geometria de una zeolita

• Ejemplo de la estructura del carbon, (se omitio la forma de fullereno)
  

Átomos de carbono en el grafito (a) y en el diamante (b).

• estructura basica de la que estan hechas algunas zeolitas, este es un aluminisilicato:

. Átomos de cinc (•) y de azufre (o) en la esferalita.

• ejemplo de la estructura de algunas zeolitas:
  

Estructura de una zeolita faujasita. (b) representación simplificada del cuboctaedro (a), en el que aparecen los átomos de oxígeno (o) y los de aluminio o silicio (•). Estos cuboctaedros unidos forman a la zeolita faujasita (c).

. Estructura de una zeolita A.

propiedades, clases y caracteristicas quimica de la zeolita

Propiedades

Según Breck (1974) las zeolitas son caracterizadas por las siguientes propiedades:

- Alto grado de hidratación.

- Baja densidad y un gran volumen de vacíos cuando es deshidratado.

- La estabilidad de su estructura cristalina cuando se deshidrata.

- Las propiedades de intercambio del catión.

- Presenta canales moleculares uniformes clasificados en los cristales deshidratados.

- Por su habilidad de absorber gases y vapores.

- Por sus propiedades catalíticas.

Mumpton describe las siguientes propiedades de la siguiente manera:

Propiedades de adsorción. Las zeolitas cristalinas son los únicos minerales adsorbentes. los grandes canales centrales de entrada y las cavidades de las zeolitas se llenan de moléculas de agua que forman las esferas de hidratación alrededor de dos cationes cambiables. Si el agua es eliminada y las moléculas tienen diámetros seccionales suficientemente pequeños para que estas pasen a través de los canales de entrada entonces son fácilmente adsorbidos en los canales deshidratados y cavidades centrales. Las moléculas demasiado grande no pasan dentro de las cavidades centrales y se excluyen dando origen a la propiedad de tamiz molecular una propiedad de las zeolitas.

Propiedad de intercambio de cationes. Por procedimientos clásicos de intercambio catiónico de una zeolita se puede describir como la sustitución de los iones sodio de las zeolitas faujasitas por cationes de otros tamaños y otra carga. Esta es una de las características esenciales de las zeolitas. En efecto, así se consigue modificar considerablemente las propiedades y ajustar la zeolita a los usos más diversos. El intercambio catiónico se puede efectuar de varios modos:

- Intercambio en contacto con una solución salina acuosa (intercambio hidrotérmico) o con un solvente no acuoso;

- Intercambio en contacto con una sal fundida. Por ejemplo, una zeolita A, originalmente con Ca, se pone en contacto con nitratos de litio, potasio o rubidio fundidos hacia 350°C;

- Intercambio en contacto con un compuesto gaseoso. Por ejemplo, una zeolita faujasita Y, originalmente en su forma Na, se pone en contacto con HCl anhidro o NH₃, hacia 250°C.

El intercambio de iones en una zeolita depende de:

- La naturaleza de las especies catiónicas, o sea, del catión, de su carga, etc.

- La temperatura.

- La concentración de las especies catiónicas en solución.

- Las especies aniónicas asociadas al catión en solución.

- El solvente (la mayor parte de los intercambios se lleva a cabo en solución acuosa, aunque también algo se hace con solventes orgánicos) y,

- Las características estructurales de la zeolita en particular.

Deshidratación -Rehidratación Basado en el comportamiento de deshidratación. Las zeolitas pueden ser clasificadas como:

a) Aquellas que muestran cambios estructurales no mayores durante la deshidratación y exhiben continua perdida de peso como una función de la temperatura.

b)Aquellos que sufren mayores cambios estructurales, incluyendo colapsos (derrumbes) durante la deshidratación,y exhiben discontinuidades en la pérdida de peso.

CLASES DE ZEOLITAS

Clasificación de algunas zeolitas (de particular interés en nuestro caso serán las faujasitas y las pentasil).

¿cuales son los usos de las zelolitas?

La zeolita tiene varios usos:

• La agricultura
• La acuacultura
• La alimentación de ganado
• Como intercambiador iónico
• Como catalizador en la industria química

Agricultura: se utiliza como fertilizante; permiten que las plantas crezcan más rápido, pues les facilita la fotosíntesis y las hace más frondosas.

Acuacultura: se utiliza como un ablandador de aguas, debido a su capacidad de intercambiar iones, y también se utiliza para hacer engordar más rápido a algunos peces, aunque el exceso puede ser mortal, por lo cual sólo se puede utilizar como un suplemento alimenticio.

Alimentación de ganados: en la actualidad se utiliza como suplemento alimenticio para los ganados, pues los hace aprovechar más la comida. La zeolita actualmente se utiliza como un suplemento alimenticio para las aves, pues engordan de una 25% a un 29% más con respecto a las que no se les adiciona zeolita; la zeolita que permite esto es la clinoptilolita. La causa de que los animales engorden más es que la zeolita hace que los nutrimentos ingeridos queden retenidos por ella: se quedan un tiempo debido a los poros con los que cuenta la zeolita. Esto permite que la zeolita les haga aprovechar mucho más los alimentos.

Como intercambio iónico: La mayor parte de los intercambios iónicos se lleva a cabo a través de la solución acuosa, por lo cual se utiliza para ablandar aguas pesadas residuales.

Como catalizador en la industria química: muy importante para muchos procesos de la petroquímica.

Las zeolitas, debido a sus poros altamente cristalinos, se considera un tamiz molecular, pues sus cavidades son de dimensiones moleculares, de modo que al pasar las aguas duras, las moléculas más pequeñas se quedan y las más grandes siguen su curso, lo cual permite que salga un líquido más limpio, blando y cristalino.

Su estructura cristalina está formada por tetraedros que se reúnen dando lugar a una red tridimensional, en la que cada oxígeno es compartido por dos átomos de silicio, formando así parte de los minerales tectosilicatos.

La zeolita tiene poros de de dimensiones moleculares, por las cuales pasa agua.

zeolita uzada para la filtracion de gases: la industria usa una Zeolita propietaria para separar el oxígeno del aire. Este material específicamente diseñado absorbe selectivamente el nitrógeno, permitiendo que oxígeno con pureza sea producido.

En la Agricultura y Horticultura: como medio de crecimiento de plantas, ahorro en el uso de fertilizantes, mejora la salud de las plantas, reducción del consumo de agua en los sembríos.

En la Ganadería: absorbe gases de los desechos, mejora la calidad de la carne, aditivo para piensos. En la Avicultura: detoxifica el uso diario de alimentos balanceados, elimina la aflatoxina B1, Ocratoxina, Toxina T2, Zearalenona.

¿cual es la estructura de una zeolita?

las zeolita por ser una familia de minerales, presenta muchas variedades en sus formas o estructuras, pero aquí presento el tipo de zeolitas que hay hasta hoy descubiertas. Existen varios tipos de zeolita, nueve principales, y que surgen en las rocas sedimentarias:

• Chabazita
• Clinoptilolita
• Erionita
• Mordenita
• Estilbita
• Ferrierita
• Filipsita
• Huelandita
• Laumantita

Estas zeolitas se encuentran constituidas por aluminio, silicio, hidrógeno, oxígeno, y un número variable de moléculas de agua.

¿como sabemos de la estructura de un cristal(un zeolito) si no lo podemos observar asimple vista?

Cuando observamos la materia, no es facil saber a simple vista que estructura molecular tiene esta, pero mas sin embargo existen tecnicas modernas que nos brindan informacion acerca de la forma y orden que tiene los atomos en una molecula y el orden que hay entre las mismas , pero gracias a el descubrimiento de los rayos X por Wilhelm Röntgena finales del s. XIX es posible conocer la estructura general de un compuesto.Tecnica empleada es la cristalografia; los métodos cristalográficos se apoyan fuertemente en el análisis de los patrones de difracción que surgen de una muestra cristalina al irradiarla con un haz de rayos X, neutrones o electrones.
La estructura cristalina también puede ser estudiada por medio de microscopía electrónica.

explicacion geometrica de la difraccion de los rayos x en un cristal:



patrón de difracción
wer

¿què y como son los cristales ?

Para el estudio de las zeolitas es importante comprender de que se tratan los cristales , ya que es en una de las presentaciones en que se encuentra en la naturaleza, y saber morfològicamente de que estamos hablando, para ello podemos definir un cristal en química,como un sólido homogéneo que presenta una estructura interna ordenada de sus constituyentes químicos, sean átomos, iones o moléculas. La palabra proviene del griego crystallos, nombre que dieron los griegos a una variedad del cuarzo, que hoy se llama cristal de roca.

¿que es una zeolita?

A un científico le puede parecer muy familiar la palabra zeolita (o también escrita ceolita), ya que hace parte del estudio de estructuras cristalinas escenciales en la vida humana, pero aun así esta palabra no es muy conocida"entre los mortales", mas sin embargo existen muchas definiciones complejas que lo enredan a uno como: son aluminosilicatos con cavidades de dimensiones moleculares de 3 a 10 angstrom. Contienen iones grandes y moléculas de agua con libertad de movimiento, para así poder permitir el intercambio iónico. Pero resumiendo todo se pude definir como "una familia de minerales en cuya estructura hay grandes cavidades ocupadas por iones y moléculas de agua", ¿fácil, no..?

¿podemos hacer uso de la geometría y las matemàticas para el estudio de las molèculas?

Si es posible y necesario usar las matemáticas y la geometría en el estudio de las moléculas, las matemáticas son importantes para cuantificar y dar expoliación a terminaciones aritméticas en una ecuación química así como al explicación secuencial o progresiva de un fenómeno.Pero para este caso usaremos mas la "geometría molecular"que se define como la agrupación tridimensional de los átomos que constituyen una molécula, inferida a partir de estudios espectroscópicos del compuesto químico. Esta determina varias propiedades de una sustancia incluyendo su reactividad, polaridad, estado de agregación, color, magnetismo y actividad biológica. Por ello para comprender mas acerca de las moléculas que se encuentran en una zeolita hay gran uso de este termino.
En el SiF₆^-2 los seis átomos de flúor están unidos a un átomo central de silicio. La estructura de Lewis es:
su estructura molecular es:

¿que tiene que ver la arquitectura con las moléculas?

Las moléculas por ser cuerpos que ocupan un lugar en el espacio pueden ser estudiadas desde su forma y estructura, por eso al definir la Arquitectura como el arte de proyectar y construir espacios, y engloba, por tanto, no sólo la capacidad de diseñar los espacios sino también la ciencia de construir los volúmenes necesarios;podemos darnos cuenta de que el estudio de las moléculas se pude ver desde un punto de vista arquitectónico.

introduccion

Cuando observamos una formula o ecuación química compleja muchos de nosotros quedamos perplejos si no sabemos de que se trata , y para comprenderlo es necesario tener ciertos conocimientos de química, por ello desconocemos las funciones y propiedades que pueda tener.
Mas sin embargo es necesario para quienes buscamos mas información y aprendizaje sobre cierto tema, compreder los fenómenos y estructura que interactúan en una citación de estas. por ello desarrollo en este texto de una forma clara y organizada sobre la "arquitectura molecular de una zeolita", y comprender de esta; su geometría, funciones y uso en la vida cotidiana, y puede llegar a ser muy interesante ya que es un tema que encierra distintas ciencias y comprende varios fenómenos de la naturaleza.
A continuación observaremos de una forma mas sencilla y fácil de comprender por medio de cuestiones que usualmente podemos hacer, y asi explicar la naturaleza estructura y demás funciones de una ZEOLITA, teniendo en cuenta su "arquitectura"queriendo decir ,su forma,"geometria"o estructura así como sus aplicaciones en la vida diaria.

objetivos

Como es sabido las ciencias están hoy en día cada vez mas ligadas unas con otras por ello no es raro encontrar estrecha relación entre ciencias que se consideraban algo des apartadas como la química y las matemáticas, y observaremos la importancia de la una en cuanto a la otra para su posterior desarrollo.
la idea principal que he de desarrollar en este texto es el estudio de las moléculas desde su punto de vista químico , como científico, haciendo prioridad en la geometría molecular que podemos encontrar cuando estudiamos de una manera mas estructural y arquitectónica la materia