Zeolithe - Frage

[Torben]

Hallo!

Ich frage mich schon eine ganze Weile etwas:
Zeolithe lagern bekanntermaßen Kationen in ihre Porenstruktur ein. Nun gibt es viele Zeolithe, die gleich mehrere verschiedene Kationen als Gäste aufnehmen können. Andererseits ist die Geometrie des Zeoliths ja festgelegt. Demenstprechend müßte es jeweils ein Kation geben, das am besten aufgenommen werden kann.

Will sagen: Wenn man eine Lösung anbietet, die gleichzeitig mehrere Alkali-/Erdalkaliionen enthält, welches reichert sich dann im jeweiligen Zeolith an? (Das müßte dann doch bei den natürlichen Z. die häufigst vorkommende Form sein, oder?)

Im Waschmittel nutzt man diesen Effekt ja ganz gezielt zur Enthärtung des Wassers und tauscht so Calcium im Wasser gegen Protonen(?), Natriumionen(?) aus.

Hat sich jemand von euch damit mal eingehender beschäftigt und weiß vielleicht mehr?

Viele Grüße

Torben

[smoeller]

Hallo,

Das mit den Zeolithen ist so eine Sache.
Bei den meisten Mineralen ist die Mischbarkeit und der Einbau von bestimmten Kationen durch die Größe der Lücken zwischen benachbarten Atomen/Ionen oder Baugruppen beschränkt. Sind die eingebauten Kationen zu groß, so muss sich die Struktur verbiegen. Bei zu kleinen Kationen kann das Kation in der Lücke rotieren und schwingen, was energetisch ungünstig ist.
Bei den Zeolithen aber sind die Hohlräume in der Struktur riesig. Die Ionen sind meist eher adsorptiv und nicht chemisch gebunden, so dass sie sich leicht austauschen lassen.Siehe Verwendung als Ionentauscher.
Ich hätte da ein Chemieskript über Zeolithe als pdf-Datei. Könnte ich dir per Mail zusenden. Schreib mir sonst eine PN. Da sind dann auch Weblinks usw. angegeben.

Smoeller

[Torben]

Ja, leicht austauschen ist schon klar! Nur frag ich mich, ob bei einem 1/1 Kationenangebot der jeweilige Zeolith eine höhere Affinität zu einem der Ionen hat, so daß dieses Kation dann mehr als 50% der Belegungsstellen im Zeolith belegt...

Torben

[Uwe Kolitsch]

Ja, jeder Zeolith hat eine Präferenz. Wird of als Sequenz angegeben: Maximale Adorption X>Y>Z>...

[aca]

Hallo,

nur mal so interessehalber:
wenn die Hohlräume so gross sind, werden die Ionen "direkt" in
die Hohlräume eingebunden oder mit Hydrathülle?

Mit Hydrathülle:
Grosser Hohlraum: Preferenz für kleine Ionen
Kleiner Hohlraum: Preferenz für grosse Ionen

Ohne Hydrathülle:
Grosser Hohlraum: Preferenz für grosse Ionen
Kleiner Hohlraum: Preferenz für kleine Ionen

Ist natürlich nur "geraten"

Gruss
Amir

[ZEO]

Hallo,

zwischen den Gerüst-Strukturen der Zeolithe und der Besetzung der Hohlräume bestehen mannigfaltige Wechselwirkungen. Die Ionen sitzen nicht einfach so mit ihrer Hydrathülle in den Hohlräumen, sondern es gibt spezifische Positionen in der Zeolith-Struktur für jedes einzelne Kation. Die Wassermoleküle haben ebenfalls bestimmte Positionen. Wechselwirkung zwischen den Kationen und den Wassermolekülen in den Hohlräumen gibt es natürlich auch.

Mir scheint, dass große Ionen wie Cesium überwiegend in den großen Hohlräumen sitzen. Wäre interessant zu hören, ob sich jemand da einen echten Überblick verschafft hat.

Jürgen