As Questões Zeólito

1. O que diferenciam os zeólitos conhecidos uns dos outros? Apresente sucintamente os principais exemplos.

Resposta: 

Sendo os zeólitos aluminosilicatos com formula geral  Mx/n[(AlO2)x(SiO2)y]⋅zH2O, onde n é a carga do cátion metálico Mn+ e as letras x, y e z variáveis que nos fornecem o conteúdo de Mn+, alumínio, silício e água respectivamente no zeólito.  As estruturas dos zeólitos são formadas pelo encadeamento dos grupos TO4 que são tetraédricos, onde T = Si4+ ou Al3+. A forma de encadear os grupos TO4 é responsável pelas diferentes unidades secundarias de construção (USC). Onde podemos ter um ciclo (C), duplo-ciclo (D), tetraedro isolado (T) e muitas outras.  

[pic 1]Essas USC se organizam em poliedros, que são chamados de cavidades ou supercavidades. O tamanho das janelas e de diâmetro de poro são os responsáveis pela distinção das moléculas, já que são essas diferenças que tornam o zeólitos diferentes dos demais. Como mostra a figura a seguir:

1.  Em 2015, o rompimento de barragem de uma grande mineradora na cidade de Mariana-MG, causou um desastre ambiental com a contaminação de águas com diferentes íons metálicos em grande quantidade. Comente brevemente sobre o potencial de aplicação de materiais como o zeólito A na remoção de cátions contaminantes em águas.

Resposta:

Uma das principais propriedades dos zeólitos é a capacidade de realizar troca iônica, por terem em sua estrutura os cátions de Si4+ e Al3+, há a sobra de uma carga residual negativa quando ocorre a troca de átomos de Si4+ por um de Al3+. Para contrabalancear essa carga negativa residual, existe um cátion.

 No caso do zeólito A esse cátion é o Na+, quando o zeólito A entra em contado com soluções que possuem outros cátions, como é fornecido nos exemplos desse experimento onde ele é colocado em contado com íons de Cu2+. É comprovada a troca iônica dos íons Na+ pelos íons de Cu2+, o que nos fornece a informação que esse zeólito poderia ser empregado na remoção de cátions potencialmente contaminantes de águas, como nas águas atingidas pelo rompimento da barragem em Mariana – MG.

1.  O cloreto de Co2+ (CoCl2) em solução aquosa apresenta coloração rosa. Após o contato de 2,0 mL dessa solução (de concentração 0,10 mol L-1) com 0,200 g de zeólito A em um tubo de ensaio, assim como feito para sulfato de cobre no procedimento 1, preveja qual será a coloração do sólido residual, bem como do sobrenadante.

Resposta:

No caso do experimento para sulfato de cobre observou-se que, após os 25 minutos de agitação da solução do sal na presença do zeólito A, a coloração do sólido passou de branca para azul e a coloração do sobrenadante passou de azul para incolor. Levando em consideração os tamanhos dos cátions Cu2+ e Co2+, pode-se esperar o mesmo resultado para o tubo contendo o CoCl2. Ou seja, a cor que seria observada após os 25 minutos nesse caso seria incolor para o sobrenadante, e rosado para o precipitado, comprovando a troca iônica dos íons de Na+ por Co2+.