Минералы цеолитные

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]

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]

В этом температурном интервале из минерала удаляется цеолитная и кристаллизационная (координационная) вода. При нагревании палыгорскита в интервале 100—200° удаляется цеолитная вода, удерживаемая в каналах и на сколах разорванных связей и кристаллов сравнительно слабыми электростатическими силами. В интервале 350—400° удаляется кристаллизационная вода, координированная относительно октаэдрических катионов металлов (М 2+), расположенных на стенках каналов минерала [5—7]. [c.146]

Следовательно, при нагревании (обжиге) палыгорскита наблюдается постепенное удаление цеолитных, кристаллизационных и конституционных вод. Эти три стадии дегидратации минерала можно представить следующим образом (ОН.,),(ОИ),М 5 мАо [c.146]

Важными характеристиками коагуляционных структур являются деформационные. Они определяют устойчивость системы. Значения коэффициента устойчивости суспензий K< и характер развития деформаций свидетельствуют, что наиболее устойчивые системы образуют палыгорскит, подвергнутый 200°-ной обработке, т. е. когда из минерала удалена цеолитная вода, удерживаемая в каналах и на сколах разорванных связей кристаллов слабыми электростатическими силами. В этом случае суспензии при небольшом содержании палыгорскита (8—9%) характеризуются наибольшими значениями коэффициента устойчивости [4] и относятся к III структурномеханическому типу. Высокие значения периода истинной релаксации (1595 сек) также подтверждают максимальную стабильность суспензий, приготовленных на основе палыгорскита, подвергнутого указанной температурной обработке. [c.151]

Взаимодействие протона с кислородным радикалом приводит к уничтожению катионных центров обмена и связано с понижением заряда матрицы, обусловленным внедрением протона с образованием гидроксильных групп, которые хорошо фиксируются на ИК-спектрах декатионированных минералов. Этот процесс необратим, так как не удается пол ностью восстановить исходную форму минерала путем обработки растворами соответствующих солей или щелочей. Однако кристаллическая структура матрицы исходного минерала, как правило, сохраняется. Частичное уничтожение центров обмена происходит уже под действием разбавленных растворов кислот и сопровождается уменьшением не только обменной, но и адсорбционной емкости. В этом отношении большой интерес представляют данные по резкому возрастанию гидрофобности морденита при кислотной обработке, что позволяет говорить о кислотной дегидратации. Процесс значительно активируется термической обработкой, приводящей к удалению цеолитной воды. [c.137]

О возможности проникновения органических катионов в цеолитные каналы палыгорскита в литературе высказываются различные мнения [21—23]. По нашему мнению, крупные органические катионы с длинными боковыми цепями не могут проникнуть в каналы размерами 6,4x3,7 А, если сечение только одной алифатической цепочки составляет 18,5 А . Органические катионы должны адсорбироваться только на внешней поверхности игольчатых частичек минерала. Последнее затрудняет агрегацию частиц при высушивании и приводит к уменьшению размера гистерезисной петли в нижней части изотерм сорбции паров воды на модифицированном (50 и 200% от емкости обмена) палыгорските (рис. 4). [c.30]

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]

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]

Открытие в 1756 году шведским минерологом Ф. Кронштедтом цеолитного минерала стильбита явилось началом эры восхождения природных цеолитов. В природе известно более 30 минеральных видов и разновидностей цеолитов. Последним обнаруженным природным цеолитом был гарронит, открытый в 1962 г. [c.5]

В настоящее время известен только один алюмосиликатный минерал, содержащий цезий,—фельдшпатоид поллюцит sAl2Si40j2, структурно родственный анальциму. Большие атомы цезия занимают центры, которые в анальциме обычно занимают молекулы Н2О, Цеолитных минералов, содержащих рубидий или цезий, не известно, В ходе интенсивных исследований гидротермальной кристаллизации алюмосиликатных гелей Баррер и МакКеллаы синтезировали безводные цеолиты типа анальцима, а также цеолит Rb-D, который, вероятно, родствен цеолиту K-F или Z,Рентгенограмма порошка Rb-D аналогична рентгенограмме калиевого цеолита Z, Образования цезиевого цеолита обнаружено не было [80] (см. разд. Е). [c.304]

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 на стенках каналов. При 400 °С начинается сокращение решетки кристалла в направлении, перпендикулярном длине волокон [231. Эту сжатую форму минерала Лоншанбон назвал палыгорски-том П. При нагревании последнего выше 650—680 °С начинается постепенное удаление конституционной воды и он превращается в кли-ноэнстатит. Эти три стадии можно представить следующим образом [c.223]

Такой механизм обезвоживания палыгорскита при термической обработке подтвержден с помощью ИК-спектроскопии, причем обменные ионы практически не влияют на его гидрофильные свойства. С повышением температуры теплота смачивания палыгорскита уменьшается, что свидетельствует об изменении природы поверхности минерала. Однако при этом емкость катионного обмена (от 100 до 400 С) возрастает, а затем (при 400—700 С) остается постоянной. Очевидно, постепенное удаление цеолитной и кристаллизационной воды повышает обменную емкость, т. е. активность катионов. Кроме того, максимум катионообменной способности минерала соответствует образованию новой фазы. При температурах выше 700 С емкость катионного обмена палыгорскита так же, как и теплота смачивания, уменьшается до минимальных значений, образовавшаяся фаза становится совершенно инертной по отношению к воде и электролитам (рис. 1). Анализ инфракрасных спектров поглощения позволил предложить наиболее вероятный механизм адсорбционного взаимодействия воды с поверхностью палыгорскита. [c.223]

Показано, что палыгорскит образует наиболее устойчивые коагуляционные структуры в водной среде, когда из цеолито подобных каналов минерала удалена цеолитная вода ( 200°). [c.225]

Но в настоящее время установлено, что 2S цеолитно поглощает воду, образуя субмикроскопические гидросиликаты кальция, а частично минерал растворяется в воде с образованием Са(0Н)2 и гелеобразных гидросиликатов кальция. [c.282]

Свойства и состояние цеолитной воды в пустотах кремнеалюминиевого каркаса цеолитов существенно зависят от геометрических размеров полостей и природы компенсирующих катионов, находящихся в этих полостях. Согласно ИКС-исследованиям [400], в нат-ролите (природном цеолите) молекулы воды занимают строго определенное положение. О близком структурном и энергетическом состояниях воды в натролите свидетельствуют и кривые дегидратации этого минерала. Выделение всей воды из кристаллов натролита происходит в очень узком температурном интервале. В природных минералах (томсоните, сколеците и др.), обладающих более широкими каналами, чем натролит, молекулы воды находятся в разных состояниях, отличающихся по энергиям связи друг с другом и каркасом. На это указывают ступенчатые кривые дегидратации и сложные ИК-спектры [26, 401]. [c.17]

Каким образом молекулы воды перемещаются в структуре дионтаза Известно, что вода в диоптазе обладает цеолитными свойствами. Прокаливание минерала до 800°С сопровождается полной потерей воды без существенного нарушения структуры, как это следует из порошковых рентгенограмм. Процессы обезвоживания предполагают, естественно, наличие того или иного механизма диффузии воды. Такая диффузия протекает в два этапа. Первый (при более низких температурах) представляет собой перемещение молекул воды в пределах шестерных колец (при этом отсутствует макроскопическое движение воды), второй этан — перемещение молекул из одной гексагональной полости в другую. Учитывая очень малое сечение переходных окон, предположим, что второй этап диффузии и соответствующая потеря воды минералом при прокаливании наблюдается при высоких температурах, что и подтверждается опытом. [c.48]

Цеолитной водой называется вода, содержащаяся в минералах цеолитах. Цеолиты—довольно обширная группа в основном водных алюмосиликатов кальция или натрия каркасного строения с черзвычайно развитой внутренней сетью каналов, заполненных слабо связанными с основной структурой минерала молекулами воды. При нагревании цеолитов вода удаляется из каналов, не нарушая строения минерала. Если такой дегидратированный цеолит поместить во влажную среду, он снова поглотит то же количество воды. Обезвоженные цеолиты могут поглощать этиловый спирт, аммиак, сероводород и другие вещества. [c.32]

В ИК-спектре цеолитного минерала апальцима молекулам воды, взаимодействующим с ионами натрия, но практически не включенным в водородные связи (До-. 0=2.85 (и 2.99 А [326]), [c.96]

В определении свойств поверхности слоисто-ленточного силиката палыгорскита большую роль играют координационно ненасыщенные ионы Mg , расположенные как в цеолитных каналах структуры, так и на внешней поверхности игольчатых частиц минерала. На рис. 2 приведен ИК-спектр ацетопитрила, сорбированного на внешней новерхпости [c.139]

В этом пространстве расположены молекулы воды двух типов [14] молекулы низкотемпературной (цеолитной) воды, связанные с кислородами алюмосиликатной решетки водородными связями и удаляющиеся из минерала при 100—110° С без изменения его структуры, и молекулы воды, координированные октаэдрическими катионами на боковых стенках каналов (координационно связанная вода, температура удаления 160—380°С). [c.26]

Трудно предположить, чтобы довольно большие сфероподобные молекулы триметилкарбинола проникали в цеолитные каналы структуры. По данным Баррера и Маккензи [18], последние доступны только для молекул метилового и этилового спиртов. По-видимому, адсорбция триметилкарбинола происходит только на внешней поверхности игольчатых частичек минерала. После заполнения легкодоступной внешней поверхности незначительная часть адсорбированных молекул триметилкарбинола в результате кинетического фактора (поьерхностной миграции) проникает к труднодоступной части внешней поверхности игольчатых ча стичек минерала. Следующая порция адсорбированных молекул спирта при более высоком давлении пара проникает к новым участкам поверхности более легко об этом свидетельствует увеличение эффективного значения коэффициента диффузии. [c.28]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология