ઝિયોલાઇટ : આલ્કલી અને/અથવા આલ્કલીય મૃદ્-ધાતુઓ ધરાવતાં જળયુક્ત (hydrated) ઍલ્યુમિનોસિલિકેટ ખનિજો. ગરમ કરતાં આ પદાર્થોનું વિસ્ફારન (intumesce) થતું હોવાથી તેમને ક્રોનસ્ટેટે (1756) ઝિયોલાઇટ (ઊકળતો પથ્થર) નામ આપ્યું હતું. તેનું સામાન્ય સૂત્ર નીચે પ્રમાણે છે :
અહીં X સામાન્ય રીતે Na+, K+ અને/અથવા Ca2+ હોય છે.
પણ કોઈ કોઈમાં Ba2+, Sr2+ અને Mg2+ પણ હોઈ શકે;
દા.ત., નેટ્રોલાઇટ (Na2Al2 Si3O102H2O), ચેબેઝાઇટ [(Ca, Na2)Al2Si4O126H2O] વગેરે. ઝિયોલાઇટની ખાસ લાક્ષણિકતા એ છે કે તે ત્રિપરિમાણી ચતુષ્ફલકીય માળખું ધરાવે છે. ચતુષ્ફલકોમાં ઍલ્યુમિનિયમ અને સિલિકોન હોવાથી વીજભારની ર્દષ્ટિએ અસંતુલન પેદા થયેલું હોઈ માળખામાંની મોટી ગુહા(cavities)માં અન્ય ધાતુઆયન હોવાં જરૂરી છે. કુદરતી રીતે મળતા ઝિયોલાઇટમાં ઉપર દર્શાવેલાં ‘X’ આયનો હોય છે. તેમના ખુલ્લા માળખા અને પાણીના ઊંચા પ્રમાણને લીધે ઝિયોલાઇટ નરમ અને હલકા હોય છે. કુદરતમાં 40 જેટલા ઝિયોલાઇટ પદાર્થો મળી આવે છે. જ્યારે 150 કરતાં વધુ કૃત્રિમ રીતે મેળવાયા છે.
તેમનામાંની ગુહાઓ 2થી 8 વ્યાસની હોવાથી તેમની વચ્ચે આયનો તથા પાણી જેવા અણુઓની હેરફેર પ્રમાણમાં સરળ રીતે થઈ શકે છે. આને કારણે ખનિજો પ્રતિવર્તી નિર્જલીકરણ (dehydration) અને આયન-વિનિમયના ગુણધર્મો ધરાવે છે. ઝિયોલાઇટનો પ્રતિવર્તી નિર્જલીકરણનો ગુણ 1857માં શોધાયો હતો. ખનિજને ગરમ કરવાથી તેમાંનું પાણી દૂર થતાં તેમાં આણ્વીય માપની જગા ખાલી પડે છે, જેનું આંતરિક પૃષ્ઠ-ક્ષેત્રફળ વધુ હોય છે. આવા નિર્જલીકૃત ઝિયોલાઇટને પાણીની બાષ્પમાં રાખવાથી તે પાણી પાછું શોષી શકે છે. 1909માં એમ પણ માલૂમ પડ્યું કે નિર્જલીકૃત ઝિયોલાઇટ બાષ્પમય આયોડિન, મર્ક્યુરી, હાઇડ્રોજન-સલ્ફાઇડ, એમોનિયા વગેરેનું પ્રતિવર્તી અધિશોષણ કરી શકે છે. કેટલાંક ખનિજો વળી મિથાઇલ અને ઇથાઇલ આલ્કોહૉલનું અધિશોષણ કરે છે, જ્યારે ઍસિટોન, ઈથર કે બેન્ઝિન જેવા મોટા અણુઓની બાબતમાં તેમ બનતું નથી. તેમના આવા ગુણધર્મોને લક્ષમાં લઈ ઝિયોલાઇટ માટે આણ્વીય-ચાળણી (‘molecular sieve’) શબ્દ પ્રયોજવામાં આવ્યો હતો. આ ગુણધર્મ બે ખાલી જગાને જોડતાં છિદ્રો (apertures) અથવા નાળ (channels) ઉપર આધાર રાખે છે. તેમનામાંનાં વિનિમયકારી ધનાયનો અને તાપમાનને નિયંત્રિત કરવાથી વિવિધ ઉપયોગો માટે જરૂરી ઝિયોલાઇટ બનાવી શકાય છે.
ઝિયોલાઇટનાં ધનાયન વિનિમય ગુણધર્મોને લીધે તે કઠણ પાણીને નરમ બનાવવામાં ઉપયોગી નીવડે છે. કઠણ પાણીમાંનાં Ca2+ જેવાં આયનો ઝિયોલાઇટના પડમાંથી પસાર થતાં ઝિયોલાઇટમાંના Na+ આયનોનું સ્થાન લે છે. આથી પાણી નરમ બને છે. સતત વપરાશથી ઝિયોલાઇટ Ca2+ વડે સંતૃપ્ત થતાં (Na-ઝિયોલાઇટ Ca-ઝિયોલાઇટમાં ફેરવતાં) તે મૃદૂકરણનો ગુણ ગુમાવી બેસે છે પણ તેને સંતૃપ્ત સોડિયમ ક્લોરાઇડના દ્રાવણ(brine)ની માવજત આપવાથી મૂળ ઝિયોલાઇટ પાછો પ્રાપ્ત થાય છે.
પ્રવાહી અને વાયુરૂપ પદાર્થોને શુષ્ક બનાવવા ઉપરાંત ઝિયોલાઇટ સરળ શૃંખલાવાળા હાઇડ્રોકાર્બનને શાખાન્વિત શૃંખલાવાળા (branched chain) હાઇડ્રોકાર્બનથી અથવા ચક્રીય હાઇડ્રોકાર્બનથી અલગ કરવા તેમજ સંતૃપ્ત અને અસંતૃપ્ત હાઇડ્રોકાર્બન જુદા પાડવા માટે પણ વાપરી શકાય છે. પેટ્રોલિયમ શુદ્ધીકરણમાં આ બાબત અગત્યની છે. કેટલાક ઝિયોલાઇટ ઉદ્દીપક વાહકો(catalyst carriers) તરીકે પણ વાપરી શકાય છે. વરણાત્મક (selective) આણ્વિક અધિશોષણ દ્વારા પ્રદૂષણના નિયંત્રણમાં પણ તે ઉપયોગી નીવડે છે. જોકે હવે ઉદ્યોગોમાં કુદરતી કરતાં સંશ્ર્લેષિત ઝિયોલાઇટ વધુ વપરાય છે. કારણ કે તે ચોક્કસ પ્રકારનાં એકસરખા રાસાયણિક બંધારણ અને સ્ફટિકરચનાવાળાં હોય છે. આ માટે કાચ, જેલ (gel), ધાતુનાં ઑક્સાઇડ અને સ્ફટિકમય ઍલ્યુમિનોસિલિકેટ જેવા પદાર્થો વપરાય છે.
પૉલિટૅક્નિક યુનિવર્સિટી ઑવ્ વેલન્સિયા(Velencia)ના એવલિનો કૉર્ના (Avelino Corna) અને સાથીઓએ ITR-21 તરીકે ઓળખાતા એવા ઝિયોલાઇટની શોધ કરી છે, જેમાં ઍલ્યુમિનિયમના પરમાણુઓને બદલે જર્મેનિયમના પરમાણુઓ દાખલ કરવામાં આવ્યા છે. તે છ ‘બારીઓ’ (windows) ધરાવે છે, જે અશુદ્ધ તેલમાના મોટા અણુઓને પોલાણોમાં વિકસિત થવા દઈ તેમના ભંજનમાં મદદરૂપ થાય છે.
જ. દા. તલાટી