Descrizione
Gruppo di minerali costituito da 52 specie mineralogiche definite chimicamente “alluminosilicati idrati di elementi alcalini e/o alcalino-terrosi” (essenzialmente, Na, K e Ca) e strutturalmente costituenti con feldspati, feldspatoidi e minerali della silice la famiglia dei tectosilicati. In questa famiglia di silicati, le unità strutturali primarie, tetraedri [(Si,Al)O4], sono collegate tra loro nelle tre direzioni dello spazio a formare impalcature tridimensionali con conseguente rapporto tra catione tetraedrico (Si, Al) e ossigeno di 1:2.
A differenza di quanto si realizza in altre famiglie di silicati ove le stesse unità strutturali sono isolate (nesosilicati, es. olivine), collegate in un’unica direzione (inosilicati, es. pirosseni) o in due direzioni (fillosilcati, es. minerali argillosi), l’impalcatura tetraedrica tridimensionale dei tectosilicati dà origine a strutture “aperte” per la presenza di cavità extratretraedriche di volume crescente dai feldspati e minerali della silice ai feldspatoidi alle zeoliti.
L’impalcatura tetraedrica tridimensionale delle zeoliti è “molto aperta” (bassa densità tetraedrica) e, come tale, presenta ampie cavità interne (dal 20 al 50% del volume del cristallo) comunicanti tra loro e con l’esterno mediante canali di dimensioni molecolari (da 2,5 a circa 7 Å; 1 Å = 10-8 cm).
Allo stato naturale, cavità e canali sono occupati da cationi (Na, K, Ca) e da molecole d’acqua. I cationi, necessari per bilanciare le cariche elettriche negative dell’impalcatura tetraedrica dovute alla parziale sostituzione di Si4+ con Al3+, essendo debolmente legati all’impalcatura tetraedrica, godono di una certa libertà di movimento e possono uscire, attraverso i canali, dalle cavità e quindi dal cristallo solo se sostituiti da altri cationi comportanti lo stesso numero di cariche elettriche positive.
Tale proprietà, nota come “capacità di scambio cationico” (CSC), ha intensità (espressa in meq/g) crescente con l’aumentare del contenuto in Al nei tetraedri e varia da circa 2 meq/g nelle zeoliti povere in Al (clinoptilolite, ferrierite mordenite) a 3-4 meq/g nelle zeoliti ricche in Al (chabasite, phillipsite).
L’acqua, dal 10 al 20% in peso a seconda della specie zeolitica, può essere facilmente ed in modo più o meno continuo rimossa per riscaldamento al di sotto di 300-350° C con nessuna o modeste modificazioni dell’impalcatura tetraedrica.
Le zeoliti così disidratate presentano un’ampia superficie interna (fino a qualche centinaio di m2 per grammo di sostanza) disponibile ad ospitare ancora molecole d’acqua od altre molecole dotate di polarità naturale od indotta. Il processo di disidratazione-reidratazione è reversibile pressoché all’infinito e l’assorbimento di molecole polari avviene secondo una rigida “selezione” basata “in primis” sulle dimensioni delle molecole e, secondariamente, sul loro grado di polarità.
Il materiale viene sterilizzato in forno fino alla temperatura di 200°C per 20 minuti, la parte più fine e polverosa ha un alto potere sterilizzante nei confronti delle patologie fungine (muffe e funghi).
