Ewa Tyran

Skalenie, Zeolity, związki typu ultramaryny

Najważniejsze grupy krzemianów szkieletowych to skalenie, zeolity i krzemiany typu ultramaryny.

Skalenie tworzą dwa szeregi kryształów mieszanych, a mianowicie szereg skaleni sodowo-wapniowych z albitem i anortytem jako typowymi przedstawicielami oraz szereg skaleni potasowo-barowych z ortoklazem i celsjanem:

Na(AlSi₃O₈) albit K(AlSi₃O₈) ortoklaz

Ca (Al₂Si₂O₈) anoryt Ba(Al₂Si₂O₈) celsjan

Strukturę tych związków można traktować jako powstałą z sieci SiO₂, w której w przypadku ambitu i ortoklazu co czwarty jon Si⁴⁺ , natomiast w przypadku anorytu i celsjanu co drugi jon Si⁴⁺ został zastąpiony jonem Al³⁺ . Taka zmiana najadająca obojętnym układom krzemolitowym ujemny ładunek elektryczny pozwala na przyjęcie przez sieć odpowiedniej ilości kationów K⁺ Na⁺ Ca²⁺.

Zeolity

Minerały analcym Na(AlSi₂O₆)* H₂O , natrolit Na₂(Al₂Si₃O₁₀) * 2H₂O , heulandyt Ca(Al₂Si₃O₁₈) * 5H₂O.

To glinokrzemiany szkieletowe, wykazujące budowę luźniejszą niż skalenie poprzecinaną długimi kanałami o wymiarach molekularnych. W kanałach tych rozmieszczone są jony alkaliczne K⁺ Na⁺ oraz jony metali ziem alkalicznych Ca²⁺ Ba²⁺ oraz cząsteczki wody. Charakterystyczną właściwością jest to, że zawarte w nich jony dodatnie mogą łatwo ulegać wymianie. Permutyty używane są do zmiękczania twardej wody są właśnie sztucznymi zeolitami sodowymi, które pobierają wapń z twardej wody oddając równocześnie do roztworu jony sodowe. Zeolity podczas ogrzewania tracą wodę zawartą w kanalikach zeolitycznych , dając produkt łatwo chłonących łatwo parę wodną, a także CO₂ , NH₃ , pary alkoholu i innych substancji. Jako tzw. Sita molekularne stosuje się do oddzielania węglowodorów o prostych łańcuchach rozgałęzionych. Odwodniony zeolit chłonie tylko te pierwsze. Węglowodory o łańcuchach rozgałęzionych nie mogą się natomiast pomieścić w zbyt wąskich kanałach w sieci przestrzennej. W podwyższonej temperaturze i pod obniżonym ciśnieniem węglowodory o prostych łańcuchach są z powrotem oddawane przez sito molekularne.

Ultramaryny

Związki tego typu to np. [Na₈Al₆Si₆O₂₄]SO₄ , są zabarwione i służą do wyrobu farb mineralnych. Nie zawierają cząsteczek wody. Mają w swojej budowie jony dodatnie oraz ujemne, które są rozmieszczone w lukach trójwymiarowego szkieletu glinokrzemotlenowego. Kationy i aniony w odpowiednich warunkach mogą ulegać wymianie. Podstawieniom tym towarzyszy zmiana barwy produktów.

---