 |
Dehidrasi
Sifat dehidrasi dari zeolit berpengaruh
terhadap sifat absorbsinya. Zeolit dapat melepaskan molekul air dari dalam
rongga permukaan menyebabkan medan listrik meluas ke dalam rongga utama dan
akan efektif terinteraksi dengan molekul yang akan diabsorbsi.
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.
Absorbsi
Dalam keadaan normal ruang hampa dalam
kristal zeolit terisi oleh molekul air bebas yang berada di sekitar kation.
Beberapa jenis mineral zeolit mampu menyerap gas sebanyak 30 % dari berat keringnya.
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. 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.
Penukar ion
Ion-ion pada rongga atau kerangka
elektrolit berguna untuk menjaga kenetralan zeolit. Ion-ion ini bergerak bebas
sehingga pertukaran ion yang terjadi tergantung dari ukuran dan muatan maupun
jenis zeolitnya.
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.
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
Katalis
Ciri paling khusus dari zeolit yang
menentukan sifat khusus mineral ini adalah ruang kosong yang membentuk saluran
di dalam strukturnya, pada proses penyerapan atau katalis maka terjadi difusi
molekul ke dalam ruang bebas diantara kristal.
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.
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
Penyaring / pemisah
Zeolit dapat memisahkan molekul gas atau zat lain dari suatu campuran tertentu
karena mempunyai ruang hampa yang besar dengan garis tengah yang
bermacam-macam, ukuran garis tengah ruang hampa dalam kisi-kisi kristal ini
menjadi dasar kemampuan zeolit bertindak
sebagai penyaring molekul.
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.
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.
Tags
Fisika