Karakteristik, Sifat-Sifat Zeolit

Karakteristik-Sifat-Sifat Zeolit.

Sifat Dehidrasi.

Zeolit mempunyai sifat dehidrasi yaitu melepaskan molekul H2O apabila dipanaskan. Pada umumnya struktur kerangka zeolit akan menyusut. Tetapi kerangka dasarnya tidak mengalami perubahan secara nyata. Molekul H2O dapat dikeluarkan secara reversibel. Pada pori-porinya terdapat kation-kation dan atau molekul air. Bila kation-kation dan atau molekul air tersebut dikeluarkan dari pori dengan perlakuan tertentu maka zeolit akan meninggalkan pori yang kosong.

Secara alami pori-pori  Zeolite yang belum diolah akan mengandung sejumlah molekul air dan alkali atau alkali tanah hidrat. Proses pemanasan pada temperature 300 – 400 celcius dapat  menghilangkan kandungan air dan hidrat pada alkali atau alkali tanah hidrat. Zeolit yang sudah mengalami pemanasan ini disebut Zeolite Teraktivasi Fisika artinya Zeolite terdehidrasi atau Zeolityang kelihangan air.

Pemanasan Zeolit, Zeolit Terdehidrasi

Pemanasan Zeolit Terhidrasi  Untuk Menjadikan Zeolit  Terdehidrasi

Sifat Penjerapan, Adsorben

Zeolit mempunyai kapasitas yang tinggi sebagai penjerap (adsorben). Mekanisme adsorpsi yang mungkin terjadi adalah adsorpsi fisika (melibatkan gaya Van der Walls), adsorpsi kimia (melibatkan gaya elektrostatik), ikatan hidrogen dan pembentukan kompleks koordinasi. Molekul atau zat yang dijerap akan menempati posisi pori.

Daya serap (absorbansi) zeolit tergantung dari jumlah pori dan luas permukaan. Molekul-molekul dengan ukuran lebih kecil dari pori yang mampu terjerap oleh zeolit.

Zeolit Sebagai Absorben

Zeolit Sebagai Absorben

Alkohol seperti fenol adalah zat pengotor yang bersifat racun bagi manusia. Air yang mengandung fenol dapat dibebaskan dari fenol dengan melewatkan air dalam Zeolit teraktivasi. Fenol yang terkandung dalam air akan  teradsorpsi dan menempati posisi pori-pori. Sehingga konsentrasi fenol dalam air menjadi kurang.

Sifat Pertukaran Ion

Kation-kation pada pori berperan sebagai penetral muatan zeolit. Kation-kation ini dapat bergerak bebas sehingga dapat dengan mudah terjadi pertukaran ion. Mekanisme pertukaran kation tergantung pada ukuran, muatan dan jenis zeolitnya.

Pertukaran Ion Pada Zeolit

Pertukaran Ion Pada Zeolit

Larutan atau air yang mengandung ion-ion Ca2+ dilewatkan dalam Zeolite-Na teraktivasi. Ion Ca2+ dalam larutan atau air akan mengganti ion-ion Na+ yang ada dalam pori-pori Zeolit-Na. Ion-ion Na+ akan lepas ke dalam larutan atau air. Pada akhirnya konsentrasi Ion Ca2+ dalam larutan atu air akan berkurang.

Reaksi pertukaran ion-ionnya dapat dijelaskan sebagi berikut:

Z-Na + CaCl2      —->     Z-Ca + 2 NaCl

Z-Na = Zeolit-Natrium

Z-Ca = Zeolit-Natrium

Sifat Penyaringan, Sieving

Zeolit dengan struktur kerangka “framework” mempunyai luas permukaan yang besar dan berperan sebagai saluran yang dapat menyaring ion/molekul (molecular sieving). Peran Zeolit sebagai penyaring ataupun pemisah molekul didasarkan pada perbedaan bentuk, ukuran, dan polaritas molekul yang disaring. Sifat ini disebabkan zeolit mempunyai pori dengan ukuran tertentu. Molekul yang berukuran lebih kecil dari pori dapat melintas sedangkan yang berukuran lebih besar dari pori akan tertahan.

Zeolit Sebagai Molecular Sieving

Zeolit Sebagai Molecular Sieving

Larutan yang terdiri dari CH4 dan iso-parafin dapat dipisah dengan cara dilewatkan dalam Zeolite teraktivasi. Molekul CH4 memiliki diameter lebih kecil dari diameter pori zeolit, sedangkan n-parafin memiliki diameter yang lebih besar daripada pori-pori zeolit. Dengan demikian CH4 dapat lolos melewati pori zeolite, sedangkan n-parafin tertahan dan tidak dapat lewat pori zeolit.

Sifat Katalis-Katalisator

Sifat sebagai katalis didasarkan pada adanya ruang kosong yang dapat digunakan sebagai katalis ataupun sebagai penyangga katalis untuk reaksi katalitik. Kemampuan zeolit sebagai katalisberkaitan dengan tersedianya pusat-pusat aktif dalam saluran antar zeolit. Pusat-pusat aktif tersebut terbentuk karena adanya gugus fungsi asam tipe Bronsted maupun Lewis.

Perbandingan kedua jenis asam ini tergantung pada proses aktivasi zeolit dan kondisi reaksi. Pusat-pusat aktif yang bersifat asam ini selanjutnya dapat mengikat molekul-molekul basa secara kimiawi. Zeolite dengan rasio Si/Al yang tinggi akan menyebabkan keasaman tinggi.

Zeolite Sebagai Katalis

Zeolite Sebagai Katalis

Cracking adalah penguraian molekul-molekul senyawa hidrokarbon yang besar menjadi molekul-molekul senyawa hidrokarbon yang kecil. Contoh crackingini adalah pengolahan minyak solar atau minyak tanah menjadi bensin.

n-hexadecane   +    catalis   —->   isooctane    +    heptane

C16H34     +   Zeolite-Mo —->  C8H18          +         C7H16

Rasio Unsur Silikon-Alumunium, Rasio Si/Al

Perbandingan Silikon-Alumuniuml, Si/Al, Tinggi.

Zeolit memiliki Silikon tinggi dengan kandungan Alumunium rendah. Muatan Zeolit dapat menjadi lebih rendah dengan kation yang lebih sedikit. Pori-pori  zeolit akan lebih Hidrofobik, artiya pori-pori lebih tidak suka air atau cenderung kering. Zeolit memiliki daya adsorpsi tinggi pada senyawa karbon. Selain itu zeolit memiliki affinitas tinggi terhadap hidrokarbon. Rasio Si/Al yang tinggi menyebabkan zeolit memiliki lebih banyak pusat aktif dengan keasaman tinggi. Perubahan rasio  Si/Al dapat dilakukan dengan proses dealuminasi.

Perbandingan Silikon-Alumunium, Si/Al, Rendah.

Zeolit memiliki lebih banyak alumunium daripada silikon. Muatan zeolit akan menjadi lebih tinggi dengan kation yang lebih banyak. Hal ini akan menyebabkan kapasitas tukar ion menjadi lebih banyak. Pori-pori zeolit lebih Hidrofilik artinya pori-pori lebih suka air, atau mudah basah. Zeolit memiliki daya adsorpsi yang rendah. Zeolit dengan rasio Si/Al rendah mempunyai afinitas tinggi terhadap molekul bersifat polar.

Daftar Pustaka Artikel Tentang Zeolit Lainnya.

Karakteristik, Sifat-Sifat Zeolit

Karakteristik-Sifat-Sifat Zeolit. Sifat Dehidrasi. Zeolit mempunyai sifat dehidrasi yaitu melepaskan molekul H2 O apabila dipanaskan. Pada umumnya...

Aktivasi Mineral Zeolit

Pengertian Aktivasi Mineral Zeolit Pada umumnya Zeolit alam berbentuk  batuan dengan ukuran yang sangat besar yang tidak mungkin dapat secara langsung ...

Pengolahan Mineral Zeolit

Pengolahan Batuan Mineral Zeolit P engolahan batuan mineral zeolit meliputi empat jenis operasi  utama, yaitu operasi sizing , kominusi, granulasi, ...

1. Mineral Zeolit

2. Karakteristik Mineral Zeolit.

3. Pengolahan Mineral Zeolit