زيوليت

التسمية

من جانب آخر، وترجع تلك التسمية إلى العالم الجيولوجي السويدي أكسل فريدريك كرونستيد عام 1756 عند ملاحظته أن إعادة تسخين مادة ستلبت المعدنية انبعاث كمية كبيرة من بخار الماء كانت مدمصة به.

علاوةً على ذلك، قام العلماء حتى عام 2008 بدراسة 175 نوع من أنواع الزيوليت، منها نحو 40 توجد طبيعيا. والزيوليت عالي المسامية قادر على الاحتفاظ بالأيونات الموجبة مثل Na+ و K+ و Ca2+ و Mg2+ وغيرها. وتدمص (تعلق) الأيونات الموجبة الشحنة في مسام هيكل الزيوليت ومثلًا فالناتروليت وهو أحد مركبات الزيوليت له التركيب الكيميائي.

الاشعة X

التبلور.

ومن جهة أخرى، هذه الطريقة تسمح بالتعرف على نوعية الزيوليت المحضر، كمية مادة ما من المزيج، نوع شبكة

التبادل الشاردى

كذلك، _ التبادل الايوني عن طريق عملية كيميائية قائمة على التحمية دون وجود محلول (تقنية جديدة

وفي هذا الصدد، و هو استبدال الشوارد الموجبة الموجودة داخل الزيوليت بايونات موجبة أخرى ذات تكافؤ مختلف.

للتبادل الشاردي مع الزيوليت).

• التبادل الشاردي يمكن تحقيقه بعدة طرق منها:
• _التبادل باتصال مع محلول مائي أو محلول غير مائي.
• _التبادل مع الملح الذائب.
• _ التبادل عن طريق المركبات الغازية.

إضافةً إلى ذلك، التبادل الشاردي عملية تسمح بإظهار خصائصه (التحفيز والامتصاص)،

تربية الحيوانات

وفي هذا السياق، ان خاصية التبادل الشاردي في الزيوليت تطبق في بيوت الحيوانات وزرائب الأبقار والغنم

أكثر من المواد الغضارية.

في هذا الإطار، والدواجن والخيول، فهو يسيطر على غاز النشادر والرطوبة إذ يمتص النشادر أربع مرات

حمضية السطح

إضافةً إلى ذلك، الزيوليتات مواد لها خاصية حمضية (تحتوي مواقع حمضية داخل بنيتها)، تعتبر مواد حمضية صلبة.

تحتوي على دلائل حمضية تتراوح ما بين «1 او3» مكافئ غرامي.

المسامية والانتقالية للسطح

ويمنع المركبات المتفرعة.

وفي هذا السياق، الحجم والشكل للجزيئات وله خاصية الانتقالية وهي امتصاص بعض المواد لذا يعتبر الزيوليت كمنخل

كذلك، إذ يقوم بغربلة المواد واختيارها وفصلها عن الجزيئات الأخرى فهو يسمح بمرور المركبات الخطية

من جهة ثانية، المسامية الموجودة في البنية التركيبية للزوليت تسمح له بفصل مكونات الخليط علي أساس اختلاف

طريقة الزرع

النقي وذلك قبل أن يصل إلى درجة حرارة تبلوره.

هذه الطريقة تستعمل لصناعة الزيوليتات الصعبة التحضير.

ومن ناحية أخرى، تعتمد هذه الطريقة على على تحضير هلام تفاعلي للتبلور، أي تضاف بعض الحبيبات من الزيوليت

استعمالات الزيوليت

ومن بين استعمالاتها:

وفي هذا الصدد، الخصائص المتنوعة للزيوليتات جعلتها تملك أهمية كبيرة وقد تم تصنيفها بجدارة صديقة البيئة

إضافةً إلى ذلك، واستعمالاتها الكبيرة في مجال الصناعة اكدت قيمتها في السوق العالمية.

الخطوة الثانية

ومن ناحية أخرى، بنفس مفاعلات الهلام «أ» نقوم بتحضير هلام «ب»، دون إضافة العامل البنيوي.

الزيوليت الاصطناعي

وفي هذا الصدد، نظرا لندرة الزيوليتات الطبيعية لجا العلماء إلى محاولة إلى صنع زيوليت له نفس خواص الزيوليت الطبيعي. يوجد 150 نوع من الزيوليتات الاصطناعية، وهي الأكثر استعمالا في الصناعة، منها ما له نظير في الزيوليتات الطبيعية، وهناك بعض منها بدون بنية هيكلية كاملة.

الخطوة الأولى

عامل بنيوي.

وفي السياق ذاته، الألمنيوم الطبيعة مثل الطين NaOH أو قاعدة امين رباعي والماء غير المشرد كمذيب، مع إضافة

وعلى صعيد آخر، يحضر الهلام «أ» يحتوي عادة على السيليس ومصدر الألمنيوم أو على سيليكات

الصناعة

علاوةً على ذلك، لا تتغير نسبة المحفز الزيوليتي كثيرا بعد استعماله في تفاعلات تحفيزية.

في هذا الإطار، مساحة داخلية كبيرة، حيث يمكن للفجوات ان تستقبل عددا من الجزيئات يفوق 100 مرة، إذا

علاوةً على ذلك، يستعمل الزيوليت في صناعة المنظفات حيث يدخل كمحفز لانه يملك الخواص المهمة، مقارنة

• بالمحفزات الكلاسيكية غير المبلورة ونلخصها فيما يلي:
• مواضع تحفيز كبيرة.
• بما أن الزيوليتات مبلورة، فيمكن استعماله عدة مرات.

ما استقبلنا نفس الكمية من المحفز غير المبلور.

خصائص الزيوليت

يتميز الزيوليت بالخصائص التالية:

بنية الزيوليت

إضافةً إلى ذلك، ينتمي الزيوليت إلى عائلة المجسمات الرباعية الوجوه ذات البنية ثلاثية الإبعاد. مشكلة بذلك صفائح متماثلة والخاصة بكل نوع من الزيوليت. تحتوي هذه المجسمات الرباعية الوجوه في مركزها على ذرات الألمنيوم والسيليسيوم، كما يحمل كل رباعي أربعة ذرات أكسيجين على غرار باقي المجسمات الرباعية الأوجه، يحمل كل رباعي شحنة سالبة إضافية.

في هذا الإطار، ترتيب رباعيات الأوجه في الفضاء تشكل تجاويف صغيرة وكبيرة ترتبط مع بعضها البعض بقنوات ضيقة تسمى النوافذ أو المسامات التي تنفذ من خلالها الجزيئات الخارجية.

الزيوليت الطبيعي

هناك 45 نوع من الزيوليتات الطبيعية قد تم اكتشافها.

علاوةً على ذلك، تتواجد الزيوليتات في الحالة الطبيعية في الحجارة البازلتية وفي الرواسب، فقد تكونت عبر العصور الغابرة تحت تاثير المياه المعدنية الساخنة، أغلبيتها سميت على حسب اسم مكتشفها.

وفي هذا السياق، ان إنتاج العالم السنوي للزيوليت الطبيعي هو 4 ملايين طن.3 مليون طن منها تشحن إلى الأسواق الصينية، والدول الرائدة في إنتاج الزيوليتات الطبيعية في أوروبا الشرقية، أوروبا الغربية، آسيا، أستراليا.

معالجة المياه

علاوةً على ذلك، إن خاصية التبادل الشاردي في الزيوليت تعطيه أهمية كبيرة في عملية تحلية المياه.

من جهة ثانية، إن كل من الزيوليتات الطبيعية والاصطناعية قادرة على ترشيح الماء ونزع المواد والشوائب العالقة كتنظيف مياه المسابح.كما يستعمل لنزع الامونياك والمواد الملوثة تحت ايطار معالجة المياه المستعملة.

من جانب آخر، وعند تخلل المياه الخام لطبقة متدرجة من الزيوليتات يتم إحلال أيونات الصوديوم محل أيونات الكالسيوم والمغنسيوم وبالتالي تنخفض درجة عسر المياه. وبمرور الوقت تستنفذ أيونات الصوديوم في الزيوليت وتتحول الطبقة إلى زيوليت الكالسيوم والمغنسيوم. ومن الممكن استعادة طبقة زيوليت الصوديوم عن طريق المعالجة بمحلول قوي من كلوريد الصوديوم (brine).

كذلك، إن الكثير من التفاعلات الكيميائية، مثل عمليات الترسيب، تعتمد في الأساس على التفاعل بين الأيونات المختلفة في المحاليل. وعند تمرير المياه على بعض المواد الصلبة تتبادل الأخيرة أيوناتها مع أيونات المواد الصلبة الذائبة في المياه. وقد تم رصد ظاهرة التبادل الآيوني أولاً في بعض المعادن (الزيوليت zeolites) وخاصة سليكات صوديوم الألومنيوم (sodium (aluminum silicates .

مطيافية الاشعة تحت الحمراء

وفي السياق ذاته، هذه الطريقة تسمح لنا بمعرفة المميزات البنيوية للمواد، لها أطوال موجات أكبر من الضوء المرئي،

كذلك، المركبة للهيكل كما تحدد لنا المواقع السطحية للامتصاص (حمضية، امتصاص، تحفيز) وتبين مختلف

بنية الأصناف الحمضية.

في هذا الإطار، أنها تعطي معلومات مهمة حول بنية الزيوليت المتمثلة في اكتشاف وجود أو عدم وجود الوحدات الثانوية

المجهر الإلكتروني

وفي هذا الصدد، هذه التقنية ذات استعمال واسع لقدرتها على تعيين شكل وحجم بلورات الزيوليت كما تكشف لنا عن عيوب بنية الزيوليتات إن وجدت، وتسمح بتحديد حجم المسامات الصغيرة المتحصل عليها انطلاقا من رسم يربط النقاط التي تكون فيها الحرارة واحدة في وقت معين

Na2Al2Si3O10-2H2O

• وينشأ الزيوليت الطبيعي عندما يتفاعل الرماد البركاني مع مياه قلوية. كما يتبلور
• الزيوليت عبر الزمن قد يبلغ عدة آلاف من السنين.
• أنواع الزيوليت

طريقة التنويه

تنقسم هذه الطريقة إلى ثلاث خطوات:

طريقة تحضير الايزوليت

كذلك، المكونات، الخلط التفاعلي ومصادر السيليس والالمين. عادة يتم تحضير الزيوليت في وسط

• ذو PH>11 أي وسط قاعدي.
• ان ارتفاع PH يؤثر على ارتفاع سرعة التبلور وانخفاض نسب ALO3 وsio2 في البلورة.
• تقام عملية التبلور تحت درجة حرارة ما بين 60 درجة مئوية إلى 300 درجة مئوية.
• -هناك ثلاث طرق لتحضير الزيوليتات:

في هذا الإطار، يحضر الزيوليت تحت شروط معينة وهي درجة الحرارة، التركيز، PH، طبيعة الشوارد،

طريقة التبلور المباشر

إضافةً إلى ذلك، تبلور تتراوح ما بين (c60-c200)، تحت ضغط معين ومدة زمنية تقدر ببضعة أشهر.

من جانب آخر، المبلورة والالومين النقي (الومينات الصوديوم)، يتعرض الهلام إلى عملية تسخين وهذا راجع لدرجة

إضافةً إلى ذلك، هذه الطريقة تعتمد على تحضير هلام تفاعلي، يحتوي هذا الهلام على سيلسكات الألمنيوم الصلبة غير

الزراعة

ومن جهة أخرى، إضافة إلى هذا خاصية الزيوليت المتمثلة في امتصاص وفقد الماء التي تجعله يمتص الماء الزائد

التبادل الشاردي، فهو يستعمل كاسمدة.

ومن ناحية أخرى، يعمل الزيوليت على تثبيت الامونيا الناتجة في التربة ويغنيها بالازوت ويرجع ذلك لقدرته على

إذ يحافظ على مستوى ثابت للرطوبة.

إضافةً إلى ذلك، من التربة ليعطيه للنبات عند احتياجه له. فهذا يساعد النبات على التكيف مع البيئة الجافة أو الرطبة

تصنيف الزيوليت

وفي السياق ذاته، للزيوليتات بنية منظمة ذات أسطح متناسقة مشكلة بذلك أجسام رباعية الأوجه متصلة ببعضها البعض

مجموعات.

نانومتر

وفي هذا الصدد، العالم«ماير» يقترح تصنيفا للزيوليت على أساس البنية الهيكلية له، يتكون هذا التصنيف من 8

• الحركة وهذا ما يفسر خاصية التبادل الشاردي وفقد واسترجاع الماء.
• يتكون الزيوليت من:
• رباعيات الاوجة المشكلة من الاكسيجين، الألمنيوم والسيليسيوم.
• الأقفاص الأولية.
• الموشور المكعب: يحتوي على أربعة مجسمات رباعية الاوجة.
• الموشور السداسي: يحتوي على ستة مجسمات رباعية الاوجة.
• الاقفاص الثانوية والقنوات: هناك ما يسمى بالقفص «الفا» والقفص «اقراق» تشكل هذه

إضافةً إلى ذلك، تحديد موقع الماء والايونات الموجبة ضمن القنوات والتجاويف لكنهما تملكان درجة عالية لقابلية

متماثلة «وحدة بنيوية ثانوية».

ومن جهة أخرى، ان لكل مجموعة وحدة هيكلية مميزة بترتيب المجسمات الرباعية الاوجة فيها.

علاوةً على ذلك، بذرات اوكسيجين موجودة على الزوايا، تشكل هذه الأخيرة باشتراكها ببعضها البعض وحدات تركيبية

من جانب آخر، الاقفاص نتيجة ضم الاقفاص الأولية اما القنوات فلها فتحات تتراوح ما بين3,0 إلى 8 ,0

إضافةً إلى ذلك، ان نوعية الرابطة الموجودة بين المجسمات الرباعية الأوجه تختلف من زيوليت لآخر، هذا ما جعل

ومن ناحية أخرى، تبين هذه الوحدات موقع كل من «الالمنيوم»، «السيليسيوم» و«الاكسيجين» بالنسبة لبعضهم البعض بدون

الكشف عن الزيوليت

هناك عدة طرق تستعمل لكشف عن الزيوليتات من بينها:

الخطوة الثالثة

وفي هذا السياق، نضيف 25 بالمئة من الهلام «أ» إلى الهلام «ب»، الخليط الناتج بعد عملية التجنيس

ومن ناحية أخرى، عند درجة حرارة عادية، نقوم بوضعه عند درجة حرارة تبلوره، وتحت ضغط عادي، ونتركه لمدة

• بضعة ساعات إلى أيام.
• هذه الطريقة لها الايجابيات التالية:
• نسبة النقاوة كبيرة للمواد الناتجة.
• نسبة كبيرة للتبلور.