Mengupas Struktur Kristal Zeolit Alam

Zeolit ​​​​adalah padatan kristal tiga dimensi, mikropori, dengan struktur terdefinisi dengan baik yang mengandung aluminium, silikon, dan oksigen dalam kerangka regulernya; kation dan air berada di pori-pori.

Kristal Sebagai Saringan Molekular

Atom silikon dan aluminium terkoordinasi secara tetrahedral satu sama lain melalui atom oksigen bersama. Secara komposisi, zeolit ​​mirip dengan mineral lempung. Lebih khusus lagi, keduanya adalah alumino-silikat. Namun, mereka berbeda dalam struktur kristalnya.

Banyak jenis tanah liat memiliki struktur kristal berlapis (mirip dengan setumpuk kartu) dan mengalami penyusutan dan pembengkakan saat air diserap dan dikeluarkan di antara lapisan. Sebaliknya, zeolit ​​​​memiliki struktur kristal 3 dimensi yang kaku (mirip dengan sarang lebah) yang terdiri dari jaringan terowongan (tunnel) dan sangkar (cage) yang saling berhubungan.

Air bergerak bebas masuk dan keluar dari pori-pori ini tetapi kerangka zeolit ​​tetap kaku. Aspek khusus lain dari struktur ini adalah bahwa pori dan ukuran saluran hampir seragam, memungkinkan kristal untuk bertindak sebagai saringan molekuler (Molecular Sieve).

Zeolit ​​​​berpori adalah rumah bagi molekul air dan ion kalium dan kalsium, serta berbagai ion bermuatan positif lainnya, tetapi hanya ion dengan ukuran molekul yang sesuai untuk masuk ke dalam pori-pori yang diakui menciptakan sifat "pengayakan". Karena strukturnya yang teratur dan dapat direproduksi, mereka berperilaku dengan cara yang dapat diprediksi.

Sifat Zeolit Alam

Zeolit ​​terjadi dalam berbagai pengaturan geologi, sebagian besar sebagai alterasi mineral autigenik, mineral tekanan rendah suhu rendah dalam sistem metamorf, mineral sekunder di zona lapuk, atau dalam urat.

Menurut nomenklatur yang direkomendasikan untuk mineral zeolit, terdapat lebih dari delapan puluh spesies zeolit ​​yang berbeda. Umumnya zeolit ​ terdapat di sembilan lokasi pada batuan sedimen: analcim, chabazite, clinoptilolite, erionite, ferrierite, heulandites, laumonite, mordenite dan phillipsite. Analcim dan klinoptilolit adalah yang paling melimpah. Mineral zeolit ​​dengan potensi komersial terbatas pada lima: chabazite, clinoptilolite, erionite, mordenite dan phillipsite.

Sifat yang paling penting dari zeolit ​​adalah: pertukaran ion, adsorpsi, dehidrasi dan rehidrasi. Sifat-sifat ini tergantung pada struktur kristal spesifik dari masing-masing spesies, kerangka dan komposisi kationiknya. Dalam mengkarakterisasi bahan zeolitik untuk penggunaan komersial, penting untuk mengukur sifat fisik dan kimia lainnya.

Adapun sifat dan pengujian fisik dan kimia yang biasanya diperlukan: kapasitas tukar kation (KTK), berat jenis dan densitas curah, kecerahan, keputihan dan warna, pengujian hidrasi/dehidrasi, adsorpsi gas, gesekan dalam air, luas permukaan (internal) dan eksternal).

Unsur Kristal Zeolit

Meskipun zeolit ​​​​secara geologis tidak melimpah atau tersebar luas seperti banyak kelompok mineral silikat lainnya, mungkin ada lebih banyak minat pada struktur kristal zeolit ​​​​daripada kelompok mineral lainnya, sebagaimana dibuktikan oleh jumlah penyempurnaan struktur kristal yang dilaporkan.

Oksigen dan silikon adalah dua unsur yang paling melimpah di kerak bumi, diikuti oleh Al, Fe, Ca, Na, Mg, K. Selain H, Ba, dan Sr, ini juga merupakan unsur utama yang ditemukan di sebagian besar mineral zeolit. Faktanya, banyak kesamaan yang dapat ditarik antara feldspar, kelompok mineral paling melimpah di kerak bumi, dan zeolit.

Dua prinsip terpenting dalam memahami zeolit ​​​​(atau kelompok mineral apa pun) adalah bahwa keseimbangan muatan harus dipertahankan (yaitu jumlah muatan valensi formal ion-ion dalam rumus kimia harus sama dengan nol) dan bahwa atom-atom harus cocok bersama untuk membentuk struktur yang stabil di bawah kondisi formasi.

Zeolit ​​terbentuk pada tekanan dan suhu rendah dengan adanya H2O dan memiliki saluran dan rongga dalam strukturnya. Kerangka mereka dengan demikian lebih terbuka (yaitu mereka memiliki kepadatan lebih rendah) daripada silikat lainnya.

Banyak informasi tentang struktur kristal zeolit, atau mineral apa pun, dapat diperoleh dari interpretasi yang benar dari rumus kimianya. Dengan pemikiran ini, tampaknya bermanfaat untuk mengembangkan secara sistematis rumus kimia zeolit ​​​​berdasarkan perkembangan dari kuarsa ke feldspar dan akhirnya ke zeolit.

Kuarsa, feldspar, dan zeolit ​​semuanya diklasifikasikan sebagai struktur kerangka tetrahedral; mereka memiliki rasio 1:2 kation tetrahedra terhadap oksigen. Ini berarti bahwa setiap tetrahedron TO4 (di mana T paling umum adalah Si atau Al) berbagi setiap O dengan tetrahedron yang berdekatan.

Kuarsa (atau polimorf Si02 apa pun) ada karena keseimbangan muatan antara satu Si4+ dan dua O"" dan fakta bahwa Si4+ dan O"" dapat dirakit untuk membentuk kerangka kerja. Feldspars, pada gilirannya, dapat dilihat sebagai empat kelompok Si02 atau Si-tOs, dengan Al menggantikan Si. Substitusi ini menyebabkan ketidakseimbangan muatan dalam kerangka.

Struktur Kristal Zeolit

Zeolit ​​​​bukan keluarga padatan kristal yang mudah didefinisikan dan juga tidak mudah untuk dikategorikan. Pada tahun 1997, sub-komite zeolit ​​dari Asosiasi Mineralogi Internasional, Komisi Mineral Baru dan Nama Mineral sepakat bahwa setiap zat dengan struktur topologi setara, juga memiliki karakteristik zeolitik esensial (yaitu struktur kerangka dengan rongga yang ditempati oleh ion dan molekul air yang memiliki kebebasan yang cukup besar dari gerakan, memungkinkan pertukaran ion, molekul "pengayakan", penyerapan, difusi, dehidrasi, dehidrasi reversibel dan katalisis) diklasifikasikan sebagai zeolit ​​terlepas dari kandungan Si dan Al di situs tetrahedral.

Selanjutnya, definisi zeolit ​​yang direvisi diusulkan sebagai berikut:

Mineral zeolit ​​​​adalah zat kristal dengan struktur yang dicirikan oleh kerangka tetrahedra terkait, masing-masing terdiri dari empat atom O yang mengelilingi kation. Kerangka ini berisi rongga-rongga terbuka berupa saluran dan sangkar. Ini biasanya ditempati oleh molekul H2O dan kation ekstra-kerangka yang biasanya dapat dipertukarkan.

Salurannya cukup besar untuk memungkinkan lewatnya spesies tamu. Pada fase terhidrasi, dehidrasi terjadi pada suhu sebagian besar di bawah sekitar 400 °C dan sebagian besar bersifat reversibel. Kerangka tersebut dapat diinterupsi oleh gugus (OH, F); ini menempati puncak tetrahedron yang tidak dibagi dengan tetrahedra yang berdekatan.

Unit Bangunan Primer dan Sekunder

Struktur kristal zeolit ​​biasanya dikategorikan menjadi unit bangunan primer (Primary Building Units - PBU) dan unit bangunan sekunder (Secondary Building Units - SBU). PBU adalah (SiO4)4+ dan (AlO4)5+ tetrahedra. Ini bergabung dengan berbagi oksigen dengan tetrahedra yang berdekatan untuk membentuk pengaturan spasial bentuk geometris sederhana - SBU.

SBU datang dalam berbagai bentuk – beberapa menjadi cincin tunggal, cincin ganda, polihedra atau bahkan unit yang lebih kompleks yang dihubungkan bersama dalam berbagai cara untuk menghasilkan sistem saluran dan sangkar yang unik. Sel satuan zeolit ​​selalu mengandung jumlah SBU yang tidak terpisahkan. Saat ini diketahui ada 23 jenis SBU yang berbeda.

Unit bangunan sekunder adalah non-kiral dan dapat berisi hingga 16 atom T. Karena sel satuan selalu berisi bilangan integral, mereka diturunkan dengan asumsi bahwa seluruh kerangka terdiri dari satu jenis SBU saja.

Unit Bangunan Komposit (Composite Building Units)

Selain PBU dan SBU yang dijelaskan di atas, zeolit ​​mungkin mengandung komponen lain seperti cincin ganda, sangkar kankrinit, dan rongga alfa. Ini disebut unit bangunan komposit CBU. Mereka muncul dalam beberapa struktur kerangka kerja yang berbeda, dan dapat berguna dalam mengidentifikasi hubungan antara jenis kerangka kerja.

Tidak seperti SBU, CBU belum tentu achiral, dan tidak dapat digunakan untuk membangun keseluruhan framework. Contoh CBU yang paling umum adalah cincin, yang ukurannya ditentukan oleh jumlah tetrahedron dalam sebuah cincin. Oleh karena itu, sebuah cincin dicirikan oleh, dan dinamai berdasarkan jumlah tetrahedron yang terdiri darinya. Sebuah cincin yang terdiri dari n tetrahedron disebut cincin-n. Cincin zeolit ​​sering terdiri dari 4, 5, 6, 8, 10, atau 12 tetrahedron.

Kerangka dengan cincin 14, 18, dan 20 tetrahedron telah dilaporkan sementara kerangka 3, 7-, atau 9-cincin jarang. Ukuran cincin dalam kerangka menentukan ukuran pori pada zeolit ​​yang berbeda. Pintu masuk ke pori dikenal sebagai jendela.

Cincin dapat digabungkan untuk membentuk struktur CBU yang lebih kompleks seperti prisma dan sangkar. Kandang didefinisikan sebagai polihedron yang cincin terbesarnya tidak cukup besar untuk memungkinkan lewatnya molekul yang lebih besar dari air. Mereka dapat dilihat sebagai saluran dengan panjang terbatas atau tetap.

Namun diameternya lebih besar dari saluran normal dan hanya dapat diakses melalui saluran itu sendiri. Kandang biasanya terbentuk pada persilangan dua sistem saluran. Ini biasanya menjebak molekul-molekul yang lebih besar dari sistem saluran, molekul yang mungkin telah terbentuk di dalam sangkar atau selama sintesis.

Struktur zeolit ​​dapat diringkas sebagai berikut: PBU (SiO4)4- atau (AlO4)5- tetrahedra terhubung melalui sudut atom oksigen bersama untuk membentuk lebar berbagai SBU kecil.

Ini saling berhubungan untuk membentuk berbagai polihedra – CBU, yang pada gilirannya terhubung untuk membentuk kerangka kerja yang diperluas tanpa batas dari berbagai struktur kristal zeolit ​​tertentu. Adapun sudut-sudut polihedra mewakili atom Si atau Al dan garis penghubung mewakili atom oksigen bersama.

Distributor Zeolit Untuk Berbagai Aplikasi dan Industri

Jika Anda adalah perusahaan yang membutuhkan zeolit untuk pengolahan berbagai produk Anda, kami siap membantu. Ady Water jual zeolit untuk filter air jenis batu, pasir, dan tepung. Kemasan zeolit per karung 20 kilogram dan eceran 4 kilogram.

Kami juga sudah suplai zeolit ke industri food and beverage, berbagai BUMN, kebutuhan softener (Pelunak Air / Pengurang Kesadahan Air) rumah tangga. Semua produk kami ready stock. Selain itu, kami juga dapat memberikan suplai hingga puluhan ton secara rutin per bulan atau sesuai dengan kebutuhan Anda.

Untuk informasi lebih lanjut bisa hubungi kami di;

Pusat Zeolit Unggulan Ady Water Bandung

Jalan Mande Raya No. 26, RT/RW 01/02 Cikadut-Cicaheum, Bandung 40194

 

Zeolit Filtrasi Air Jakarta

Jalan Tanah Merdeka No. 80B, RT.15/RW.5 Rambutan, Ciracas, Jakarta Timur 13830

 

Zeolit Untuk Air Bersih Jakarta Barat

Jalan Kemanggisan Pulo 1, No. 4, RT/RW 01/08, Kelurahan Pal Merah, Kecamatan Pal Merah, Jakarta Barat, 11480

 

 Atau Anda juga bisa langsung kontak sales kami secara langsung baik via phone maupun WhatsApp:

•         0821 2742 4060 (Ghani)

•         0812 2165 4304 (Yanuar)

•         0821 2742 3050 (Rusmana)

•         0821 4000 2080 (Fajri)

•         0812 2445 1004 (Kartiko)

•         0812 1121 7411 (Andri)               

Untuk Anda yang membutuhkan zeolit baik untuk kebutuhan pengolahan air rumah tangga maupun industri termasuk bagi Anda yang menjalankan bisnis pengolahan air, silahkan kontak kami segera.

Jika Anda memiliki pertanyaan seputar zeolit, silahkan kontak kami untuk diskusi lebih lanjut dan temukan produk zeolit sesuai kebutuhan. Kami di Ady Water menawarkan zeolit terbaik untuk berbagai aplikasi. Silahkan datang ke kantor kami atau kontak sales kami di nomor di atas. Terima kasih.