Open Library - открытая библиотека учебной информации. Вода цеолитная

ЦЕОЛИТНАЯ ВОДА - это... Что такое ЦЕОЛИТНАЯ ВОДА?

ЦЕОЛИТНАЯ ВОДА (гидратная вода) часть кристаллизационной воды, которая может выделяться и вновь поглощаться без разрушения кристаллической решетки минерала (см. Вода в минералах). Прямое удаление Ц. в. частично может быть осуществлено без нагревания в среде с малой упругостью водяных паров. При нагревании Ц. в. выделяется постепенно, в большом интервале температур, без нарушения физической однородности вещественного состава, по с изменением всех физических свойств минерала (прозрачности, показателя преломления и т. д.). Ц. в. выделяется из минерала с поглощением тепла, но так как это происходит в большом интервале температур, то соответствующий эндотермический эффект на кривых нагревания не типичен и не может служить диагностическим признаком для распознавания природы минералов. На кривых нагревания он обычно накладывается на соответствующие эффекты, связанные с выделением конституционной и кристаллизационной воды, сопровождающиеся разрушением кристаллической решетки. И химических анализах Ц. в. включается в обозначение Н2O.

Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии. — М.: Гостоптехиздат. Составитель: А. А. Маккавеев, редактор О. К. Ланге. 1961.

ГИДРАТНАЯ ВОДА
ЦИРК ОПОЛЗНЕВЫЙ

Смотреть что такое "ЦЕОЛИТНАЯ ВОДА" в других словарях:

цеолитная вода — ceolitų vanduo statusas T sritis chemija apibrėžtis Iš kristalų pašalinamas ir vėl absorbuojamas arba kitais junginiais (H₂S, NO₂, NH₃, C₂H₅OH) pakeičiamas vanduo. atitikmenys: angl. zeolite water rus. цеолитная вода … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
ЦЕОЛИТНАЯ ВОДА — вода, входящая в состав минерала (внутри молекулы), но не входящая в химический состав его, удаляемая из него постепенно (не при определенной температуре) и обратимо, например, вода монтмориллонита (бентонита) … Металлургический словарь
ВОДА В МИНЕРАЛАХ — различается конституционная, кристаллизационная, цеолитная и адсорбционная. Вода конституционная находится в кристаллической решетке м ла в виде ионов ОН1 , реже Н1+ и оксония Н3О1+; она переходит в молекулярное состояние лишь при разрушении… … Геологическая энциклопедия
ВОДА КРИСТАЛЛИЗАЦИОННАЯ — присутствует в кристаллической решетке в виде молекул Н2О, занимающих определенные места. Выделяется она в определенном интервале температур (ниже 300° и часто ниже 100°) с поглощением тепла. Соответствующий эндотермический эффект,… … Геологическая энциклопедия
ВОДА — оксид водорода Н2O (11,19% Н2 и 88,81% O2), относительная молекулярная масса 18,016; плотность воды., кг/ м3: при 0° С 999,87, при 3,89°С 1000,00; плотность льда при 0°С 916,8; tпл=0°С; tкип=100°С; удельная теплота плавления… … Металлургический словарь
КРИСТАЛЛИЗАЦИОННАЯ ВОДА В МИНЕРАЛАХ — вода в минералах, находящаяся в кристаллической решетке в виде молекул Н2О, занимающих определенные места (например, гипс CaSO4 2Н2О, мирабилит Na2SO4 10 h3О). Выделение К. в. при нагревании происходит в определенном интервале температуры (ниже… … Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии
ГИДРАТНАЯ ВОДА — См. Цеолитная вода … Словарь по гидрогеологии и инженерной геологии
Связанная вода — (a. fixed water; н. gebundenes Wasser; ф. eau liee; и. agua de constitucion, agua fija) часть подземных вод, физически или химически удерживаемая твёрдым веществом горн. породы. C. в. в отличие от Свободной воды (гравитационной)… … Геологическая энциклопедия
Канкринит — [по фам. Каякрия] м л, конечный член серии твердых растворов К. (Nа, Са)7 6 [Al6Si6O24]X(СО3, SO4, Cl)1,5 2 ·1 5Н2О вишневит (Na, Са, К)6 7 X X[Al6Si6O24](SO4, CO3, Cl)1 1,5 ·1 5Н2О с изоморфным замещением СО3 на SO4. К. содер. 100 80, сульфат К … Геологическая энциклопедия
Цеолиты — [ξεω (ηео) вскипаю; по поведению перед паяльной трубкой] м лы, водные алюмосиликаты щелочей и щелочных земель. Структура каркас тетраэдров [(Si,Аl)О4], отрицательные заряды сбалансированы гл. обр. Са, Na и К. Каркас сходен с… … Геологическая энциклопедия

gidrogeology.academic.ru

Цеолит для воды: различные области применения

Поделиться материалом в социальных сетях и мессенджерах: Цеолит для воды: различные области применения

В современном мире в водоочистных системах мы используем, как правило, синтетические фильтрующие материалы. Но совершенно напрасно потребители пренебрегают природными сорбентами, а именно цеолитом – повсеместно распространенным, дешевым, эффективным фильтрующим элементом. В нашей статье мы расскажем вам про цеолит для воды и его характерных особенностях.

Из этой статьи вы узнаете:

Как раньше использовали цеолит для воды
В каких сферах применяют цеолит для воды сегодня
Как использовать цеолит для воды в быту
Как сделать фильтр для воды из цеолита

Как в истории использовали цеолит для воды

Цеолит природный впервые обнаружили еще в XVIII веке. Минерал разнообразных оттенков и плотности характеризуется осадочно-вулканическим происхождением, распространен во многих уголках планеты. Кристаллы определенных видов пользуются спросом со стороны коллекционеров камней.

Цеолитом называют каркасные алюмосиликаты, добываемые на месторождениях и получаемые синтетическим способом. Их кристаллическую структуру представляют тетраэдры оксидов кремния и алюминия, объединенные в каркасы, имеющие одинаковый размер полостей, заполненных такими элементами, как катионы щелочных и щелочно-земельных металлов и молекулы воды.

Цеолит

Как очистить воду цеолитом и в чем его ценность? Данный камень способен поглощать и терять воду, при этом кристаллический каркас не разрушается. Благодаря своей пористой структуре и разнообразному составу ионов цеолит является незаменимым в таких сферах, как химическая, атомная, пищевая промышленность, сельское хозяйство, быт и медицина.

Раскаленный минерал отличается высокой поглотительной способностью. В начале XX века его использовали в нефтехимии с целью обезвоживания и очистки нефтепродуктов. Вещество способно поглощать не только воду, но и разнообразные химические и биологические загрязнители – от тяжелых металлов, нитратов, пестицидов до радионуклидов и масел. Его используют в газоочистных установках и стоках промышленных предприятий.

Цеолиты стали популярными после аварии в Чернобыле. Опасность радиоактивных изотопов цезия заключается в том, что организм их воспринимает как ионы кальция и калия и накапливает. Ликвидаторы же с целью защиты использовали изнутри только спирт и красное вино.

Статьи, рекомендуемые к прочтению:

Ученые из Новосибирска во главе с академиком Василием Ивановичем Богатовым доставили в Припять цеолит. Его размалывали в ступке, смешивали с водой и после смены поили ликвидаторов. Позднее был сделан вывод: у тех участников событий, кто не отказывался от этой «болтушки», признаки лучевой болезни в виде слабости, изменений лейкоцитарной формулы, разрушения зубов проявились в гораздо меньшей степени.

В 1998 году созданный на основе этого материала препарат «Литовит» признан лучшим средством для выведения из организма радиоактивного цезия и стронция. Без использования цеолита водоснабжение населенных пунктов Украины водой после аварии было бы невозможным.

Сокирнит из Закарпатского месторождения используют на всех водозаборных станциях бассейна Днепра. Им же обеззараживали сбрасываемые в Припять стоки со станции. Пропускание через двухметровый слой цеолита снижает зараженность воды изотопами на два порядка.

Считают, что вода после обработки с помощью природного цеолита приобретает целебные свойства. Природный цеолит часто используют в растениеводстве и овощеводстве. За счет данного природного камня увеличивается всхожесть семян, растения начинают расти быстрее, укрепляется их корневая система. Известный факт, что кристаллическая решетка цеолита содержит множество микроэлементов.

Цеолит активирует в организме человека производство коллагеновых волокон, которые, в свою очередь, влияют на состояние кожи, волос и ногтей. Данный минерал способствует выводу токсинов из организма, а если добавить его в крем и сыворотку, то он очистит кожный покров от шлаков.

Используют цеолиты-клиноптилолиты для пищевых и лечебных целей. Их кристаллы отличаются овальной формой, именно поэтому не повреждают слизистую кишечника и желудка. Поры цеолита очищают воду от аммиака, метана, сероводорода, а также сохраняют аминокислоты, витамины, белки и иные органические соединения, имеющие сложную структуру.

Таким образом, в отличие от иных сорбентов, вы можете использовать цеолиты-клиноптилолиты довольно длительное время. Природный цеолит не всасывается в желудочно-кишечном тракте, не попадает он и в кровь, а только забирает опасные для организма вещества, насыщая его полезными микроэлементами.

И в косметике также используют различные свойства цеолита – поглощение, питание, активацию и сохранение. Так, природные соли и измельченный цеолит способны глубоко очистить кожу лица и тела. Природные соли на влажной коже человека вместе с измельченным цеолитом, удаляют опасные для организма частицы, даже прочно «закрепленные» в волокнах кожного покрова. Цеолит вытягивает вредные элементы из кожи, захватывает и «закрывает» их в своей структуре. После прохождения данной процедуры достаточно просто смыть цеолит, который удерживает в себе данные вещества.

Этот камень также отличается избирательным обменом частицами: забирает опасные и вредные для организма элементы, и в то же время поставляет необходимые микро-, макроэлементы. За счет того, что цеолит не дает измельченному сырью подвергнуться окислению, порошковые косметические средства сохраняют ценные активные качества и хранятся долгое время без добавления каких-либо консервантов.

Природный цеолит активно используется для фильтрации воды в домашних условиях и для других целей, к примеру, чтобы удалить запахи из холодильника. Высыпав 300 граммов цеолита в открытую емкость и поместив ее в холодильник возле вентилятора, вы нейтрализуете высокий уровень влажности и запахи. Следует менять содержимое тары один раз в три месяца.

С помощью воздухопроницаемого мешочка с 400 граммами цеолита в туалете также избавит вас от неприятного запаха. Если вы предрасположены к аллергическим реакциям, то вы можете нейтрализовать часть аллергенных факторов, разместив в доме упаковки с цеолитом, общий вес которых должен быть не более 2 кг. Вредные микрочастицы поглотятся, микроклимат улучшится. Сейчас осуществляются только первые шаги в изучении и освоении данного уникального природного камня. Но уже становится абсолютно ясно, что физико-химические свойства цеолита открывают широчайшие возможности для человека.

Цеолит для очистки воды сегодня

Под цеолитовой водой подразумевают жидкость, очищенную посредством цеолитов. Таким образом, цеолиты представляют собой большую группу близких по составу и особенностям минералов.

Камень имеет такое название не просто так. Цеолит представляет собой структурный каркас с пустотами, занятыми молекулами воды и катионами. Если цеолит подвергнуть нагреванию, тогда жидкость в нем начнет испаряться, образуя пар. А при охлаждении он опять вберет в себя жидкость из атмосферы.

Цеолиты искусственного происхождения активно используются в водоочистительных установках, их используют как доноры и акцепторы электронов.

Цеолиты искусственного происхождения

Цеолит обладает молекулярно-ситовыми и ионообменными свойствами. А значит, данный минерал способен впитывать различные вредные вещества, выделяя при этом полезные элементы. Соответственно, цеолитовая вода – достаточно чистая.

Цеолит способен очистить воду от:

Тяжелых металлов.
Вирусов.
Радиоактивных элементов.
Фенола.
Аммония.
Нитратов.
Нефтепродуктов.
Органических загрязнителей.
Аммиака.
Пестицидов.

Также цеолиты способны уменьшить концентрацию таких элементов, как хлорид-ионы, фторид-ионы, удалить соли жесткости и умягчить воду.

Цеолит, в котором не содержится жидкость, является по своей структуре микропористой кристаллической «губкой», объем пор в которой достигает до 50 % объема каркаса цеолита. Данная «губка» с диаметром входных отверстий до 1 нанометра представляет собой высокоактивный адсорбент. Диаметр входных отверстий «губки» характеризуется строго определенными параметрами. В результате происходит молекулярно-ситовый отбор. Свойства камней позволяют разделять молекулярные смеси даже в тех случаях, когда разница в размерах молекул составляет миллиардные доли сантиметра.

Обезвоженный цеолит-губка

Естественно, один-единственный цеолит не в состоянии справиться с этими загрязнениями. Дело в том, что пустоты в его структуре различны и соответствуют совершенно разным веществам. Так, цеолит, который очищает воду от нефтепродуктов, не будет очищать воду от тяжелых металлов. Просто из-за различной геометрии веществ. Поэтому, мало того, цеолиты, которые удаляют из воды радиоактивный стронций, другие, даже очень похожие вещества, могут совершенно не задерживать.

Кроме того, фильтрация воды с помощью цеолитов и выделение различных веществ происходит при разных условиях. Так, удаление вирусов происходит только в кислой среде. А очистка воды от бактерий при этих же условиях невозможна.

Поэтому если вам предлагают приобрести цеолитный фильтр для получения цеолитовой воды «от всего», то вами просто пользуются.

Цеолит-фильтр для воды

Цеолитовый фильтр для воды подойдет для любой водоочистной станции, в составе которой содержатся фильтровые элементы. За счет загрузки в фильтры природного цеолита взамен кварцевого песка или иных фильтрующих элементов вы повысите качество воды, увеличите скорость фильтрации, а также будете обходиться меньшим количеством воды для промывки фильтра.

Вы можете снизить себестоимость воды за счет сокращения количества реагентов для ее фильтрации. Из воды удалятся различные загрязнители, бактерии, вредоносные палочки, неприятный запах, железные примеси и т. д., а также вода станет прозрачнее.

Важно понимать, что цеолит-фильтр используют не только с целью фильтрации промышленного стока и бытового водопровода, но и для очистки содержимого трубопровода, перекачивающего нефть и иные органические элементы.

В современном мире стоячую и проточную воду очищают посредством гранулированных или порошкообразных цеолитных порошков, которые способны эффективно устранить различные виды органических загрязнений и нейтрализовать неприятный запах и привкус, образующиеся в воде из-за наличия в ней такие веществ, как бактерии, грибки, тяжелые металлы и радионуклиды, провоцирующие развитие онкозаболеваний.

По официальным данным обычный фильтр с цеолитом способен существенно понизить уровень алюминия в воде (на 44 %), фенола – до 83 %, хлора – до 65 %. Также помните о том, что фильтр из цеолита очищает воду от таких веществ, как свинец – до 94 %, медь – до 78 %, железо – до 85 %.

Цеолит для фильтрации воды своими руками

Вы можете без труда изготовить цеолит-фильтр самостоятельно. Для того чтобы очистить воду, вам потребуется 100 граммов измельченного порошка клиноптилолита развести в одном литре жидкости.

Следует отметить, что необязательно доводить воду до кипячения, тем не менее, если она вскипела, тогда необходимо, чтобы цеолит попал в емкость после кипячения. Проблема заключается в том, что при разогреве до 100 градусов минерал полностью потеряет свои полезные свойства. Стоит отметить, что после очистки жидкость наполняется кальцием, магнием и цинком, данные вещества имеют огромное значение для иммунитета человека.

Вода требуется нам каждый день, поэтому нельзя пренебрегать вопросом ее очистки. Не всегда можно очистить воду самостоятельно, и в этом случае нужно обращаться к специалистам. На российском рынке присутствует немало компаний, которые занимаются разработкой систем водоочистки. Самостоятельно, без помощи профессионала, выбрать тот или иной вид фильтра воды довольно сложно. И уж тем более не стоит пытаться смонтировать систему водоочистки самостоятельно, даже если вы прочитали несколько статей в Интернете и вам кажется, что вы во всем разобрались.

Надежнее обратиться в компанию по установке фильтров, которая предоставляет полный спектр услуг – консультацию специалиста, анализ воды из скважины или колодца, подбор подходящего оборудования, доставку и подключение системы. Кроме того, важно, чтобы фирма предоставляла и сервисное обслуживание фильтров.

Наша компания Biokit предлагает широкий выбор систем обратного осмоса, фильтры для воды и другое оборудование, способное вернуть воде из-под крана ее естественные характеристики.

Специалисты нашей компании готовы помочь вам:

подключить систему фильтрации самостоятельно;
разобраться с процессом выбора фильтров для воды;
подобрать сменные материалы;
устранить неполадки или решить проблемы с привлечением специалистов-монтажников;
найти ответы на интересующие вопросы в телефонном режиме.

Доверьте очистку воды системам от Biokit – пусть ваша семья будет здоровой!

Facebook

Twitter

Вконтакте

Одноклассники

Google+

biokit.ru

Вода цеолитная - Справочник химика 21

Обработка палыгорскита известью, произведенная по первому способу, приводит к уменьшению тепловых эффектов, выделяющихся при смачивании образцов водой. Все образцы откачивали равное время при одинаковых условиях (табл. 7). Уменьшение теплот смачивания палыгорскита, обработанного известью, происходит за счет действия двух факторов — уменьшения доступной для адсорбции поверхности минерала (агрегация в пачки, частичное смыкание цеолитных каналов) и изменения природы поверхности минерала в результате взаимодействия с известью. Известно, что поверхность палыгорскита характеризуется энергетической гетерогенностью [321, 353, 354]. Неоднородность поверхности связана с наличием активных центров различной природы — октаэдрические катионы на боковых стенках каналов, обменные катионы, атомы кислорода на внутренней поверхности каналов и на внешней поверхнос-сти игольчатых частичек минерала, гидроксильные группы, специфика геометрии самой поверхности палыгорскита. Наиболее вероятно, что многие из этих адсорбционных центров, особенно кислотного характера, вначале поверхностного взаимодействия с гидроокисью кальция блокируются. При этом новообразования обладают меньшей энергетической активностью. Такой вывод кажется вполне закономерным, если учесть падение интенсивности эндоэффектов на термограммах палыгорскита обработанного известью. Эндоэффекты 120, 150, 280° и широкий максимум 470—500° появляются на кривых ДТА палыгорскита за счет удаления, соответственно, молекул воды, свободно размещенных в цеолитных каналах молекул воды, адсорбированной на поверхности кристаллов по наружным разорванным связям связанных с октаэдрическими катионами на боковых стенках каналов и постепенного исчезновения структурных гидроксилов [359]. Таким образом, снижение интенсивности перечисленных эндоэффектов, наряду с уменьшением теплот смачивания, свидетельствует о преимущественном взаимодействии Са(0Н)2, прежде всего, по энергетически наиболее выгодным центрам внешней и внутренней поверхности минерала. Очень интересно, что, несмотря на снижение энергетической активности поверхности палыгорскита, в результате частичного блокирования первичных центров неоднородности поверхности, общее количество связанной воды не уменьшается и выделение ее идет за счет дегидратации гидратных новообразований. Этот вывод можно сделать на основании сравнения потерь при прокаливании обработанных и не обработанных известью образцов и сопоставления нх с характером кривых ДТА. Как видно из табл. 7, потери веса в интервале 80—400° С у обработанных известью образцов не уменьшаются, а интенсивность присущих палыгорскиту эндоэффектов понижается. Общая протяженность [c.134] Добавляют 50 г хорошо диспергированного в воде цеолитного промотора. [c.242]

Упоминание об использовании воды цеолитного умягчения дает основание думать, что резервуары, содержащие умягчающие цеолиты, часто корродируют вследствие высоких местных концентраций солей. Применение стеклянной или пластмассовой облицовки сводит до минимума эту возможность. При использовании оцинкованного металла или обычной стали в качестве ингибиторов коррозии принято применять полифосфаты. Способ их применения заключается в введении большой массы медленно растворяющегося полифосфата, которая располагается или под потоком воды, направляющейся в цеолитовые фильтры, или суспендируется в верхних слоях воды, покрывающих цеолит. Для таких систем зарегистрированы как плохие, так и хорошие результаты. Эффективность этого метода зависит, главным образом, от того, удается ли найти подходящий полифосфат, обладающий соответствующей растворимостью, а также, как расположить его в цеолитовом резервуаре, чтобы достигалось медленное растворение, но предотвращалось выпадение осадка фосфата. [c.173]

Цеолитные катализаторы (цеолиты) — водные алюмосиликаты натрия, кальция и других металлов. Наличие большого количества воды в составе цеолитов является Характерной особенностью минералов этой группы. Название цеолитов — кипящие камни — связано с их способностью при осторожном нагревании выделять водяной пар при этом сами они не разрушаются. При охлаждении цеолиты адсорбируют воду, возмещая количество, потерянное при нагревании. [c.11]

Существенное влияние на характер и скорость удаления воды из циркуляционной системы оказывает использование цеолитных осушителей циркулирующего газа. Выделение воды в сепараторе наблюдается только при отключении осушителя т. е. вся удаляемая из катализатора вода сорбируется цеолитами (рис. 9.1). Глубокая осушка циркулирующего газа (влажность газа после цеолитных осушителей л 10 млн" ) снижает также общую влажность газа в системе с 500—1000 млн (без использования осушителей газа) до 100—300 млн . Проведение восстановления катализатора при низком давлении и максимальной циркуляции ВСГ и использование цеолитных осушителей способствует формированию катализатора, обладающего высокой активностью. [c.203]

Активность цеолитного катализатора СаУ в реакции диспропорционирования может быть повышена добавлением в сырье небольших количеств кислорода или кислородсодержащих соединений [127]. Так, при 425 С, объемной скорости 0,33 ч и длительности работы катализатора 7 ч глубина превращения толуола составляла 7,3%. После добавления в сырье 2 вес. % кислорода она возросла до 29,7%, при добавлении воды (0,45 вес. % Од) — до 21,1%. [c.282]

Другой путь возможен, например, если происходит проникновение воды в решетку исходного кристалла с непосредственным превращением его в новый продукт гидратации. Это, по-видимому, может происходить в тех случаях, когда исходные кристаллы получаются достаточно умеренным нагревом такого же гидратированного кристалла или дегидратацией его без нагрева. При последующей гидратации молекулы воды вновь занимают места, освободившиеся ранее при дегидратации. Так, в некоторых кристаллах, обладающих слоистой структурой, например в кристаллах монтмориллонита, молекулы воды могут входить в промежуток между слоями, связываясь с содержащимися в них гидроксильными группами или с катионами. Это сопровождается увеличением расстояния между слоями (см. рис. 40). В этом случае содержание воды в гидратированном кристалле может изменяться непрерывно, т, е. не будет отвечать простым соотношениям, что характерно для кристаллогидратов. Такая вода называется не кристаллизационной, а цеолитной, так как это явление свойственно минералам группы цеолитов. [c.20]

Слоисто-ленточные минералы. Типичными представителями их являются палыгорскит и сепиолит. Первичные поры слоисто-ленточной группы представлены цеолитными каналами 3,7 X 6,4 А и 5,6 X 11,0 А соответственно. В эти каналы проникают молекулы воды, метанола, аммиака, но не углеводородов. Поверхность вторичных пор этих минералов достаточно хорошо развита, в связи с чем адсорбенты активно поглощают высокомолекулярные вещества, в частности, углеводороды. [c.128]

Известны и такие кристаллогидраты, вода в которых находится сразу в нескольких формах, например в виде кристаллизационной и цеолитной и т. д. [c.22]

Практически равновесную смесь спирта, эфира и воды разбавляют легким углеводородным газом, выделенным из продуктов реакции,, и направляют во второй реактор, где на цеолитном катализаторе происходит дальнейшая дегидратация эфиров и спиртов с образо- [c.317]

Характерная особенность минералов с тетраэдрической решеткой заключается в том, что у них число атомов кислорода точно вдвое превышает сумму атомов алюминия и кремния. У некоторых таких минералов решетка открытая, и в ней имеются достаточно большие каналы, позволяющие ионам перемещаться к центру кристалла и к периферии. Такое строение имеют цеолитные минералы, применяемые в установках для умягчения воды. По мере того как жесткая вода, содержащая ионы Са + и Ре +, омывает зерна такого минерала, ионы кальция и железа проникают в минерал, замещая эквивалентное число ионов натрия. [c.532]

Качественные цеолитные адсорбенты должны сорбировать в стандартных условиях опыта не менее приведенных ниже количеств воды (табл. 2). [c.41]

Стабилизирующее влияние воды играет важную роль в росте кристаллов цеолита. Известно, что вода или соли, или оба агента вместе способствуют образованию алюмосиликатов. Описанное в литературе действие солей, используемых в качестве минерализаторов, связано с изменением равновесия в системе (термодинамический эффект). В отсутствие воды цеолиты не образуются, и открытую цеолитную структуру, эквивалентную дегидратированному цеолиту в безводной среде, невозможно синтезировать. Объясняется это отчасти стабилизирующим действием воды. [c.419]

Время релаксации протонов воды, адсорбированной до насыщения на цеолите типа X высокой чистоты, определялось в интервале температур 200—500 К. Вязкость воды, находящейся в полостях цеолита, содержащих ионы патрия, при комнатной температуре в 30 раз больше, чем у обычной воды. Однако плотность цеолитной воды такая же, как и у жидкой воды. Текучесть цеолитной воды характеризовалась длительностью интервала между прыжками молекул воды. Частота перескоков молекулы воды, содержащейся в порах угля диаметром 25 Ai в 100 раз больше, чем у цеолитной воды [49]. [c.424]

При дальнейшем повышении температуры, по-видимому, происходит внедрение в гексагоны тетраэдров иона Mg. Наличие воды цеолитного тина, количество которой достигает 1.5%, хорошо доказывается теплотой регидратации, достигающей своех о наивысшего значения при 600° С, сила химической связи этой воды характеризуется 24 ккал/моль Н2О, в то время как для межпакетной воды эта величина составляет 2.25 ккал/моль, что характерно для водородной связи. [c.160]

Термическим анализом установлены две эндотермические реакции в интервалах 190—475° и 750—900°. Первая реакция вызывается удалением воды цеолитного типа. Вторая реакция является результатом превращения бикитаита в Р-сподумен [22]. [c.19]

Описано [295] два основных сульфата — синий СоЗО -ЗСо (0Н)2 и фиолетовый 2 oS04-3 o (0Н)2-5Н20. Первый из них при длительном выдерживании в маточном растворе образует листочки, обладающие гексагональной слоистой структурой, в которой чередуются слои гидроокиси и сульфата, вследствие чего получается рентгенограмма с размытыми линиями. Фиолетовый основной сульфат кобальта представляет собой агрегаты мелких ромбических или моноклинных кристалликов, дающих уже иную рентгенограмму. При его нагревании происходит отщепление молекул воды цеолитного типа и переход окраски из фиолетовой в синюю. [c.45]

Разнообразные применения имеет ионный обмен в технике. В качестве примера можно привести процессы умягчения и обессоливания воды. Умягчение воды — замену ионов кальция на ионы натрия можно проводить с помощью высокопористых минералов алюмосиликатов цеолитного типа с общей формулой А120з-т 102-пН20, в которых часть ионов водорода может заменяться на ионы металлов. Используются как природные минералы этого типа, так и синтетические (пермутит). Обозначая условно единичную ионообменную группу через ЫаП, реакцию ионного обмена можно представить в виде [c.213]

Весьма перспективным является получение из метанола бензина. Одна из модификаций этого процесса Mobil основана на использовании цеолитного катализатора ZSM-5. Катализатор имеет специфическую структуру две системы пересекающихся каналов прямых и синусоидальных, образующих эллиптические окна . Процесс обеспечивает превращение метанола в высокооктановый бензин с получением в качестве побочных продуктов только воды и углеводородных газов. [c.88]

Тонковолокнистые кристаллы, часто с примесью аморфного вещества цвет белый или слегка окрашенный 1,525—1,529, Пр= 1,515—1,520 (—) 2У 0°.При нагревании>100°С/г становится-равным 1,525. ДТА (—) 90—100°С (удаление адсорбированной воды) (—) 300—350 (удаление цеолитной воды) (—) 550 (эффект, возможно, связанный с примесью в сепиолите глинистого вещества) (—) 800 (удаление ко1 ституционной воды, сопровождаемое разрушением кристаллической решетки и переходом сепио лита в аморфное состояние) (Н-) 800—850°С (образование энста- [c.215]

Пуск установки начинают с загрузки, сушки и восстановления катализатора. Загружать катализатор в реакторы следует в сухую погоду таким образом, чтобы свести к минимуму измельчение и потери катализатора. Пуск установки начинают с сушки катализатора. Ее желательно вести в токе инертного газа (например, азота) с постепенным повышением температуры со скоростью 10°С/ч до 200 °С во избежание растрескивания катализатора, а затем до 400 °С со скоростью 40 С/ч для практически полного удаления влаги из катализатора и из системы циркулирующего азота. Однако для сокращения числа операций на многих установках стадии сушки катализатора и его восстановления совмещают и проводят непосредственно в токе циркулирующего ВСГ, стараясь удалить основную часть воды при низких температурах и давлении, большой циркуляции ВСГ, осушаемого в цеолитных адсорберах. Глубокая (до 10 млн ) осушка циркулирующего ВСГ после цеолитных осушителей способствует росту дисперсности металлической фазы и поддержанию постоянного количества хлора. Следующей операцией является осернение катализатора. Алюмоплатиновые и полиметаллические рений- и иридийсодержащие катализаторы в начальной стадии работы обладают высокой активностью в реакциях [c.164]

Общая формула цеолитов M / AlxSi 02(3 +v)zh30 (М —металл, п — его степень окисления, х — число атомов А1, у—число атомов Si, Z — число молекул воды). Для химических целей используют главным образом синтетические цеолиты, в которых Na заменен на другой металл.) В настоящее время разработаны методы обмена катиона Na+ на катионы РЗЭ и переходных металлов [16]. Кинетика алкилирования бензола пропиленом на цеолитных катализаторах детально изучена Е. Ф. Хартером и др. [c.25]

Каталитическую систему Р1 на цеолите используют в реакциях дегидрирования циклогексана и деметилирования толуола [231]. Исходный цеолит типа V имеет состав, вес. % 5102 — 63,5 А12О3 —23,5 Na20 — 13,0 Ре — 0,05. Цеолит промывают деионизированной водой, обрабатывают водным 0,01 М раствором [Pt(NHз)4] Ь при 98—100 °С. После обмена цеолит отмывают до отсутствия ионов хлора в фильтрате, сушат при 110 °С, а перед использованием восстанавливают в токе водорода при 500 °С, получая при этом металлическую Р1 на цеолитном носителе. [c.173]

ДТА (—) 100—200°С (удаление адсорбированной и цеолитной воды) (—) 400—625 (удаление конституционной воды) ( + ) 810— 920 (образование нового кристаллического соединения) (+) 925—1180°С (дальнейшая кристаллизация этого соединения). Цвет в большинстве случаев зеленоватый, оливково-зеленоватый % = = 1,612, Пт=1.604, Пр=1,592 (-Ь) 2 1/ = 40°. Плотность 2,1 г/см . Твердость 2 и выше. В НС1 разлагается с выделением студенистого Si02. Природный минерал глин. [c.188]

Решетчатую структуру имеют также цеолитные минералы. Они представляют собой водные кристаллические алюмосиликаты с общей формулой (Naa, Са)0-А120з nSiOaX ХтНгО, где я = 2, 3, 4, 6, а ш изменяется от О до 8. (В качестве катионов возможно также присутствие калия и бария вместо натрия и кальция). Некоторые природные цеолиты или искусственно приготовляемые силикаты при взаимодействии с водными растворами солей могут частично обменивать содержащиеся в них катионы на катионы, имеющиеся в растворе. При этом обязательным условием является близкий размер обменивающихся ионов. Так, ионы натрия Na (радиус 0,98) легко обмениваются на ионы кальция Са2+ (радиус 1,04 А) в соотношении 2 1, причем сохраняется нейтральность кристалла в целом. Это явление находит практическое применение в процессах умягчения воды с помощью так называемого пермутита — искусственно получаемого алюмосиликата. [c.111]

Молекулы воды, удаляющиеся из палыгорскита при температурах 150—380° С, координируются октаэдрическими катионами на боковых стенках каналов (ион-дипольное взаимодействие). Они связаны одним водородом с кислородной поверхностью катионов, другой водород свободен (при повышенных температурах) или участвует в водородной связи с молекулами цеолитной воды, которые связаны с кислородами алюмосиликатной решетки минерала двумя водородными связями. [c.103]

Интересную особую группу алюмосиликатов образуют цеолиты, состав которых может быть выражен формулой Mi3 0jy reHjO, где М — Са, Na (реже Ва, Sr, К), а Э — Si, А1 в переменных соотношениях. Они обладают рыхлой кристаллической структурой, образованной имеющими общие атомы кислорода тетраэдрами SiO и А104 (рис. Х-56), в пустотах которой располагаются катионы М и молекулы воды. Цеолиты способны обменивать содержащуюся в них оду на другие жидкости (спирт, аммиак и т. п.), а катионы М—-на различные другие катионы. Б отличие от конституционной (т. е. входящей в основной состав вещества) воды аебеста, талька, мусковита и ряда других минералов, т. н. цеолитная вода ведет себя, как сорбированная. При осторожном нагревании цеолитов она удаляется постепенно, причем даже полное обезвоживание не ведет к разрущенню основной структуры минерала. По неорганическим иоиитам (ср. 2 доп. 75) имеются монографии . [c.595]

Октаэдрические слои через кислородные мостики скрепляют образующиеся плоские пакеты. Связь между слоями носит полярный характер. Она слабее, чем внутри слоев, но значительно прочнее, чем между пакетами, которые скрепляются ван-дер-ваальсовыми связями. Выделившиеся при поликонденсации гидроксилы обычно остаются в структуре в виде цеолитной или кристаллизационной воды, дефицит которой покрывается из дисперсионной среды. [c.18]

Цеолиты — алюмосиликаты, содержаш,ие в своем составе окислы щелочных и щелочноземельных металлов, отличающиеся строго регулярной структурой пор, которые в обычных температурных условиях заполнены молекулами воды. Эта вода, названная цеолитной, при нагреве выделяется, цеолиты кипят , отсюда н произошло сочетание двух греческих слоев цео и лит , т. е. кипящие камни . Термин цеолиты введен в минералогию свыше 200 лет назад шведским ученым Кронштедом. Свойства природных цеолитов изучены и систематизированы в трудах академиков Ферсмана [25] и Вернадского [26]. Общая химическая формула цеолитов Ме2/ 0-АЬОд-жЗЮо-г/НзО, где Ме — катион щелочного металла, а/г — его валентность. В природе в качестве катионов обычно в состав цеолитов входят натрий, калшг, кальций, ре-,ке барий, стронций и магний. Кристаллическая структура цеолитов образована тетраэдрами 8164 и АЮ4. Катионы компенсируют избыточный отрицательный заряд анионной части алюмосиликатного скелета цеолита. [c.105]

Тенденция щелочных катионов внедряться в решетку таких труднорастворимых в воде твердых фаз возрастает от лития к цезию [447, 448], Берлинская лазурь представляет собой, видимо, особый род неорганических полимеров, в активных группах которых щелочные металлы способны к взаимному замещению [448], При этом возможен и цеолитный характер сорбции, так как структура рассматриваемых твердых фаз с диаметром межрешетчатых пустот 3,5 А напоминает мелкопористые цеолиты, а процесс поглощения осадком ионов строго определяется размерами ионов. Двойственную природу соосаждения цезия с берлинской лазурью подтверждают также другие данные [449]. [c.154]

Цеолиты — это алюмосиликаты, содержащие в своем составе окислы щелочных, щелочноземельных металлов, отличающиеся строго регулярной структурой пор, которые в случае природного цеолита заполнены водой. Эта вода, названная цеолитной, при нагреве выделяется из пор, цеолиты как бы юшяг . Отсюда и происходит их название, которое в переводе с греческого означает кипящие камни . [c.200]

При дегидратации молекулы воды остаются на стенках внутри цолостеп структуры цеолита [44]. В природе и структуре цеолитной воды важную роль играют катион-дипольные взаимодействия. [c.423]

chem21.info

Цеолитная вода - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Цеолитная вода

Cтраница 4

В природных цеолитах ( мордените, клиноптилолите, эрионите, шаба-зите), имеющих промышленное значение, вода проявляет типичные свойства цеолитной воды. [46]

Кривая ТГА в интервале температур 200 - 550 не имеет значительного подъема, что может говорить об отсутствии или очень небольшом наличии цеолитной воды. Об этом свидетельствует кривая теплоты регидратации Q, имеющая совсем другой вид, чем у магниевой или диализованной формы вермикулита. При повышении температуры обжига Na-вермикулита теплота регидратации незначительно снижается, а после 800 С резко падает. [47]

Они связаны одним водородом с кислородной поверхностью катионов, другой водород свободен ( при повышенных температурах) или участвует в водородной связи с молекулами цеолитной воды, которые связаны с кислоро-дами алюмосиликатной решетки минерала двумя водородными связями. [48]

Изучение условий обезвоживания и зависимости давления пара от температуры показало, что в некоторых цеолитовых германатах ( содержащих Li, Na, К) содержится цеолитная вода, которая выделяется до 300 С, вызывая небольшое сокращение кристаллической решетки. При более высоких температурах протекает существенно эндотермическая реакция - выделение конституционной воды и разрушение кристаллической решетки. [49]

При аналогичном образовании гидратов обычно считаются возможными различные способы связывания, и гидратационпая или кристаллизационная вода поэтому классифицируется как координационная вода, анионная вода, вода кристаллической решетки или цеолитная вода. Имеющегося экспериментального материала слишком мало, чтобы установить такие же категории для аналогичных соединений с перекисью водорода, особенно для менее четко определенных случаев связывания в кристаллической решетке или цеолитного связывания. Беглое наблюдение Вильштегера [30], касающееся образования квасцами перокси-гидрата, возможно, представляет пример введения перекиси водорода в решетку, но исследование, проведенное Мюпцбергом [31], заставляет усомниться в правильности этого положения. Недавно сделано наблюдение [32], что амин-ный пермутит в состоянии абсорбировать перекись водорода. Неясно также, образуется ли стабильная координационная связь с молекулой перекиси водорода в целом. Усовершенствование представлений [33] об электронной природе координационной связи, вероятно, сумеет пролить свет и на этот важный вопрос. Указывается, что нельзя осуществить координационное связывание перекиси водорода без существенного снижения стабильности молекулы. По-видимому, смещение заряда от атомов кислорода, требующееся для образования координационной связи, должно или вызвать разрыв молекулы, или способствовать увеличению ее реакционной способности. Такого рода функция, вероятно, выполняется ферментами пероксидазой и каталазой; в этом отношении интересно отметить, что почти все тяжелые металлы являются превосходными катализаторами разложения. Если образование координационной связи способствует разрыву валентной связи, то весьма логично предположить, что разрыв произойдет по связи водорода с кислородом, в результате чего получится пергидроксильный ион. [50]

Соответствие характера зависимостей величин тс и TC / T, приведенных в работах [207, 397], для различных катионов ( табл. 27) свидетельствует о том, что свойства молекул цеолитной воды, обусловливающих сигналы ПМР, зависят от их связи с катионами. [51]

В общих схемах классификации воды в минералах цеолитная вода выделяется в особую форму, однако, сравнивая схемы классификации, даваемые разными авторами, можно убедиться в том, что место цеолитной воды в этих схемах и ее характерные особенности, отличающие эту форму нахождения воды в минералах от других, недостаточно хорошо определены. [52]

Вода в соляных породах может находиться в различных формах: в виде гигроскопической влаги; кристаллизационной воды входящих в состав породы кристаллогидратов; в виде мельчайших включений рассола в кристаллах солей и в виде цеолитной воды глин. [53]

Возможно, что распад ионов Н30 с образованием протонов в Н - формах цеолитов происходит в температурной области выделения цеолитной воды и экзотермический эффект реакции протонов с каркасом с образованием гидроксилов в этих случаях гасится сильным эндоэффектом, связанным с выделением цеолитной воды. [54]

Вода в цеолитах, обладающих более открытой структурой их каркасов и более широкими каналами и полостями, таких как фожазит, шабазит, морденит, эрионит, синтетический цеолит типа А и др., по своему поведению и свойствам полностью отвечает свойствам и поведению так называемой цеолитной воды. [55]

Как известно, выделение цеолитной воды происходит полностью или до известного предела без нарушения кристаллической решетки. Цеолитная вода в различных химических соединениях, обладающих вяжущими свойствами, и, в частности, в орто - силикатах кальция, стронция и бария, располагается в полостям: решетки, соединенных сквозными каналами. [56]

Цеолитная вода связана с минералами очень непрочно: она выделяется при низких температурах, и количество ее зависит от влажности воздуха. Цеолитную воду часто трудно отличить от гигроскопической. [57]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru

Цеолит — быстрый способ улучшения воды в водоёме. Фото — Ботаничка.ru

Уход за водоемами – далеко не самая простая из садовых хлопот. Кроме поддержания чистоты, своевременной уборки мусора, ухода за растениями и санитарных мер, приходится заботиться и о качестве воды. Если оно неудовлетворительно, страдают не только обитатели пруда, но и вся хрупкая экосистема. Правда, обнаружив неудовлетворительные результаты ухода за бассейном, не стоит сразу же бежать за дорогостоящим оборудованием. Существует гораздо более надежный и доступный метод очистки воды в садовом водоеме — уникальный минерал цеолит.

Декоративный пруд на участке. © LITHOS

Применение цеолита для очистки воды в системе городских водопроводов уже давно вошло в обычную практику в ряде западных стран. Но сегодня этот уникальный минерал, который также называют камнем жизни, используют и в индивидуальных целях и проектах. При помощи цеолита очищают и улучшают и непосредственно питьевую воду, и используют этот камень в качестве «скорой помощи» для самых разных водных объектов. Цеолит применяют даже для аквариумов, больших прудов и искусственных озер, в которых разводят рыбу. Этот материал не просто натуральный фильтр, позволяющий позаботиться о хорошей фильтрации воды от органических загрязнений, но и отличное средство борьбы с токсинами и вредными соединениями. Применять его можно и для садовых водоемов.

Что такое цеолит?

Цеолиты – это группа натуральных минералов, которые благодаря неровной поверхности и пористо- кристаллическому строению являются лучшими природными сорбентами, конкурентов для которых не удалось создать даже искусственно. Они справляются с нитратами, переизбытком питательных веществ, позволяют поддерживать воду не только чистой, но и идеально прозрачной. При этом цеолит действует по принципу абсорбции как ионообменник, который регулирует содержание питательных веществ, поглощает из воды токсичные соединения и нитраты, воздействует одновременно на органические и минеральные субстанции. Он поможет справиться даже с опасными солями аммония, содержащимися в опасной концентрации. Также при помощи цеолита можно:

стабилизировать pH;
связать все тяжелые металлы и фенолы;
предотвратить активный рост и бесконтрольное распространение водорослей.

Очистка воды в водоеме при помощи минералов циолитов. © LITHOS

Преимущества использования цеолита для очистки воды в пруду

Этот натуральный «спасатель» не нарушает природного равновесия, не воздействует как чужеродный фильтр, а мягко и постепенно восстанавливает природный биологический баланс прудовой экосистемы. Применение цеолита позволяет создать полностью экологическую систему фильтрации. Кроме того, цеолит сыграет роль еще и субстрата для полезных бактерий. В процессе работы в крупных порах материала поселятся полезные микроорганизмы, которые благодаря разложению вредных соединений также помогут справиться с проблемой.

Цеолит может быстро решить проблему с плохим состоянием воды в небольших прудах и декоративных садовых объектах не слишком большой площади. Для больших прудов цеолит не заменит фильтрационной системы, как не станет быстрой «выручалочкой» для бассейнов и купален (но в долгосрочной перспективе эффективен и в таких объектах). Но для стандартных и декоративных прудиков он вполне может выполнить те же задачи, что и дорогие фильтры. Так что если у вас не было в планах устанавливать на участке дорогостоящие фильтрующие устройства, но они вам понадобились из-за неудовлетворительных результатов проверки качества воды в водоеме, то быстро и просто улучшить качество воды вы можете при помощи цеолита.

Где приобрести цеолит?

Цеолит нельзя назвать труднодоступным материалом. Его продают сегодня наряду с другими специальными препаратами для очистки водоемов, и как строительный материал, и в качестве средства для очистки аквариумов, и даже в зоомагазинах как абсорбент для кошачьих туалетов.

Цеолит сегодня представлен в камнях различных фракций (от совсем мелкой крошки до гальки), а также в декоративных камнях, которые выполняют и функцию фильтрации, и дополняют привлекательность камней в оформлении любого водного объекта.

Декоративный прудик с каскадами. © myflowers76

Как применять цеолит для очистки воды в садовом пруде?

Использовать цеолит для садового пруда очень просто. Приобретенные пористые кусочки цеолита необходимо насыпать в сетку или сетчатую сумку, которая позволит материалам не рассыпаться и в тоже время не будет препятствовать циркуляции воды, и погрузить в ваш пруд. Также цеолит можно использовать вместо кварцевого песка в установленном у вас фильтре или распределить его по поверхности дна.

Для того чтобы достаточно эффективно и быстро очистить воду при помощи цеолита, на каждый кубический метр воды в пруду необходимо погрузить 1 кг материала. Естественно, что размещение большого количества цеолита потребует не только значительных затрат, но и не всегда целесообразно с эстетической и функциональной точки зрения. Именно поэтому цеолит чаще используют на прудах не слишком большой площади (за исключением промышленного применения).

Выбрасывать после применения цеолит не спешите. Этот материал прекрасно подлежит регенерации и восстанавливает свои свойства, после обработки может быть использован повторно. Средний цикл эффективности очистки воды у этого минерала составляет от 2 до 6 месяцев. Восстанавливают цеолит, вымачивая его в крепком растворе поваренной соли в течение суток или подвергая паровому и водному воздействию.

www.botanichka.ru

Вода в цеолитах

Химия Вода в цеолитах
просмотров - 129

Вода в минералах. Классификация. Вода в цеолитах

Вода в минералах. Классификация

Относительно воды в минералах в литературе существуют самые различные термины и классификации. Остановимся вкратце на них, чтобы было ясно, относительно какой из разновидностей воды идет речь. По литературным данным вода в минералах бывает:

– конституционная,

– кристаллизационная,

– вода твердых коллоидов,

– межплоскостная,

– межслоевая,

– гигроскопическая,

– физически связанная,

– химически связанная,

– цеолитная,

– адсорбционная.

Вода конституционная находится в кристаллической решетке минерала в виде ионов ОН1–, реже Н1– и оксония Н2О+; она переходит в молекулярное состояние лишь при разрушении структуры минерала. При нагревании выделение конституционной воды у каждого минерала происходит в определенном интервале температур от 300 до 1000 °С.

Кристаллизационная вода находится в решетке в виде нейтральных молекул Н2О, занимающих определенные места. Выделение кристаллизационной воды при нагревании происходит при температуре ниже 300 °С. Различаются два типа кристаллизационной воды. Типичная кристаллизационная вода выделяется в узком интервале температур с полным разрушением и перестройкой структуры минерала с изменением его физических свойств: показатель преломления, удельный вес и др.

Цеолитная водаможет выделяется постепенно, в большом интервале температур, и вновь поглощаться при изменении условий, без нарушения физической однородности вещественного состава, но с изменением всех его физических свойств (к примеру, прозрачности, показателя преломления и т. д.).

Молекулы адсорбционной воды находятся на поверхности кристаллических частиц и легко удаляются при нагревании.

Различают межплоскостную воду, адсорбированную на поверхности отдельных слоев в минерале, воду твердых коллоидов (затвердевших гелей) и гигроскопическую воду, механически примешанную к минералу, которая при нагревании полностью удаляется при температуре 105–110 °С. Межплоскостная вода в минералах – вода, характерная для некоторых минералов слоистой структуры (к примеру, монтмориллонита͵ слюд). Молекулы этой воды располагаются иногда в несколько слоев между нейтральными слоями решетки. По своему типу она приближается к кристаллизационной, а по поведению близка к цеолитной воде, но, в отличие от последней, при выделении ее объем минерала уменьшается, а удельный вес и показатель преломления увеличиваются.

Адсорбционная вода– молекулы связаны с поверхностью кристаллических частиц, образуют вокруг частиц гидратные оболочки.

Такое большое разнообразие терминов по определению воды в минералах вносит большую путаницу, и порой сложно определить, с какой водой имеем дело. Нужна более строгая классификация воды и более современный метод ее отнесения. Наиболее надежными методами являются метод ЯМР и метод ИК-спектроскопии, которые позволяют классифицировать ее по энергии связи с минералом.

Горные породы характеризуются влагоемкостью и водоотдачей. Влагоемкостью принято называть способность горных пород вмещать и удерживать определенное количество воды. Высокой влагоемкостью обладают глины; средней – мелкие пески; слабой – галечники. Влагоемкость, определяемая силами молекулярного притяжения на поверхности частиц пород, зависит от диаметра этих частиц. Так, к примеру, влагоемкость частицы диаметром 1 мм равна 1,6 %, а диаметром менее 0,005 мм – 45 %.

Водоотдача – отношение количества воды, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ может отдать порода, к общему содержанию воды в ней. Здесь зависимость диаметрально противоположна: процент водоотдачи тем больше, чем крупнее частицы породы. Так, у галечников она максимальная, а у глин минимальная.

Все цеолиты по своему химическому составу являются водными алюмосиликатами кальция, натрия, бария, калия. Вопрос о том, в каком виде заключается в силикатах вода, еще далеко нельзя считать решенным. Дело в том, что вода, заключающаяся в них, выделяется из них при различной температуре: у одних при нагревании до сравнительно низкой температуры, у других же только прокаливанием можно выделить всю воду (напр., у натролита вся вода может быть удалена только нагреванием до 300°). Интересно то, что лишенные воды цеолиты. способны во влажном воздухе снова возмещать потерянную воду, причем все прежние физические свойства тоже восстановляются.

В случае если тонкий обломочек цеолита ввести в самое горячее место пламени паяльной трубки, то он очень быстро сплавляется, после чего вода из продолжающих нагреваться внутренних частей минерала не может выйти на воздух, она вздувает это новообразованное стекло, и кусочек цеолита перед паяльной трубкой начинает увеличиваться в объеме, изгибаться, местами в нем появляются боковые вздутия, а иногда и довольно большие выросты. Эта особенность минерала, свидетельствующая о его легкоплавкости и содержании в нем воды, и дала название всей минеральной группы.

Присутствие воды – характернейший признак цеолитов – можно обнаружить и иначе. В случае если на дно пробирки насыпать порошок цеолита и осторожно нагреть его так, чтобы верхняя часть пробирки осталась холодной, то очень скоро вода, выделяющаяся из нагревающегося цеолита͵ в виде капель осядет на холодных стенках пробирки.

Вода в цеолитах имеет еще одну особенность. В случае если нагревание цеолита относительно невелико и не превышает 300–400°, то из цеолита постепенно выделяется значительная часть содержащейся в нем воды. При этом структура цеолита не разрушается, и если после охлаждения или в процессе охлаждения минерал будет помещен во влажную атмосферу, он снова очень активно поглощает воду и восстанавливает все свои свойства. Такая легко отдаваемая и вновь восстанавливаемая вода в структуре минерала получила даже название «цеолитной воды».

Своеобразны и некоторые другие свойства цеолитов. Οʜᴎ, к примеру, как оказалось, очень легко подвергаются так называемому ионному обмену; в результате обработки цеолита растворами, содержащими какой-либо катион (металл), присутствующие в составе минерала щелочи и щелочные земли могут заменяться этим новым катионом, даже таким, как серебро.

Причина этих необычных особенностей цеолитов заключается в их структуре. Для структуры цеолитов, как и для структуры полевых шпатов, характерен алюмосиликатный каркас, в котором каждый ион алюминия или кремния окружен четырьмя ионами кислорода, а каждый ион кислорода, в свою очередь, связан с двумя ионами этих металлов. Избыточные отрицательные ионы (Напомним, что алюминий трехвалентен и, таким образом, может компенсировать только три, а не четыре кислородных заряда. В результате один заряд кислорода остается «избыточным») компенсируются ионами натрия, кальция или реже калия. Как в структуре полевого шпата͵ так и в структуре цеолитов эти ионы располагаются в плоскостях кремнекислородного каркаса. В структуре полевого шпата такие полости очень малы, тогда как в структуре цеолитов эти полости крупные и зачастую сообщаются между собой (рис. 1 и 2). В структуре многих цеолитов присутствуют и каналы, пронизывающие всю кристаллическую постройку. Отсюда и большая относительная легкость цеолитов (напомним, что плотность полевых шпатов около 2,6–2,7 г/см3, а цеолитов 2,1–2,2 г/см3, редко выше). К этим каналам и полостям у цеолитов приурочены щелочные и щелочноземельные катионы, а также молекулы воды; последние сравнительно слабо связаны с каркасом и катионами, и в связи с этим могут свободно удаляться по каналам без разрушения связей каркаса - ϶ᴛᴏ и создает способность цеолита терять воду и набирать ее обратно.

а б в

Рисунок 1 – Структурные элементы цеолитов: а – шабазит; б – синтетические кристаллы Линде Х; в – фожазит.

Прямыми линиями соединены центры соседних тетраэдров. Каждая вершина соответствует положению атома Si или Al. Видны широкие каналы, благодаря которым цеолиты используются в качестве молекулярных сит

3 4

Рисунок 2 – Цеолит NaA (структура типа LTA, размер пор 0,41 нм):

1 – структура; 2 – кристаллы; 3 – молекулярное сито-5A; 4 – молекулярное сито-3А.

Способность цеолитов, потерявших воду, поглощать ее обратно из разных сред, а также молекулярно-ситовая способность – способность избирательно адсорбировать некоторые вещества, была замечена довольно давно, но только в самом начале пятидесятых годов прошлого века начала практически использоваться.

Спектры ЯМР (ядерный магнитный резонанс) цеолитной воды в большинстве природных и искусственных кристаллов семейства цеолитов и их модификаций отвечают фиксированной воде лишь при температурах, не превышающих 200–250 К. Исключение составляют узкопористые цеолиты (натролит, сколецит, томсонит и др.), для которых не фиксируется подвижность молекул воды до 350–400 К.

Интересно, что ИК-спектры узкопористых цеолитов обладают тонкой структурой, как и в случае гипса, что указывает на упорядоченность структуры кристалла в целом.

При температурах свыше 200–250 К спектры ЯМР широкопористых цеолитов резко (в сотни раз) сужаются и приобретают характерную для диффундирующей в кристаллах воды структуру. При этом существенны два факта.

Во-первых, ширина суженного спектра остается постоянной вплоть до температуры дегидратации (200–300° С и более). Это означает, что при всех температурах молекула движется по одному и тому же строго заданному структурой кристалла диффузионному пути в точности аналогично тому, как в кристаллогидратах.

Во-вторых, несмотря на низкотемпературную подвижность, сохраняются очень высокие значения температуры дегидратации. Данная особенность резко отличает цеолиты от кристаллогидратов, в которых дегидратация или плавление редко происходит при температурах заметно выше 100 °С.

Природа высокотемпературного гидратированного состояния цеолитов прояснилась только после обнаружения «двухфазного» строения цеолитной воды. Оказалось, что диффузия молекул воды в цеолитных каналах не мешает некоторой части этих молекул быть жестко связанной в цеолитных каналах. К примеру, в мордените, несмотря на начало диффузионного сужения спектра ЯМР при –100 °С, даже при –110° С остается около 10 % жестко связанной воды (при этом полная дегидратация имеет место лишь при 450 °С).

Было предположено, что эти жестко связанные молекулы подобно пробкам блокируют цеолитный канал, преграждая путь диффундирующим молекулам. Отсюда естественно выдвинуть изохорическую модель цеолитной воды в замкнутом пространстве каналов. Нагрев повышает давление внутри канала а вместе с давлением растет и температура «плавления» цеолитной воды. В соответствии со сказанным диффузию воды в гидратированных цеолитах можно рассматривать как изохорическое (в замкнутом объеме) плавление.

Очевидно также, что эффективность «пробок» в запирании объема каналов связана с их коллективными свойствами, вытекающими из наличия более прочных связей вода-вода в определенных участках цеолитных каналов».

Цеолитная вода - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Цеолитная вода

Cтраница 2

У Na-вермикулита такой цеолитной воды не обнаружено, о чем свидетельствуют термогравиметрические кривые. Вероятно, поэтому наблюдаются аномально малые значения d002 Na-формы в области температур от 200 до 500 С. [17]

В природе и структуре цеолитной воды важную роль играют катион-дипольные взаимодействия. [18]

Типичным примером проявления свойств цеолитной воды является поведение воды в шабазите. Как видно из кривой, вода при нагревании кристаллов шабазита выделяется начиная от самых низких температур нагревания непрерывно и постепенно в широком температурном интервале. Выдерживание дегидратированных кристаллов шабазита в атмосфере паров воды или во влажном воздухе приводит к их полной регидрата-ции. Чередующиеся процессы дегидратации-регидратации могут быть многократно повторены без нарушения их обратимости. Подобным же образом ведут себя многие другие цеолиты, например фожазит ( рис. 7, 1), морде-нит [70], эрионит [71], синтетический цеолит типа А. Существенно отметить, что обратимость процесса дегидратации цеолитов, дающих ступенчатые кривые обезвоживания, как это следует из данных [49, 70, 74-76], значительно ограничена. [21]

В четвертой колонке приведен объем цеолитной воды, удаляемой из решетки при нагревании и снижении давления, выраженный в еле3 жидкой воды на 1 см3 цеолита. Нетрудно видеть, что в этом случае около 50 % объема кристалла фоязита может приходиться на один объем пор. Приблизительно такой же свободный объем в шабазите, гмелините и гисмондите. [22]

Первый эндотермический пик отвечает потере цеолитной воды при десорбции, заканчивающейся при - 250 С. Второй эндотермический пик при более высокой температуре соответствует началу разложения КН4 - формы. Эти результаты подтверждает химический анализ отходящих газов. При температуре ниже 400 сС разлагается приблизительно 90 % катионов аммония. Четко обозначенный при 500 С экзотермический пик ( рис. 6.19) пропорционален степени обмена на ион аммония и, следовательно, должен быть связан с разложением аммония. [24]

Это свидетельствует о большей доле цеолитной воды, которая может находиться в решетке р-моди-фикации. [26]

Это обстоятельство свидетельствует о большей доле цеолитной воды, которая может находиться в решетке 5 - ПГ. Возрастание доли цеолитной воды также влияет на общий рост водопотребности этой модификации полугидрата. [27]

При температуре 100 - 200 С удаляется цеолитная вода, удерживаемая в каналах и на сколах разорванных связей кристаллов сравнительно слабыми силами, а при 350 - 400 С - кристаллизационная вода, координированная относительно октаэдрических катионов Mg2 на стенках каналов. При нагревании последнего выше 650 - 680 С начинается постепенное удаление конституционной воды и он превращается в кли-ноэнстатит. [28]

Приведенные данные показывают, что по объему цеолитной воды кли-ноптилолит несколько уступает таким цеолитам с весьма открытой структурой, как фожазит, но значительная зависимость его молекулярно-сорб-ционной емкости от катионной формы, низкие значения энергии активации дегидратации и наличие крупных месторождений позволяют рассматривать клиноптилолит как весьма перспективный природный сорбент. [30]

Страницы: 1 2 3 4

www.ngpedia.ru