Опубликовано

Сорбирующие свойства цеолита

Цеолит – это обобщённое название каркасных алюмосиликатов, осадочного и вулканического происхождения. Структура цеолитов представлена непрерывным чередованием оксидов кремния и алюминия, связанных в жесткую кристаллическую решетку с разветвленной системой регулярных по своим размерам каналов и полостей, в которых находятся молекулы воды и катионы щелочных и щелочноземельных металлов.

Разветвленная система каналов и полостей, «активных пустот», занимающих около 50% общего объема наделяют цеолит сорбирующими свойствами. Процесс сорбции представляет собой поглощение одной средой — жидкостью или твердым телом других окружающих сред — веществ, газов или других жидкостей. Таким образом, цеолит, вступая в реакцию с другими веществами, способен поглощать молекулы этих веществ.

Каждый вид цеолитов характеризуется определённым размером пустот, поэтому молекулы поглощаются и пропускаются цеолитами избирательно. Это явление называют молекулярно-ситовым эффектом. Молекулярно-ситовой эффект заключается в том, что внутри пор в ходе химических реакций могут образовываться лишь те молекулы, для которых размер переходного комплекса меньше размера пор. Из этого следует, что цеолит способен проявлять сорбционные свойства (впитывает и удерживает загрязнители подобно губке) только по отношению к ионам макро- и микроэлементов и соединениям с небольшими размерами, не вступая в прямое взаимодействие с витаминами, аминокислотами, белками и другими сложными органическими соединениями. Цеолит просто не может их сорбировать из-за малого размера своих пор.

Идеальный вариант цеолита по сочетаемости биогенных свойств (сорбция, ионный обмен, катализ) — клиноптилолиты. Данная разновидность цеолита встречается значительно реже других видов. Одним из редких источников высококачественных клиноптилолитов является Холинское месторождение (Бурятия). Месторождение располагается практически в идеальных экологических условиях и полностью изолировано от источников загрязнения и радиации. Структура Холинского цеолита построена из трехмерной сетки чередующихся тетраэдров, насыщенна атомами кислорода и включает практически все известные химические элементы, включая редкоземельные, при этом все эти элементы находятся в ионной форме.

Таким образом, природный цеолит содержит практически полный набор макро- и микроэлементов, в которых испытывает потребность человеческий организм. При этом, все эти элементы прикреплены к кристаллической решетке неустойчивыми связями и при необходимости легко покидают пределы минерала и активно вступают в ионный обмен, в результате которого происходит перераспределение макро- и микроэлементов – избыточные связываются на кристаллической решетке, а недостающие поступают в организм.

Яковлева Эльвира, консультант ООО “Гармония”,
выпускница СФУ ИГДГиГ,
кафедра Геохимии, Минералогии и Петрографии