Heilen mit dem Zeolith-Mineral Klinoptilolith - eBook. Werner Kühni
ihrer Hohlraumstruktur mit zahlreichen Poren und Kanälen eine große innere Oberfläche, die eine außergewöhnlich hohe Adsorptionsfähigkeit für Schwermetalle und andere Schadstoffe bewirkt.
Zeolithe: Entdeckt und benannt wurde diese Silikatgruppe 1756 durch den schwedischen Mineralogen Cronstedt. Er beobachtet, dass Zeolithe beim Erhitzen Wasser abgeben, sodass sie scheinbar sieden und schließlich zu einer weißen Glasperle schmelzen. Die ersten entdeckten Kristalle waren Stilbit und Levyn. Heute gibt es mittlerweile über 140 verschiedene Zeolitharten mit unterschiedlicher Gerüststruktur, wobei davon 60 natürlich und 9 in abbauwürdigen Lagerstätten in Australien, China, Japan, Kroatien, in der Türkei, Ukraine und den USA vorkommen.
Im Jahre 1920 ließ sich mithilfe der Röntgendiffraktion zum ersten Mal die interne Struktur der Zeolithe entschlüsseln. Kurz danach wurde das erste Mal ein Zeolith erfolgreich zum Ionenaustausch eingesetzt.
Zeolithe sind kristalline Na-, K- oder Ca-Alumosilikate5, deren Struktur durch ein Kristallgitter aus miteinander verbundenen Tetraedern charakterisiert wird. Zeolithe können farblos bis weiß oder hellrot bis grünlich gefärbt sein. Weitere Verfärbungen sind durch Verunreinigungen und/oder zusätzliche Mineralien möglich. Durch ihre Struktur können Zeolithe Wasser speichern, das beim Erhitzen wieder abgegeben wird. Ein Zeolith kann das Wasser auch wieder aufnehmen, ohne dass seine Struktur zerstört wird.
Zeolithe sind eine eigenständige Mineralgruppe, die aus 72 eigenständigen Mineralien besteht. Im deutschsprachigen Raum, insbesondere im Verkauf, wird Klinoptilolith immer wieder als Zeolith bezeichnet. Allgemein wird auch von einer Zeolith-Anwendung gesprochen. Diese Gleichsetzung ist jedoch falsch.
Leider setzt sich diese Verwirrung auch im wissenschaftlichen und medizinischen Bereich fort. Der Begriff Zeolith umfasst hier einerseits den natürlichen, andererseits auch die synthetischen Zeolithe. Deswegen ist bei allen wissenschaftlichen oder klinischen Arbeiten genau zu prüfen, ob sie sich mit natürlichen oder synthetischen Zeolithen befassen. Beide Stoffgruppen sind nicht miteinander vergleichbar, da sie auf unterschiedliche Weise entstehen und auch andere physikalische Eigenschaften besitzen.
Struktur
Klinoptilolith besteht aus einer mikroporösen Gerüststruktur von AlO4- und SiO4-Tetraedern. Dabei sind die Aluminium- und Siliziumatome untereinander durch Sauerstoffatome verbunden. Dieses Kristallgitter enthält offene Hohlräume in Form von Käfigen und Kanälen. Die Käfige können Stoffe adsorbieren. In der Natur ist dort in der Regel Wasser adsorbiert, das durch Erhitzen aus den Poren entfernt werden kann, ohne dass sich die Zeolithstruktur ändert.
Da nur solche Moleküle in den Poren adsorbiert werden, welche einen kleineren kinetischen Durchmesser besitzen als die Porenöffnungen der Zeolithstruktur, gehört Klinoptilolith daher auch in die Gruppe der Molekularsiebe. Die Hohlräume entstehen durch die Ringbildung des Grundbausteines (Al, Si), sie können bis zu 50 Prozent seines Volumens ausmachen.
Die einfachste Form ist hierbei ein Kanal, ein theoretisch sich unendlich in eine Richtung fortsetzender Hohlraum. Teile des Zeolithkristallgitters enthalten nicht geschlossene Hohlräume, sogenannte Käfige, welche an die Kanäle angeschlossen sind: Die Käfige sind so groß, dass zusätzliche Atome oder Moleküle in das Kristallgitter mit aufgenommen werden können. Dadurch eignen sie sich für technische Anwendungen, etwa als Katalysatoren für zahlreiche Prozesse der chemischen Industrie, als Materialien zur Trennung von chemischen Substanzen oder als Wasserenthärter. Auf die Adsorptionskraft ist die medizinisch unverzichtbare entgiftende Wirkung zurückzuführen.
Hohlraum im Klinoptilolith-Kristallgitter
Durch Aluminiumatome hat Klinoptilolith eine anionische Gerüstladung. An der inneren und äußeren Oberfläche befinden sich daher bei aluminiumhaltigen Zeolithen Kationen, das heißt bewegliche negativ geladene Elektronen. In Klinoptilolith liegen diese Kationen häufig in gelöster Form in dem Kanalsystem der Zeolithe vor, sind also relativ leicht zugänglich und damit austauschbar. Übliche Kationen sind Na+, K+, Ca2+ und Mg2+. Diese wichtigen Mineralstoffe können somit vom Körper leicht aufgenommen werden.
Nicht austauschbar sind die Aluminiumatome, die fest in das Gitter eingebaut sind und sich chemisch wie Siliziumatome verhalten. Daher ist die oft geäußerte Sorge, seinen Körper bei der Einnahme von Klinoptilolith mit Aluminium zu belasten, völlig unbegründet.
Mineralogie des Klinoptiloliths
Klinoptilolith ist ein wasserhaltiges Alumo-Gerüstsilikat der Gruppe der Blätterzeolithe und der Barrerit-Stilbit-Gruppe. Die Bezeichnung wird normalerweise dann verwendet, wenn mangels Analyse das dominante Kation unbekannt ist und es deshalb nicht einem der anerkannten Minerale der Gruppe exakt zugeordnet werden kann: Klinoptilolith-Ca, Klinoptilolith-K und Klinoptilolith-Na. Im allgemeinen Sprachgebrauch werden alle drei Minerale zusammen als Klinoptilolith verwendet.
Je nach Vorkommen besteht das Mineral aus 82–97 Prozent Klinoptilolith. Es kommt in der Natur nie rein vor, sondern immer zusammen mit Cristobalit, Feldspat, Illit, Quarz und Karbonatmineralien. Der meiste im Handel befindliche Klinoptilolith enthält 84–95 Prozent Klinoptilolith, Cristobalit 9 Prozent, Feldspat 5–8 Prozent und Glimmer 2–3 Prozent, dazu Quarz in Spuren.
Empirische Formel: (Na2,K2,Ca,Mg)4Al8Si40O96·24 H2O. In geringen Mengen kann Eisen (bis 1,5 %), Titan (bis 0,05 %), Mangan (bis 0,04 %), Blei (0,017‰), Arsen, Zink, Quecksilber und Cadmium enthalten sein. Chemische Zusammensetzung: SiO2 64,18–75,50 %; Al2O3 10,93–14,80 %; MgO 0,29–1,43 %; K2O 1,24–4,24 %; Fe2O3 0,12–2,45 %; CaO 1,43–11,68 %; Na2O 0,1–2,97 %.
Röntgenstrukturanalyse von Klinoptilolith-Na.
Klinoptilolith kann seine freien Kationen (Na+, K+, Ca2+, Mg2+) gegen andere Metallionen (Ag+, Ba2+, Cd2+, Co3+, Cr3+, Cs+, Cu2+, Fe2+, Hg2+, Li+, Pb2+, Rb, Sr2+, Zn) austauschen, wofür eine größere Selektivität (Cs+ >NH4+ >Pb2+ >K+ >Na+ >Ca2+ >Mg2+ >Ba2+ >Cu2+ >Zn2+) besteht.6 Kristallsystem: monoklin; Härte nach Mohs: 2–3; Dichte: 2,2–2,5; Porosität: 32–40 %; effektiver Porendurchschnitt: 0,4 nm; Wasseraufnahmefähigkeit: 39 %; Farbe: Klinoptilolith ist farblos, kann aber durch Fremdbeimischungen auch braun, rot, dunkel- oder hellgrün sein. Makroskopischer Klinoptilolith ist ein kompaktes Gestein von hellgrüner Farbe (feucht) und mit muschelartigem Schnitt. Das Trockenmaterial ist hellgrau-grün. Klinoptilolith ist stabil gegenüber Säuren und Laugen, thermisch stabil bis 450 °C und nicht wasserlöslich.
Obwohl Zeolithe als Alumo-Schichtsilikate mit den Feldspäten eng verwandt sind, sind die physikalischen Eigenschaften deutlich niedriger ausgeprägt: Zeolithe haben eine Härte von 3,5–5,5; Feldspäte von 6–6,5. Die Dichte der Zeolithe beträgt etwa 2,0–2,4 g/cm3, die der Feldspäte 2,5–2,8 g/cm3.
Vergleichbare Schichtsilikate der 9 EC 40 Montmorillonit-Gruppe sind: Beidellit (Schichtsilikat), Hectorit, Montmorillonit, Nontrolith, Saponit, Swinefordit oder Volkonskoit. Ihr Aufbau ist ähnlich, mit sehr ähnlicher Wirkung.
Schichtsilikate sind Silikate, deren Silikatanionen aus Schichten eckenverknüpfter SiO4-Tetraeder bestehen. Zu dieser Abteilung der Silikate zählen bedeutende Gruppen gesteinsbildender Minerale wie beispielsweise die Glimmer-, Chlorit-, Kaolin- und Serpentingruppe. Die in bindigen Böden allgegenwärtigen und in Sedimentgesteinen verbreiteten Tonminerale