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ZEOLITAS – RESUMO Com a descoberta da stilbita, as zeólitas foram reconhecidas pela primeira vez em 1756 pelo mineralogista sueco Baron Axel Frederick Consted. O termo zeólita (zéo e líthos) vem do grego e significa pedra que ferve. Segundo a definição clássica, o termo zeólitas abrange somente aluminossilicatos cristalinos hidratados de estrutura aberta, constituída por tetraedros de Si04 e A104 ligados entre si pelos átomos de oxigênio.

A rigor, somente esses materiais podem serchamados de zeólitas; no entanto, é razoável advogar que o uso desse termo seja estendido para designar estruturas nálogas contendo (P04, Ga04, etc. ). ze como adsorventes p iônicos em detergent como catalisadores n OF4 Swipe tros elementos principalmente e como trocadores remamente úteis petroquímica, e na síntese de produtos orgânicoscujas moléculas possuem diâmetro cinético inferiora 10 AIO, 11.

A estrutura das zeólitas apresenta canais e cavidades interconectadas de dimensões moleculares, nas quais se encontram os íons de compensação, moléculas de água ou outros adsorvatos e sais. Esse tipo de estrutura microporosa confere às zeólitas uma superfície interna muito grande, uando comparada à sua superfície externa. A estrutura da zeólita permite a transferência de matéria entre os espaços intracristalinos, no entanto, essa transferência é limit Swige to víew next page Imitada pelo diâmetro dos poros das zeólitas.

Dessa forma, só podem ingressar ou sair do espaço intracristalino aquelas moléculas cujas dimensões são inferiores a um certo valor critico, que varia de uma zeólita a outra. A estrutura das zeólitas confere às mesmas propriedades degrande importância para os processos industriais, tais como:a) lto grau de hidratação;b) baixa densidade e grande volume de vazios quandodesidratada;c) estabilidade da estrutura cristalina, quando desidratada;d) propriedades de troca catiônica;e) canais uniformes nos cristais desidratados;f) condutividade elétrica;g) adsorção de gases e vapores eh) propriedades catalíticas.

A alta eficiência de adsorção das zeólitas está relacionadacom a grande superfície interna, devido à sua estrutura cristalinaser caracterizada por cavidades espaçosas. A mordenita temuma superffcie interna de 400 m2 ‘g, e a da clinoptilolita é de 300m2/g. Para o caso da mordenita a quantidade de S02adsorvidoé 47-120 ml/g. A grande capacidade de troca catiônica das zeólitas deve-seao desequilíbrio de cargas que atrairão o cátion mais próximo, demaneira a manter a neutralidade.

A propriedade de troca catiônica da zeólita é uma função darelação Si e Al. A capacidade é expressa em número de cétionspor unidade de massa ou volume, disponível para troca. A propriedade catalítica está relacionada principalmente comas superfícies ativas da estrutura das zeólitas, com o sistema interno de passagens e vazios, o tamanho das cavidades internas e a ropriedade de troca catiônica. As zeólitas vazios, o tamanho das cavidades Internas e a propriedade de troca catiônica.

As zeólitas são sintetizadas a partir de soluções aquosas saturadas, de composição definida, sob condições de temperatura (25 a 3000C) e pressão pré-determinadas. Sendo assim, fazendo variar a composição da solução (ou gel de síntese) e as condições operacionais, é possível sintetizar zeólitas com características estruturais e composições químicas diferentes. Existem dois processos básicos usados comercialmente na produção de zeólitas.

São eles: a formação e cristalização apartir de um hidrogel alumino-silicatado e a cristalização a partirde caulim calcinado. Processo Hidrogel: As zeólitas de sódio são formadas pela cristalização de umgel de aluminosilicato correspondente, preparado a partir dealuminato, silicato e uma solução de hidróxido, todos de sódio. O Silicato de sódio pode ser obtido pela digestão de sílica emuma solução de hidróxido de sódio à temperatura acima del 300C e pressão de 100 psi (reação 1), ou pela calcinação das[lica com carbonato de sódio (reação 2):

O aluminato de sódio é formado pela dissolução de aluminatri- hidratada em solução aquosa de hidróxido de sódio: (reação 3) A seguir tem-se a reação do aluminato de sódio com silicatode sódio, em uma solução aquosa de hidróxido de sódio, paraformar um hidrogel amorfo ou gel de síntese. Para uma zeólitacom alta relação sílica/alumna, Silica gel pode ser adicionada àmistura da reação. A zeólita é formada pela cristalizaçãocontrolada desse gel, onde o aluminato e os anions de s 3 onde o aluminato e os anions de silicatosão arranjados em uma estrutura cristalina ordenada.

Os principais fatores que afetam a estrutura de formaçãodas zeólitas são os seguintes: temperatura e tempo decristalização, relação sílica/alumina da mistura de reação e tipode cátion presente. Processo de Conversão do Caulim: A primeira etapa do processo consiste na desidratação docaulim através de calcinação (500 – 6000C). As zeólitas sáoformadas sem aglutinante, onde o caulim pré-formado éconvertido “in situ” pelo tratamento com solução de hidróxido desódio a 1 000C. As reações de síntese da zeólita “A” apartir do caulim são as seguintes: uso da Zeólita Sintética

As zeólitas sintéticas tiveram o seu primeiro uso comercialnos processos catalíticos de craqueamento de petróleo, emsubstituição aos catalisadores amorfos de silica-alumna. como catalisador e suporte de catalisadores, são citadas asseguintes aplicações industriais das zeólitas: a) craqueamento; b) hidrocraqueamento; c) hidroisomerização; d) transformação de metanol em gasolina e) alquilação; f) isomerização de aromáticos; g) polimerização; h) síntese orgânica e i) química inorgânica. Produção de Zeólitas Sintéticas A produção mundial de ze 4DF4 é estimada em