ZÉOLITES

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Charpente : constitution

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Charpentes caractéristiques

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Utilisation comme échangeurs de cations

Utilisation comme échangeurs de cations
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Propriétés relatives à leur utilisation comme adsorbant

Propriétés relatives à leur utilisation comme adsorbant
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Propriétés zéolitiques et applications

Les zéolites sont utilisées dans l'industrie comme échangeurs de cations, adsorbants sélectifs et catalyseurs.

Échangeurs de cations

Chaque fois qu'un ion Si4+ est substitué dans le réseau zéolitique par un ion A13+, une charge négative est créée qui doit être compensée par des cations échangeables. Le nombre d'ions échangeables détermine la capacité d'échange de cations (C.E.C.). Les zéolites, les plus riches en aluminium dans le réseau, ont une C.E.C. plus élevée.

Toutes les applications comme échangeur cationique sont basées sur un phénomène de sélectivité : chaque zéolite est capable de fixer certains éléments chimiques dans ses pores ou cages. Les lieux de fixation sont dénommés sites cationiques. La zéolite est même capable de retirer certains cations de leurs solutions aqueuses très diluées et de les fixer d'une façon irréversible. Les applications des zéolites basées sur leurs propriétés d'échangeur cationique sont présentées dans le tableau.

Utilisation comme échangeurs de cations

Utilisation comme échangeurs de cations

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L'utilisation de zéolites comme échangeurs de cations. 

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Tamis moléculaires ou adsorbants

Les propriétés adsorbantes particulières des zéolites sont déterminées par : la sélectivité dimensionnelle, la capacité et l'énergie d'adsorption, l'hydrophobicité.

L'espace vide dans une zéolite est constitué par les dimensions de ses pores et cages qui conduisent à la sélectivité dimensionnelle. Vis-à-vis des molécules, le réseau zéolitique fonctionne comme un tamis ordinaire à l'égard d'une poudre solide, d'où le nom générique de tamis moléculaire donné aux zéolites utilisées comme adsorbants. Le diamètre des pores, et des cages communiquant entre elles par des fenêtres, est fixé pour une structure donnée ; mais il peut encore être modifié par la taille et le nombre des cations présents. Une zéolite A, échangée aux ions K+, Na+ ou Ca2+, a comme diamètre des fenêtres : 0,3, 0,4 et 0,5 nanomètre respectivement. Les propriétés de quelques zéolites, relatives à leur utilisation comme tamis moléculaire, sont fournies dans le tableau.

Propriétés relatives à leur utilisation comme adsorbant

Propriétés relatives à leur utilisation comme adsorbant

Tableau

Quelques propriétés des zéolites relatives à leur utilisation comme adsorbant. 

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La capacité d'adsorption est déterminée par la densité du matériau ; celle-ci est [...]

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Écrit par :

  • : 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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Pour citer l’article

Pierre Auguste JACOBS, « ZÉOLITES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 24 juin 2019. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/zeolites/