nivell mundial.

3.UTILITATS

3.1. APLICACIONS DOMÈSTIQUES Tractament d’aigües residuals

La propietat d’intercanvi iònic permet a les zeolites netejar aigües residuals, intercanviant, per exemple, NH3 o metalls pesants. Per aquest motiu, són un dels principals components de moltes depuradores.

3.UTILITATS

Fabricació de detergents

La propietat d’intercanvi iònic fa que les zeolites s’utilitzin en la fabricació de molts detergents. La seva funció és la de disminuiar la duresa de l’aigua

3.UTILITATS

Tractament de la femta: Les zeolites naturals s’utilitzen per controlar els mals olors que es generen a les granges de cultiu intensiu.

Eliminació d’amoníac a les piscifactories: La capacitat d’adsorció d’amoníac de les zeolites naturals fa que siguin una forma natural i molt efectiva de controlar els nivells d’amoníac generats a les piscifactories.

3.UTILITATS

Fabricació de fertilitzants d’alliberació lenta: Gràcies a la seva estructura, carregada negativament, les zeolites poden actuar com a fertilitzants d’alliberació lenta, alliberant lentament ions afegits prèviament.

3.UTILITATS

3.2. APLICACIONS INDUSTRIALS Separació d’hidrocarburs El procés de separació d’hidrocarburs es basa en

l’estructura interna de les zeolites. Els seus canals interns, que només deixen passar molècules d’una certa grandària, permeten separar, per exemple, el butà normal o n-butà del seu isòmer, el i-butà.

3.UTILITATS

Obtenció de benzina a partir de metanol

Les zeolites participen en el procés d’obtenció de benzina a partir de metanol, principalment com a catalitzador de les reaccions químiques.

3.UTILITATS

Separació de cations

Assecat de gasos

PART PRÀCTICA

1.SÍNTESI DE ZEOLITES

7.4 ml. de Na2SiO4

16 g. NaOH 2.5 g. Al(OH)3

Aigua destil·lada

1.SÍNTESI DE ZEOLITES

1.SÍNTESI DE ZEOLITES

2.DETERMINACIÓ DE LA CAPACITAT D’INTERCANVI IÒNIC

2.DETERMINACIÓ DE LA CAPACITAT D’INTERCANVI IÒNIC

Mostra % % de disminució

Aigua de Valls 4.02 · 10-3 mols Ca2+/ L

H2O Valls Dissolució CaCl2 3.68 · 10-3 mols Ca2+/ L

diss. CaCl2 Aigua de Valls (30min) 2.78 · 10-3 mols Ca2+/ L

H2O 30,85%

Aigua de Valls (4h) 1.83 · 10-3 mols Ca2+/ L H2O

54,48%

Dissolució CaCl2 (30min) 3.32 · 10-3 mols Ca2+/ L

diss. CaCl2 9,78%

CONCLUSIÓ

Les zeolites són uns minerals molt importants actualment.

Les zeolites presenten la propietat d’intercanvi iònic.

La propietat d’intercanvi iònic es dóna, bàsicament, en els primers minuts de reacció.