Die Zeolith-Familie

Info-Beitrag - Die "Familie" der Zeolithe

von McSchuerf

[ohne Gewähr auf Vollständigkeit und 100%ige Richtigkeit ..]

Namensgebung, Historisches ..
Die Bezeichnung Zeolith (zeo – griech. = ich koche, lithos – griech. = Stein)
erhielt das erste Mineral dieser Gruppe bereits um 1770 durch Axel F. Cronstedt wegen seines Aufschäumens beim Schmelzen. Erst später lernte man die einzelnen Vertreter der "Zeolith-Familie" zu unterscheiden.
Zunächst wurden die Zeolithe nach ihren Eigenschaften (Faser-, Blätter-, und Würfel-Zeolithe) unterteilt; später nach Kristallstruktur und Symmetrie (seit 1941 durch H. Strunz).
-------

Zur Kristallstruktur ..
Die Zeolithe zählen – wie die Feldspäte und Foide auch - zu den Gerüstsilikaten (Tektosilikate), deren "Bausteine" Tetraeder aus je 4 Sauerstoffionen mit einem Si4+- oder Al3+-Ion in ihrem Zentrum sind. Man bezeichnet diese Silikate als Alumosilikate. Die Tetraeder sind miteinander zu Ringen verknüpft. Diese ebenfalls miteinander verknüpften Ringe bilden sehr weitmaschige Gerüste, welche entsprechend den Dimensionen der Kristallgitter große Weitungen und Kanäle umschließen. In diesen Hohlräumen eingelagert sind - je nach chemischer Zusammensetzung - die Alkali- oder Erdalkali-Ionen. Diese Ionen können durch Basen oder Säuren zum Teil aus dem Tetraedergerüst der Struktur herausgelöst und durch Ionen anderer Elemente ersetzt werden, ohne dass die Kristallstruktur "kollabiert".
Bezogen auf bergfrisches Material bei normaler Luftfeuchte und Raumtemperatur, ist auch der Wassergehalt in Weitungen der Zeolith-Strukturen sehr locker gebunden. Beim Erwärmen wird daher "Zeolithwasser" leicht abgegeben. Die Wasserabgabe erfolgt hier während der Temperatursteigerung stufenlos und gleichmäßig. Daraus resultierend verlaufen auch die Änderungen physikalischer Eigenschaften wie z.B. der Dichte und Lichtbrechung beim Entwässern stufenlos.
Der Laumontit bildet hierbei allerdings die Ausnahme. Dieser Zeolith gibt bereits bei trockener Luft und Zimmertemperatur sein Zeolithwasser ab und kann dabei auch zerfallen. Bei allen anderen Zeolithen bleiben jedoch Volumen und Struktur während der Wasserabgabe vollständig erhalten.
In wasserdampf-gesättigter Atmosphäre oder unter Wasser nehmen Zeolithe zuvor abgegebenes Wasser wieder auf. Wasserabgabe und –aufnahme verlaufen dabei auch umkehrbar.
Auch können in zuvor "entwässerten" Zeolithen Moleküle anderer Stoffe wie z.B. von Schwefelwasserstoff, Alkoholen oder Ammoniak eingelagert werden.
-------

Entstehung und Vorkommen ..
Zeolithe sind in Mandelhohlräumen junger vulkanischer Gesteine (z.B. in Basalten und Phonolithen) am meisten verbreitet. Sie bildeten sich teils aus Verwitterungslösungen der primär entstandenen Silikate - insbesondere der Feldspäte und Foide (Feldspatvertreter); teils hydrothermal. Zeolithe können die vorgenannten Silikate auch pseudomorph nachbilden.
In Drusen und auf Klüften älterer Vulkanite (Ergussgesteine) und Plutonite (Tiefengesteine) sowie in manchen kristallinen Schiefern können Zeolithe außerdem enthalten sein. Selten treten Zeolithe in hydrothermalen Erz-Paragenesen oder in Pegmatiten auf. Regionalmetamorph (d.h. weiträumige Umwandlung unter bestimmten Druck- und Temperatur-Verhältnissen) enthält die Zeolith-Facies Natrolith und Laumontit.
Auch Tiefsee-Sedimente enthalten z.T. größere Zeolith-Mengen (z.B. Phillipsit).
Salzseen können ebenfalls Zeolithe hervorbringen (z.B. Phillipsit und Chabasit).

Zeolith-Vorkommen sind von nahezu allen Vukangebieten der Erde bekannt; darunter die bekanntesten aus dem Dekkan-Trapp, Maharashtra, Indien; aus der Vulkaneifel, von den Azoren und von Island.
Viele weitere Fundorte von Zeolithen können der umfangreichen Datenbank mindat.org entnommen werden.
-------

Verwendungszwecke ..
Zeolithe werden in großer Anzahl durch Abbau und Aufbereitung zeolithhaltiger vulkanischer Tuffe gewonnen. Vielfältige Anwendungsmöglichkeiten bieten Zeolithe in Wissenschaft und Technik.

So werden unter anderem große Zeolithmengen als Ionenaustauscher zur Wasserenthärtung benötigt. Hierbei erfolgt ein Austausch von Ca2+ aus dem Wasser gegen Na+ aus dem Zeolith.
"Ca2+-gesättigte" Zeolithe können aber durch Behandlung in Kochsalz-Lösung wieder regeneriert werden. Der Ionenaustausch ist also auch umkehrbar.

Weitere Verwendung der Zeolithe findet sich bei der Verbesserung der Böden. Auch werden Zeolithe als Leicht- und Füllstoff bei der Papierherstellung genutzt.

Darüber hinaus ist die Verwendung der Zeolithe bei der Trennung von Edelgasen von besonderem wissenschaftlichem und technischem Interesse. Die Durchmesser der in den Zeolith-Strukturen enthaltenen Hohlräume ermöglichen den Eintritt von Edelgas-Atomen; allerdings nur bis zu einem jeweils bestimmten Radius (z.B. bei Molekularsieben mit Paulingitstruktur).

Für den Bedarf von Wissenschaft und Technik reichen natürliche Zeolithe - unter dem Aspekt von Reinheit und Menge - schon seit langem nicht mehr aus. Bereits 1905 gelang es erstmals synthetische Ionenaustauscher (sog. Permutite) herzustellen. Seit diesem Zeitpunkt hat man bei der Erzeugung synthetischer Zeolithe große Fortschritte erzielt.
-------

Zu den Kristallgruppen innerhalb der "Zeolith-Familie"..
Man unterscheidet hierzu 3 Gruppen ..

Faserzeolithe, die meist monokline aber auch pseudotetragonale Kristallsymmetrie aufweisen. Diese Zeolithe zeigen oft nadlige oder feinstfasrige Ausbildung. Zu ihnen gehören unter anderem Natrolith, Mesolith, Skolezit, Gonnardit, Thomsonit-Ca, Thomsonit-Sr, Edingtonit, Laumontit, Dachiardit-Na, Dachiardit-Ca, Mordenit, Ferrierit-Na, Ferrierit-K und Ferrierit-Mg (siehe hierzu z.T. auch Fotoanhang).

Blätterzeolithe, ebenfalls mit meist monokliner, z.T. pseudorhombischer Symmetrie. Diese treten oft in dünntafligen Kristallen und/oder vollkommener Spaltbarkeit auf. Zu ihnen zählen Heulandit-Na, Heulandit-Ca, Heulandit-Sr, Heulandit-Ba, Stilbit-Na, Stilbit-Ca, Barrerit, Stellerit, Gismondin, Goosecreekit, Brewsterit-Sr, Brewsterit-Ba, Phillipsit-Na, Phillipsit-K, Phillipsit-Ca, Harmotom und Yugawaralith (siehe hierzu z.T. auch Fotoanhang).

Würfelzeolithe zeigen mehr oder weniger pseudokubische Entwicklung hexagonaler oder trigonal-rhomboedrischer Kristalle. Zu ihnen gehören Chabasit-Na, Chabasit-K, Chabasit-Ca, Chabasit-Sr, Gmelinit-Na, Gmelinit-K, Gmelinit-Ca, Levyn-Na, Levyn-Ca, Offretit, Analcim, Faujasit-Na, Faujasit-Mg, Faujasit-Ca, Paulingit-K und Paulingit-Ca. Nur die Faujasite und die Paulingite gehören übrigens dem kubischen Kristallsystem an (siehe auch Fotoanhang).

Unter den Zeolithen recht verbreitet sind auch Zwillinge. Beispiele hierzu finden sich bei Stilbit, Laumontit, Harmotom und Phillipsit. Die beiden letztgenannten Zeolithe zeigen dabei oft eindrucksvoll charakteristische Durchkreuzungs-Viellinge.
-------

Zu den Zeolith-Mineralien, deren Merkmalen - auch zwecks Bestimmung - im Einzelnen ..
siehe hier ..

https://www.mindat.org/min-4395.html (inklusive detaillierter Fundortangaben - bitte ganz nach unten scrollen ..)
-------

Quelle ..
aus Lapis – Jahrgang 3 – Nr. 1, München
-------

Weitere interessante Internet-Links zum Thema Zeolithe
siehe hier ..

https://de.wikipedia.org/wiki/Zeolithgruppe

https://www.seilnacht.com/waschm/vollw.html#Zeolithe
-------

Copyright Beitrag und Fotos McSchuerf ..
--------

Gruß Peter

Fototeil Zeolithe ..

noch Fototeil Zeolithe ..

noch Fototeil Zeolithe ..

noch Fototeil Zeolithe ..

noch Fototeil Zeolithe ..

noch Fototeil Zeolithe ..

noch Fototeil Zeolithe ..