Wiązania chemiczne występujące w montmorylonicie

• Autorzy: Kurleto Ż. , Grabowska B. , Kaczmarska K. , Szymański Ł.

Warianty tytułu

EN

The Chemical Bonds in the Montmorillonite

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Montmorylonit (MMT) należy do grupy glinokrzemianów warstwowych składających się z pakietów trójwarstwowych T–O–T charakterystycznych dla krzemianów o strukturze 2:1. W strukturze MMT występują głównie spolaryzowane wiązania kowalencyjne (atomowe), ale też jonowe. Typ wiązania jest zdeterminowany przez różnicę elektroujemności między oddziaływującymi ze sobą atomami. Warstwa tetraedryczna (T) jest zbudowana głównie z atomów krzemu, jednakże tetraedry mogą posiadać w swojej strukturze zamiast krzemu również atomy glinu. Z kolei warstwa oktaedryczna (O) jest zbudowana z atomów glinu, jak również atomów: krzemu, magnezu oraz żelaza. Pomiędzy pakietami występuje przestrzeń, w której znajdują się kationy metali elektrododatnich: Ca²⁺, Na⁺, Mg²⁺, Li⁺ oraz Al³⁺, które są zdolne do wymiany (reakcja wymiany). W przyrodzie najczęściej spotykany jest montmorylonit wapniowy. Montmorylonit ten można poddać modyfikacji w celu uzyskania materiału o lepszych właściwościach fizykochemicznych. Jako prosty zabieg modyfikacji, najczęściej stosuje się aktywację z udziałem kationów sodu, dzięki czemu otrzymuje się tzw. montmorylonit sodowy. Zabieg modyfikacji, w przypadku montmorylonitu, jest możliwy dzięki właściwości jaką posiada MMT, czyli zdolności do wymiany jonowej (CEC), która jest uwarunkowana występowaniem w przestrzeni między pakietowej montmorylonitu wiązań jonowych.

EN

Montmorillonite (MMT) belongs to a group of layered aluminosilitcates consist of three-layer packet T-O-T characterizing the silicate in 2:1 structure. In MMT structure covalent (atomic) bonds mainly occurs but there are also ion bonds. Bonding type is determined by electronegativity differential among affecting between one another atoms. Tetrahedral layer (T) is mainly described by silicon atoms, although tetrahedral in the structure may consist of aluminum atoms in place of silicon. In turn, octahedral layer (O) is described by aluminum atoms as well as: silicon, magnesium and iron atoms. Between packets there is a gap where electropositive metal cations: Ca²⁺, Na⁺, Mg²⁺, Li⁺ and Al³⁺ are out there. In nature most often to see is calcium montmorillonite. This montmorillonite can be put to modifications in order to get material with better physicochemical properties. As a simple modification most often activation by sodium is used, thus so-called sodium montmorillonite are provided. Modification in case of montmorillonite is possible by MMT properties, in other words, capability to ion exchange (CEC). In turn, this capability is conditioned by ion bonds in montmorillonite structure.

Słowa kluczowe

PL

struktura krystaliczna; wiązania chemiczne; glinokrzemian; fyllokrzemian; montmorylonit

EN

crystalline structure; chemical bonds; aluminosilicate; layered silicate; montmorillonite

• Wydawca: Komisja Odlewnictwa Polskiej Akademii Nauk Oddział w Katowicach
• Czasopismo: Archives of Foundry Engineering
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 15, iss. 4 spec.
• Strony: 79--82
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys.

Twórcy

autor

Kurleto Ż.

• AGH University of Science and Technology, Department of Casting Process Engineering, Faculty of Foundry Engineering, Reymonta 23 St, 30-059 Krakow, Poland

autor

Grabowska B.

• AGH University of Science and Technology, Department of Casting Process Engineering, Faculty of Foundry Engineering, Reymonta 23 St, 30-059 Krakow, Poland

autor

Kaczmarska K.

• AGH University of Science and Technology, Department of Casting Process Engineering, Faculty of Foundry Engineering, Reymonta 23 St, 30-059 Krakow, Poland

autor

Szymański Ł.

• AGH University of Science and Technology, Department of Casting Process Engineering, Faculty of Foundry Engineering, Reymonta 23 St, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] Handke, M .(2005). Krystalochemia krzemianów; Uczelniane Wydaw. Nauk.-Dydakt. AGH im. S. Staszica, Kraków.
• [2] Jastrzębski, W. (2006). Spektroskopia oscylacyjna pierścieni krzemotlenowych w strukturach krzemianów i siloksanów. Rozprawa doktorska. Kraków.
• [3] Mikuła, J., Łach, M. (2002). Potencjalne zastosowania glinokrzemianów pochodzenia wulkanicznego. Mechanika Czasopismo Techniczne. 109(22), 109-122.
• [4] Chmielarz L. (2001). Naturalne krzemiany warstwowe jako materiały do syntezy katalizatorów dla procesu DeNOx, Nauka dla Gospodarki. 2, 7-29.
• [5] Murray, H.H. (2007). Applied Clay Mineralogy: Occurrences, Processing, Application of Kaolins, Bentonites. Palygorskite-Sepiolite, and Common Clays. 1st ed. Elsevier.
• [6] Nelson, S.A. (2011). Phyllosilicates. Tulane University.
• [7] Önal, M. (2006). Physicochemical properties of bentonite: an overview. Commun. Fac. Sci. Univ. Ankara Series B. 52(2), 7-21.
• [8] Wyszomirski, P., Lewicka, E. (2005). Bentonity jako uniwersalny surowiec wielu dziedzin przemysłu. Gospodarka surowcami mineralnymi. 21(3), 5-19.
• [9] Pagacz, J., Pielichowski, K. (2007). Modyfikacja krzemianów warstwowych do zastosowań nanotechnologii. Czasopismo techniczne Ch. 104 (1-Ch), 133-147.
• [10] www.webminerl.com (15.11.2015).
• [11] Tanaka, T., Montanari, G. C., Mulhaupt, R. (2004). Polymer Nanocomposites as Dielectrics and Electrical Insulationperspectives for Processing Technologies, Material Characterization and Future Applications. Dielectrics and Electrical Insulation, 5, 763-784.
• [12] Rybiński, P., Jankowska, G. (2013). Palność oraz inne właściwości minerałów i nanomateriałów elastomerowych cz. II. Polimery 58(7-8), 533-542.
• [13] Żymankowska-Kumon, S., Holtzer, M., Grabowski, G. (2011). Thermal analysis of foundry bentonites. Archive of Foundry Engineering.11(4), 209-213.
• [14] Meier, L.P., Kahr, G. (1999). Determination of the Cation Exchange Capacity (CEC) of Clay Minerals Using the Complexes of Copper(II) Ion with Triethylenetetramine and Tetraethylenepentamine. Clay and Clays Minerals. 47(3), 386-388, 1999 DOI: 10.1346/CCMN.1999.0470315.
• [15] Harasowski, J., Paczek, H. (1966). U.S. Patent No. 3,240,616. Kraków, D.C.: U.S. United States Patent Office.
• [16] Grabowska, B., Holtzer, M., Kot, I., Kwaśniewska-Królikowska, D. (2011). Spectrophotometry application for the montmorillonite content determination in moulding sands with bentonite. Metallurgy and Foundry Engineering. 37(1), 73-79.
• [17] Holtzer, M., Bobrowski, A., Grabowska, B. (2011). Montmorillonite: a comparison of methods for its determination in foundry bentonites. Metallurgy. 50(2), 119-122.