Zeolit

Zeolit adalah kelompok mineral alumino-silikat yang bersifat mikropori dan kristalin. Zeolit sering digunakan sebagai penyerap (adsorben) dan katalis dalam berbagai aplikasi industri. Mineral ini terutama terdiri dari silikon, aluminium dan oksigen, dengan rumus umum Mn+1/n(AlO₂)⁻(SiO₂)_x･yH₂O dimana Mn+1/n bisa berupa ion logam atau ion hidrogen (H⁺). Zeolit juga sering disebut sebagai saringan molekuler karena zeolit memiliki pori-pori berukuran molekuler sehingga mampu memisahkan molekul dengan ukuran tertentu.

Zeolit alam

Zeolit mempunyai beberapa sifat antara lain: mudah melepas air akibat pemanasan, tetapi juga mudah mengikat kembali molekul air dalam udara lembap. Oleh sebab sifatnya tersebut maka zeolit banyak digunakan sebagai bahan pengering. Di samping itu, zeolit juga mudah melepas kation dan diganti dengan kation lainnya, misal zeolit melepas natrium dan digantikan dengan mengikat kalsium atau magnesium. Sifat ini pula menyebabkan zeolit dimanfaatkan untuk melunakkan air. Zeolit dengan ukuran rongga tertentu digunakan pula sebagai katalis untuk mengubah alkohol menjadi hidrokarbon sehingga alkohol dapat digunakan sebagai bensin.

Istilah "zeolit" pertama kali diperkenalkan pada 1756 oleh mineralog asal Swedia, Axel Fredrik Cronstedt. Ia mengamati bahwa ketika memanaskan mineral (yang diduga stilbit) dengan cepat, muncul banyak uap air. Uap ini berasal dari air yang terserap di dalam mineral tersebut. Karena itu, ia menamai mineral ini zeolit, dari bahasa Yunani ζέω (zéō) yang berarti "mendidih" dan λίθος (líthos) yang berarti "batu", sehingga secara harfiah berarti "batu mendidih".

Zeolit dapat ditemukan secara alami, tetapi juga banyak diproduksi secara industri dalam skala besar. Hingga Desember 2018, telah ditemukan 253 jenis struktur kerangka zeolit, dengan lebih dari 40 jenis di antaranya berasal dari alam. Setiap struktur zeolit baru yang ditemukan akan diperiksa oleh Komisi Struktur Asosiasi Zeolit Internasional (IZA-SC) dan diberi kode tiga huruf sebagai identifikasi.

Zeolit di alam banyak ditemukan di Indonesia, India, Siprus, Jerman dan Amerika Serikat. Bagian primer dari Zeolit adalah TO4 di mana T adalah Si atau Al.

Komposisi kimia

Secara umum, zeolit memiliki melekular sruktur yang unik, di mana atom silikon dikelilingi oleh 4 atom oksigen sehingga membentuk semacam jaringan dengan pola yang teratur. Di beberapa tempat di jaringan ini, atom silikon digantikan dengan atom aluminium, yang hanya terkoordinasi dengan 3 atom Oksigen. Atom aluminium ini hanya memiliki muatan 3+, sedangkan silikon sendiri memiliki muatan 4+. Keberadaan atom aluminium ini secara keseluruhan akan menyebababkan zeolit memiliki muatan negatif. Muatan negatif inilah yang menebabkan zeolit mampu mengikat kation.

Zeolit dapat ditulis dengan rumus kimia oksida atau berdasarkan satuan sel kristal sebagai berikut :

M2/nO Al2O3 aSiO2 b H2O atau Mc/n {(AlO2)c (SiO2)d} b H2O

dengan n adalah valensi logam, a adalah molekul silikat, b adalah molekul air, c dan d adalah jumlah tetrahedra alumina dan silika. Rasio d/c atau SiO2/Al2O bervariasi dari 1-5. Hingga saat ini, diketahui terdapat 40 jenis zeolit alam dan lebih dari 120 zeolit sintetik yang sudah diketahui strukturnya.