Mitä ovat zeoliitit?

Zeoliitit ovat alumiinisilikaateista koostuvia luontaisia, rakenteeltaan kennomaisia, mineraaleja, jotka koostuvat pääasiassa viidestä alkuaineesta: natriumista, kaliumista, alumiinista, piistä sekä hapesta. Zeoliiteilla on suuria kennomaisia onkaloita rakenteessaan ja nämä kennot sisältävät erilaisia ioneita ja molekyylejä. Tämä kyky tekee zeoliitista tehokkaan molekyyliseulan.

Mitä on klinoptiloliitti?

Zeoliitteja on olemassa yli 50 luontaista ja 150 synteettistä. Luontainen sedimenttiperäinen klinoptiloliitti muodostuu tulivuoriperäisen vulkaanisen laavan ja suolaisen veden kohtaamisen seurauksena. Tapahtuneen kemiallisen reaktion seurauksena tuhka on saostunut ja pitkällä aikavälillä hajonnut mikrometrin kokoon maaperässä.

Klinoptiloliitti on eniten käytetty zeoliitti sen luontaisen korkean imukyvyn ja kationinvaihtokapasiteetin vuoksi. Sitä käytetään myös katalyyttina ja kuivausaineena ja ominaisuudet mahdollistavat sen käytön myös rehun lisäaineena, maanparannusaineena, kemikaaliseulana sekä nesteiden, kaasujen ja hajujen imeytykseen. Monipuolinen käyttö perustuu kennojen suureen pinta-alaan, sopivuus erilaisiin lämpötiloihin sekä rakenteen muuttumaton imukyky.

Mitä tarkoittaa kationinvaihtokapasiteetti?

Kationinvaihtokapasiteetti tarkoittaa kykyä pidättää positiivisesti varautuneita ioneita eli kationeja. Kationit muodostavat negatiivisesti varautuneiden ionien eli anioneiden kanssa sähköisen sidoksen. Luonnossa negatiivisesti varautuneet ionit ovat positiivisesti varautuneita ioneita harvinaisempia.

Kationinvaihtokapasiteetti on maan luontainen ominaisuus, joka kertoo maaperän kyvystä pidättää ravinnekationeja maapartikkelien negatiivisesti varautuneille pinnoille. Negatiivisesti varautuneisiin zeoliittianioneihin sitoutuu positiivisesti varautuneita kationeja, jolloin näiden välille syntyy sähköinen sidos.

Maataloudessa eniten käytetyllä zeoliitilla, klinoptiloliitilla on moniin muihin zeoliitteihin verrattuna melko matala kationinvaihtokapasiteetti. Muihin zeoliitteihin verrattuna se kuitenkin kykenee sitomaan poikkeuksellisen kookkaita kationeja kuten esimerkiksi ammoniumia (NH₄⁺).

Na⁺, K⁺, Ca⁺² ja Mg⁺² ionit zeoliitin rakenteeseen kiinnittyneitä ovat vaihdettavia ioneita, jotka voivat vaihtua liuosten ja kaasujen ioneihin vaikuttamatta zeoliitin omaan alumiinisilikaattiseen rakenteeseen.

Tärkeimmät kationinvaihtajat:

NH₄⁺, Cs, Pb, As, K, Na, Ca, Ag, Cd, Zn, Ba, Sr, Cu, Hg, Mg, Fe, Co, Al, Cr

Selektiivisyys:

Pb > Cs > NH₄⁺ > Ba > Sr > Hg

Ensimmäisenä imeytyvät kaasut:

CO, CO₂, SO₂, H₂S, NH₃, HCHO, Ar, O₂, N₂, H₂O, He, H₂, Kr, Xe, CH₂OH

Zeoliitin käyttökohteet:

Zeoliitteja käytetään moniin tärkeisiin kohteisiin, kuten suodatukseen, hajujen ja kaasujen poistoon, kemikaalien siivilöintiin, vedenpehmennykseen sekä kationinvaihtajana.