zeolitas abril 2005

7/28/2019 Zeolitas Abril 2005

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ZEOLITAS

Por:

Maurin Salamanca GuzmnJuliana Velsquez Ochoa


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CONTENIDO

Introduccin

Composicin y estructura

Sntesis

Caracterizacin

Usos

Bibliografa


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INTRODUCCION

La palabra zeolita proviene de lasraces griegas zeo y lithos.Su definicin actual busca incluirtodos los minerales cristalinos quese caracterizan por poseerestructuras formadas por tetraedrosenlazados, cada uno de los cualescontiene cuatro tomos de oxigenoy un catin el cual puede ser Al, Si,P, Be, Zn, Mg, Co, B, etc.

Zeolita faujasita Xobservada en elmicroscopio electrnico debarrido.


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COMPOSICIN Y ESTRUCTURA

La formula general para la composicin deuna zeolita es:

Las unidades primarias de construccin de

las zeolitas son tetraedros de [SiO4]4- y[AlO4]5- unidos formando puentes de oxigenono lineales.

OmHSiOAlOM yxnx 222/ )()(


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UNIDADES SECUNDARIAS DECONSTRUCCIN

CLASIFICACIN DE BRECK (1974):Se basa en el tipo de unidad estructural secundaria.Se dividen en siete grupos:

(1) .......... Anillos 4 simples Ej. analcima(2) .......... Anillos 6 simples Ej. erionita

(3) .......... Anillos 4 dobles Ej. zeolitas sintticas(4) .......... Anillos 6 dobles Ej. chabazita(5) .......... Unidades complejas 4-1 [T5O10] Ej. natrolita(6) .......... Unidades complejas 5-1 [T8O16] Ej. mordenita(7) .......... Unidades complejas 4-4-1 [T10O20] Ej. Eulandita

S4r S6r D4r D6r 4-1 5-1 4-4-1


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EJEMPLOS D6r

PerBUs containingD6Rs


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POLIEDROS MAYORES

Estructura de una zeolitafaujasita.

(b) representacinsimplificada delcuboctaedro (a), en el

que aparecen lostomos de oxgeno (o) ylos de aluminio o silicio().

Estos cuboctaedrosunidos forman a lazeolita faujasita (c).


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POROS Y CANALES

La caracterstica principal de la zeolita es su estructura que tienecavidades o poros que se unen para formar un sistema de canalesa travs de dicha estructura, un factor que determina las molculasque pueden entrar en estos canales es el tamao de la ventana oabertura del poro, que a su vez depende del nmero de tetraedrosformando esta ventana.

Erionita, A3 < q < 58Poro pequeo

ZSM-5, ZSM-115 < q < 610Poro mediano

Y, b , W6 < q < 912Poro grande

MCM-9, VPI-59 < q18Poro extragrande

EjemplosDimetro de poro ( )tomos de O que formanla abertura

Zeolita






Zeolita






Zeolita


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SINTESIS DE ZEOLITAS

Las zeolitas sintticas se obtienenmediante procesos hidrotrmicos.En general se obtienen desoluciones de silicatos yaluminatos [Al(OH)4-], a un pH alto,la mezcla forma un gel.El gel es calentado en recipientes

cerrados bajo condicioneshidrotrmicas, dando lugar a lacristalizacin.


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FACTORES QUE INFLUYEN ENLA ZEOLITIZACIN

Componentes Funcin Fuentes

SiO2 Unidades de construccinprimaria del armazn.

Slica, slica coloidal,Alkxidos de silicio

AlO2- Origen de la carga delarmazn.

Gibosita, aluminato desodio, xido de aluminio

OH- Mineralizador, molculaHusped.

F-, es un segundo agenteMineralizador.

Catin

alcalino,agenteestructurante

Contrain de la carga del

armazn, molcula husped.

Cationes de Na, K, Ca, Mg,

Sr, Ba, iones amonio

Agua Solvente, molcula husped

1. R E A C T I V O S :

Una fuente determinadaP u e d e f a v o r e c e r l aC r i s t a l i z a c i n d e l a sZ E O L I T A S .


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FACTORES QUE INFLUYEN ENLA ZEOLITIZACIN

2. Composicin molar:

Las cantidades relativas deSi, Al, metales alcalinos y

agentes estructurantes sonuno de los factores clave enla cristalizacin. Dichacomposicin puede variar lautilidad de la zeolita endeterminada aplicacin.

3. Alcalinidad:El pH alcalino de la sntesises importante ya que losaniones OH- cumplen un

papel crucial como agentesmineralizantes, y tambinpor que el pH influye en larelacin de Si/Al delproducto cristalino.


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FACTORES QUE INFLUYEN ENLA ZEOLITIZACIN 4. Periodo de aejamiento :

Es el tiempo en el cual, lagel ya preparada, semantiene a unatemperatura menor que lade cristalizacin. Esteperiodo de maduracin escrucial para obtener elproducto deseado.

5. Agentes estructurantes:Son aquellos quecontribuyen a la formacindel retculo de la zeolita.

Influye en los procesos denucleacin y/o gelacin;Las unidades sonorganizadas dentro deuna geometra particular

alrededor del agenteestructurante.


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TECNICAS DE CARACTERIZACIN

Difraccin de Rayos X: COMPARACIN DEL PATRN YDIEMENSIONES DE LA CELDA

Microscopa Electrnica de Transmisin ode Barrido:FORMA DE LOS CRISTALES, HOMOGENEIDAD.

Anlisis Trmico:ESTABILIDAD TERMICA Y CARCTERHIDROFLICO

Espectroscopas IR y UV-visible:GRUPOSFUNCIONALES CARCTERSTICOS Y COORDINACIN DEL CATIN.

MAS-NMR:AMBIENTE DEL TOMO CENTRAL

Tcnicas de adsorcin-desorcin:CARCTERCIDO


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MAS-RMN 29Si

Ambientes locales posibles de un tomo de silicio y susdesplazamientos qumicos tpicos.

MAS-RMN 29Si de la zeolita analcita (ANA)


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Difractograma de la una zeolitaNaGa-Y TGA of (a) K-L, (b) Co exchanged L zeolite (CoK-

HL), (c) Cobalt modified L zeolite (K-CoL).


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IR spectra of chemisorbed pyridine on H(Ga,La)Y.

Ammonia sorption isotherms for HY (LZY-82)and H(Ga,La)Y crystals.

UVVIS spectrum ofas-synthesized CoULM-5.


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USOS

Agentes deshidratantes

Zeolitas como intercambiadores inicos

Zeolitas como adsorbentesZeolitas como catalizadores


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AGENTES DESHIDRATANTES

Las zeolitasdeshidratadas son

muy buenos agentessecantes,adsorbiendo aguapara volver a su

condicin original.

Mordenita (MOR)


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ZEOLITAS COMOINTERCAMBIADORES INICOS

Los cationes decompensacin de

una zeolita puedenser intercambiadospor otros que seencuentren en una

solucin circundante.

Localizacin de los sitios I, II y III en lared de una zeolita faujasita.


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ZEOLITAS COMO ADSORBENTES

Las zeolitas deshidratas poseen estructuras deporos abiertos, y superficies internas que soncapaces de adsorber gran cantidad desustancias.

Zeolita A


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ZEOLITAS COMOCATALIZADORES

Las zeolitas son usadas en catlisis debido aque muestran propiedades importantes queno se encuentran en las catalizadores

amorfos tradicionales. El hecho de que las zeolitas son mallas

moleculares permite controlar que tipo demolculas tienen acceso a los sitios activos.

Esto da lugar a los catalizadores selectivos aforma


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CATALIZADORES SELECTIVOS AFORMA

Hay tres tipos de catalizadores selectivos de forma:

Catlisis selectiva al reactivo

Catlisis selectiva al producto

Catlisis selectiva al estado de transicin


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BIBLIOGRAFIA

Kevan, L.Microporous Materials: Zeolites, Clays, andAluminophosphates. Pgs: 755 - 764

Dyer, A. Zeolites. Encyclopedia of Materials: Scienceand Technology. Pgs: 1- 5

Rojas, J. Snchez, M. Torres, D. Sntesis de ZeolitaY y su aplicacin en una reaccin de oxidacin. U. de

A. Medelln. 1991

http://omega.ilce.edu.mx:3000/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/55/htm/zeolita.htm 03/04/05
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