القلائل من الناس من يعرفون الزيوليت Zeolite أو سمعوا به ... فما هو الزيوليت ؟ الزيوليت معدن طبيعي، وهو نوع من الثروات الطبيعية المفيدة والهامة .وهو عبارة عن سيليكات الألمنيوم المائية aluminosilicate المتبلورة للقلويات والمعادن القلوية الأرضية تاريخ الزيوليت : أُستعمل الطف الزيوليتي منذ ألفي عام كحجر مائي بالزراعة .. أما مصطلح الزيوليت فقد أطلق في القرن الثامن عشر من قبل عالم سويدي متخصص في المعادن هو اكسل فريدريك كرونستيدت Axel Fredrik Cronstedt في عام 1756م ، حيث لاحظ تدفئة المعدن الطبيعي بسرعة ، و أن الصخور بدأت تتراقص بفعل تبخر الماء . فعند تسخين تلك المادة تنبعث كمية كبيرة من بخار الماء كانت مدمصة به استعمل لفظ يوناني معناه "الحجارة التي تغلي" "stone that boils," و من ثم أطلق على تلك المادة "الزيوليت"
تعرّف على الزيوليت أكثر ..!
الزيوليت من عائلة سليكات الألمنيوم التي تعرف بالمواد الصلبة التي تسمح بالتبادل الأيوني microporousو تعرف هذه المواد بـ (المناخل الجزيئية) "molecular sieves" . و تتميز هذه المناخل الجزيئية بقدرتها على اختيار الجزيئات بشكل انتقائي الزيوليت هي حبيبات من عناصر كيميائية متكونة أساساً من السيليكات والالمينات المميهة للمعادن القلوية والمعادن الأرضية القلوية، وهي أجسام صلبة تتواجد على شكل مسحوق أبيض ويمكن أن يتغير اللون إذا استبدل الايون الموجب بأحد العناصر الانتقالية ، وتستخدم كثيرا في عمليات الادمصاص الكيميائية. معدن الزيوليت ذو مظهر خشن ومثقب يتضمن تجاويف تحتوي جزيئاتها على أيونات موجبة من الصوديوم و البوتاسيوم و الكالسيوم و الاسترونتيوم ، الباريوم و المغنسيوم، بالإضافة إلى جزيئات الماء ...و يستعمل بصورة رئيسية كمرشحات جزيئية و وسيلة للتبادل الأيوني قام العلماء بدراسة حوالي 175 نوع من أنواع الزيوليت، منها نحو 40 توجد طبيعيا. فوجدوا أن الزيوليت عالى المسامية قادر على الاحتفاظ بالأيونات الموجبة مثل Na+ و K+ و Ca2+ و Mg2+ وغيرها. وتدمص (تعلق) الأيونات الموجبة الشحنة في مسام هيكل الزيوليت ...وعلى سبيل المثال فالناتروليت (natrolite)وهو أحد مركبات الزيوليت له التركيب الكيميائي. Na2Al2Si3O10-2H2O بعض من أنواع الزيوليت الأكثر شيوعاً : analcime, chabazite, heulandite, natrolite, phillipsite, and stilbite
كيف يتكون الزيوليت ؟! يتشكل الزيوليت الطبيعي في بيئات جيولوجية تتراوح ما بين أعماق المحيط إلى المياه الضحلة في البحيرات الصحراوية، ويرتبط الزيوليت ارتباطا ً وثيقا ً بالطف البركاني , أي بالاندفاعات البركانية الطفية في هذه البيئات المائية ؛ نتيجة تفاعل الصخور البركانية و الرماد البركاني مع المياه الجوفية القلوية ، وتتكون بلورات الزيوليت أيضاً في الطبقات الرسوبية في الأحواض البحرية الضحلة ،. كما يتبلور الزيوليت عبر الزمن قد يبلغ عدة ألاف من السنين.. ومن النادر أن يوجد الزيوليت بصورة نقية ؛ إذ أنه يحتوي على شوائب من المعادن المختلفة والكوارتز ، و قد يكون يكون مختلطاً بنوع آخر من الزيوليت ... تقاس حجوم بللورات الزيوليت بأجزاء الميللميتر
انواع الزيوليت الزيوليت الطبيعي تتواجد الزيوليتات في الحالة الطبيعية في الحجارة البازلتية وفي الرواسب ،فقد تكونت عبر العصور الغابرة تحت تأثير المياه المعدنية الساخنة. هناك أكثرمن 40زيوليت في الطبيعة قد تم اكتشافه ،أغلبيتها سميت على حسب اسم مكتشفها
الزيوليت الاصطناعي نظرا لندرة الزيوليتات الطبيعية لجأ العلماء إلى محاولة 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. من المواد الرئيسية التي تدخل في صناعة الزيوليت السيليكا أو أكسيد الألمنيوم .
خصائص الزيوليت يتميز الزيوليت بالخصائص التالية: التبادل الشاردي التبادل الشاردي هو عملية مهمة، لأنها تسمح لنا بإظهار خصائصه (التحفيز والامتصاص)، و هو استبدال الأيونات الموجبة الموجودة داخل الزيوليت بأيونات موجبة أخرى ذات تكافؤ مختلف. 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 التبادل الايوني عن طريق عملية كيميائية قائمة على التحمية دون وجود محلول (تقنية جديدة للتبادل الشاردي مع الزيوليت). مسامية السطح المسامية الموجودة في البنية التركيبية للزوليت تسمح له بفصل مكونات الخليط علي أساس اختلاف الحجم والشكل للجزيئات ؛ لذا يعتبر الزيوليت كمنخل إذ يقوم بغربلة المواد واختيارها وفصلها عن الجزيئات الأخرى فهو يسمح بمرور المركبات الخطية ويمنع المركبات المتفرعة. حمضية السطح الزيوليتات مواد لها خاصية حمضية (تحتوي مواقع حمضية داخل بنيتها) ،تعتبر مواد حمضية صلبة.
استعمالات الزيوليت : الخصائص المتنوعة للزيوليتات جعلتها تملك أهمية كبيرة وقد تم تصنيفها بجدارة صديقة البيئة واستعمالاتها الكبيرة في مجال الصناعة أكدت قيمتها في السوق العالمية. ومن بين استعمالاتها : الزراعة الصناعة امتصاص الماء تربية الحيوانات تخزين الخضار والفواكه تغذية الحيوانات الأهلية معالجة المياه الصناعات النووية أحواض السمك
في حفظ حوض الأسماك : يستخدم الزيوليت في تربية السمك حيث يجنب الأسماك الأمراض كالتهاب الخياشيم وإعاقة النمو وتخريب الدماغ والعقم ثم الموت . وتبين أن الزيوليت من نوع / كلينوبيتلوليت / ينزع حوالي 97 – 99 % من النشادر وذلك بتمرير المياه على أنابيب محشوة بالزيوليت و ذلك لامتصاصه الأمونيا و المركبات النتروجينية .. غير أن الزيوليت يتميز بقدرته على جذب أيونات الكالسيوم لذا فإنه يكون أقل فعالية في المياه العسرة بسبب احتياج المرجان للكالسيوم في تكوين هيكله و غذائه .
الرئيسية
