Struttura, Proprietà e Usi delle Zeoliti
Le zeoliti sono minerali composti da silico-alluminati idrati di metalli alcalini o alcalino terrosi e caratterizzati da canali e cavità all’interno, con molteplici applicazioni. Inizialmente descritte dal mineralogista svedese Axel F. Cronstedt nel 1756, il termine “zeolite” è stato coniato per via delle particolari proprietà di un minerale scoperto in Lapponia, capace di sembrare bollire quando esposto a elevate temperature. Nel corso dell’Ottocento, con lo sviluppo di tecniche di analisi chimico-fisica avanzate, sono state definite le caratteristiche strutturali delle zeoliti.
Struttura delle Zeoliti
Le zeoliti presentano una struttura cristallina aperta, con cavità che costituiscono dal 30% al 50% del volume totale del cristallo. Queste cavità sono connesse da canali che comunicano internamente e esternamente al cristallo, consentendo a cationi e molecole di migrare attraverso la struttura. La formula minima delle zeoliti è MeAlmSinO2(m+n)·z H2O, dove Me rappresenta un catione metallico con un certo numero di ossidazione, mentre n e z sono numeri variabili. Le strutture zeolitiche sono composte da tetraedri che formano le unità primarie, con silicio o alluminio al centro e ossigeno sugli angoli che fungono da ponti.
Proprietà delle Zeoliti
Utilizzate in passato come scambiatori di ioni, le zeoliti sono ora impiegate come adsorbenti selettivi per gas e liquidi. Possono essere usate per separare miscele gassose e liquide sulla base delle dimensioni molecolari, ad esempio per distinguere idrocarburi saturi lineari da quelli ramificati o ciclici. Le zeoliti agiscono come setacci molecolari, sfruttando le restrizioni geometriche delle aperture dei pori per adsorbire selettivamente molecole di diverse dimensioni.
Usi delle Zeoliti
Oltre ad essere catalizzatori o materiali di supporto, le zeoliti trovano impiego nel trattamento di acque, nel campo agricolo e nella tutela ambientale. Possono migliorare la produzione delle colture, ridurre il consumo di acqua e fertilizzanti sintetici, contribuendo a contenere l’inquinamento delle acque superficiali e sotterranee. Inoltre, le zeoliti possono rimuovere metalli pesanti come il piombo e il nichel da reflui e gas inquinanti come lo zolfo.
Benefici per l’Organismo Umano
Studi scientifici hanno evidenziato che le zeoliti posseggono attività antiossidante, capacità di ridurre gli effetti collaterali della chemio e radioterapia, nonché la capacità di legare metalli pesanti e tossine. Queste caratteristiche le rendono promettenti nella lotta contro i radicali liberi presenti in numerose patologie.
Da notare che le zeoliti sono state approvate in Giappone come additivi alimentari dal 1996 e hanno dimostrato benefici per la salute sia nell’assorbire ammoniaca, come nel caso di sportivi, sia nel ridurre l’assorbimento di radicali liberi.
In fine, le zeoliti rappresentano una promettente risorsa multi-impiego, con studi in corso per sfruttare al massimo le loro caratteristiche.