ZÉOLITES
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Le terme zéolite, retrouvé pour la première fois dans la littérature scientifique du xviiie siècle, est dérivé des deux mots grecs zein (bouillir) et lithos (pierre). L'origine de cette désignation reposait sur l'observation faite par le baron A. F. Cronstedt que, pendant un chauffage rapide, certains minéraux semblaient fondre et bouillir en même temps, en dégageant une quantité énorme de vapeur d'eau. Ce phénomène d'intumescence pouvait en outre être répété après l'exposition du minéral à l'air humide. Pendant cette même période, il a été découvert que ces zéolites naturelles étaient utilisables dans l'adoucissement des eaux dures et, par conséquent, avaient des propriétés d'échangeur de cations.
C'est seulement à partir de 1920 qu'on a mis en évidence le fait que ces matériaux étaient capables d'absorber des vapeurs organiques. On s'est également rendu compte que certaines de ces zéolites naturelles pouvaient fonctionner comme de véritables tamis de molécules, d'où leur nom générique de tamis moléculaire. Et même, la chabasie, un minéral appartenant à la famille des zéolites naturelles, est capable dans sa forme déshydratée, de « sorber » rapidement des vapeurs alcooliques, tandis que d'autres molécules organiques d'une taille plus grosse (comme le benzène et l'acétone) ne sont pas acceptées par cette structure.
L'étude systématique des zéolites naturelles et de leurs propriétés, comme tamis moléculaire et échangeur de cations, a été commencée par R. M. Barrer et ses collaborateurs vers 1930. De plus, cette même équipe de chercheurs a préparé pour la première fois des zéolites synthétiques. Depuis lors, toutes les grandes compagnies chimiques et pétrolières ont eu des activités dans ce domaine et ne cessent de déposer des brevets sur la préparation et les applications de zéolites nouvelles. Jusqu'à présent, toutes les zéolites naturelles ont été synthétisées, et, en outre, plusieurs nouvelles zéolites synthétiques, dont la structure n'existe pas dans la nature, sont connues. Entre-temps, toute une gamme de zéolites synthéti [...]
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Écrit par :
- Pierre Auguste JACOBS : chargé de cours à l'université catholique de Louvain( Belgique), maître de recherche au Fonds de la recherche scientifique de Belgique
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ANALCIME
Du grec analkis (faible), allusion au fait que l'analcime (ou analcite) s'électrise peu par friction. De formule brute [Si 2 AlO 6 ]Na,H 2 O, l'analcime est une des zéolites les plus communes. Elle peut être assimilée à un feldspathoïde dans les laves alcalines sous-saturées et, moins fréquemment, dans les roches grenues, dans lesquelles elle remplace la néphéline, la sodalite ou la leucite. On l […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/analcime/#i_11380
CHIMIE - Histoire
Dans le chapitre « La chimie des interfaces » : […] Elle concerne toutes les réactions et plus généralement tous les phénomènes qui s'effectuent à l' interface de deux milieux : liquide-solide, solide-solide, solide-gaz. Elle joue un très grand rôle en biologie ainsi que dans de nombreux domaines de la chimie (catalyse hétérogène, électrochimie, science des matériaux, membranes, problèmes d'adhésion, de collage, etc.). La catalyse hétérogène conce […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/chimie-histoire/#i_11380
EAU - Propriétés physico-chimiques
Dans le chapitre « Hydrates labiles » : […] Les zéolites naturelles ou artificielles, échangeurs d'ions minéraux et tamis moléculaires, forment des cages dans lesquelles l'eau est piégée. Ce sont des alumino-silicates. Le zéolite « A » Na 12 [(AlO 2 ) 12 (SiO 2 ) 12 ] peut capter 27 H 2 O qu'il perd progressivement quand la température augmente. […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/eau-proprietes-physico-chimiques/#i_11380
INTERFACES
Dans le chapitre « Adsorption » : […] Lorsqu'une molécule de gaz frappe une surface, elle peut s'y fixer car il n'y a pas saturation des atomes de surface. Selon la force de la liaison ainsi créée, on parlera d'adsorption physique ou d'adsorption chimique . Typiquement, l'énergie de liaison est inférieure à 20 kJ/mole pour l' adsorption physique qui correspond à des forces de Van der Waals. Si la pression est suffisante, plusieurs co […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/interfaces/#i_11380
LANTHANE ET LANTHANIDES
Dans le chapitre « Cracking du pétrole » : […] Au cours du cracking du pétrole brut, la terre rare intervient dans la partie « active » du catalyseur, la zéolithe à l'yttrium. Ce composé contient 20 p. 100 en poids de terres rares. Les terres rares s'introduisent dans les cavités présentes dans la structure de la zéolithe. Le meilleur catalyseur est obtenu en agitant la zéolithe finement divisée dans une solution de chlorure de terres rares. L […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/lanthane-et-lanthanides/#i_11380
NANOTECHNOLOGIES
Dans le chapitre « Les catalyseurs » : […] De tous temps, la catalyse a été associée à la matière finement divisée. Les nanotechnologies renouvellent le genre de plusieurs manières. Nous ne donnerons que deux exemples. Les zéolites, composés nanoporeux naturels à base de réseaux de tétraèdres de silicates et aluminates, sont connus depuis longtemps et déjà largement utilisés par l'industrie de purification de l'eau. L'invention par Mobil, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/nanotechnologies/#i_11380
NATROLITE
Parmi les zéolites fibreuses, la natrolite (du grec natron , soude, et lithos , pierre) est la plus fréquente. C'est un tectosilicate, dans lequel une partie de la silice est remplacée par de l'alumine. La formule chimique théorique s'écrit donc [Si 3 Al 2 O 10 ]Na 2 , 2H 2 O, mais un peu de fer trivalent et de potassium peuvent se substituer respectivement à l'aluminium et au sodium. La symétrie […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/natrolite/#i_11380
PACIFIQUE OCÉAN
Dans le chapitre « Sédiments actuels » : […] On prétend que c'est le midship J. M. Brooke, à bord de l'U.S.S. Vincennes , qui a obtenu en 1854 le pre mier échantillon de sédiments à une profondeur de 3 870 mètres en attachant une plume au lest d'une ligne de sonde, observant ainsi 3 tests de foraminifère. À la suite de l'expédition du H.M.S. Challenger , John Murray et Alphonse Renard (1891) établissaient un modèle de classification des s […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/ocean-pacifique/#i_11380
ROCHES (Classification) - Roches métamorphiques
Dans le chapitre « Les principaux faciès minéraux, base d'une classification génétique » : […] Après avoir introduit et développé la théorie des faciès minéraux, P. Eskola a défini, à l'aide d'associations minérales critiques propres à chaque faciès, les faciès minéraux principaux , dont le nombre s'est accru avec le progrès des études, est actuellement de huit. Rappelons qu'appartiennent au même faciès minéral toutes les roches métamorphiques, d'origine et de composition chimique variées, […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/roches-classification-roches-metamorphiques/#i_11380
SILICATES
Dans le chapitre « Les zéolites » : […] Les zéolites sont des tectosilicates hydratés dont la charpente aluminosilicique (Al,Si) x O 2 x présente de grandes « cages », communiquant par des « tunnels » plus ou moins larges, où se logent les cations et les molécules d'eau. La structure atomique de ces composés, dont la formule générale peut s'écrire : leur confère des propriétés physico-chimiques remarquables qui tiennent à la mobilité e […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/silicates/#i_11380
STILBITE ou DESMINE
Tectosilicate hydraté de calcium et de sodium, la stilbite est un minéral typique des associations zéolitiques. Allochromatique, elle décline une large gamme de couleur : blanc, blanchâtre, gris, jaune miel, rougeâtre, parfois rouge brique. Sa principale caractéristique réside dans sa forme cristalline qui permet une identification aisée : cristaux polymaclés dont l'interpénétration croisée, légè […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/stilbite-desmine/#i_11380
VIDE TECHNIQUE DU
Dans le chapitre « Moyens de pompage » : […] Les moyens de pompage utilisés en technique du vide illustrent parfaitement l'adage selon lequel la mesure perturbe toujours l'objet mesuré. En effet, pomper un gaz ou mesurer sa pression, c'est agir sur celle-ci. On peut donc employer le même principe, servi par la technologie qui assurera à la perturbation l'ampleur recherchée. On voit, par exemple, qu'il existe une analogie profonde entre un m […] Lire la suite☛ http://www.universalis.fr/encyclopedie/technique-du-vide/#i_11380
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Pour citer l’article
Pierre Auguste JACOBS, « ZÉOLITES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 06 décembre 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/zeolites/