Bentonit

Bentonit ist ein natürlich vorkommendes Tonmineral aus der Gruppe der Aluminium-Schichtsilikate, das hauptsächlich aus dem Mineral Montmorillonit besteht. Der Name geht auf den Amerikaner Wilbur C. Knight zurück, der das Gestein im Jahre 1898 nach der geologischen Kreideformation Benton Shale bei Montana, Wyoming benannte.

Chemisch handelt es sich um ein natürliches hydratisiertes Aluminiumsilicat der Zusammensetzung Al₂O₃ × 2 SiO₂ × 2 H₂O; als Verunreinigungen treten - in unterschiedlichen Mengen - insbesondere Eisencarbonate, Eisenhydroxide, Quarzsand, Glimmer und andere auf.

Es existieren verschiedene Arten von Bentonit (siehe auch unten); vorangestellt wird dem Namen das jeweils dominierende chemische Element, wie Kalium (K), Natrium (Na), Calcium (Ca) oder Aluminium (Al). Gebildet werden diese Bentonite gewöhnlich durch Verwitterung von Vulkanasche, meistens in Gegenwart von Wasser. Die Industrie verwendet in der Regel Natrium- und Calcium-Bentonit.

Bezeichnungen und Identifikatoren

Bezeichnung
Bentonit

Formel
Al₂H₄O₉Si₂

Molekulargewicht, Molekülmasse
258,156 (g/mol)

CAS-Nummer
1302-78-9

EINECS EC-Nummer (EG-Nummer)
215-108-5

Weitere Bezeichnungen, Synonyme
Bentonitum

INCI-Bezeichnung
BENTONITE

Englische Bezeichnung
Bentonite

Farbstoff (oder Farbstoff-Vorstufe): Colour Index C. I. bzw. CI-Nummer
CI 77004

Chemische Formeln

Brutto- bzw. Summenformel und Strukturformel der chemischen Verbindung Bentonit:

Al₂H₄O₉Si₂

M_r = 258,1561 g/mol
SMILES:

Prozentuale und isotopische Zusammensetzung:

Massenbezogene elementare Zusammensetzung und Isotopen-Anteile der Verbindung Bentonit - Al₂H₄O₉Si₂ - berechnet auf Grundlage der Molekülmasse.

Symbol
Element EAnzahl x
der Atome E_xDaten des Elements
und der Isotope *Prozentanteile
der IsotopeProzent-Anteil von
E_x an FormelmasseAl
Aluminium2 A_r = 26,9815384 u
ΣA_r = 53,9630768 u
²⁶Al: 25,98689 u [<< 1 %]
²⁷Al: 26,98154 u [100 %]
²⁶Al: Spuren
²⁷Al: 20,90328 %
20,9033 %H
Wasserstoff4 A_r = 1,008 u
ΣA_r = 4,032 u
²H: 2,0141 u [0,01 %]
³H: 3,01605 u [<< 1 %]
¹H: 1,00783 u [99,99 %]
²H: 0,00016 %
³H: Spuren
¹H: 1,56169 %
1,5618 %O
Sauerstoff9 A_r = 15,999 u
ΣA_r = 143,991 u
¹⁷O: 16,99913 u [0,03835 %]
¹⁸O: 17,99916 u [0,205 %]
¹⁶O: 15,99491 u [99,757 %]
¹⁷O: 0,02139 %
¹⁸O: 0,11434 %
¹⁶O: 55,64119 %
55,7767 %Si
Silicium2 A_r = 28,085 u
ΣA_r = 56,17 u
²⁸Si: 27,97693 u [92,254 %]
²⁹Si: 28,97649 u [4,673 %]
³⁰Si: 29,97377 u [3,073 %]
²⁸Si: 20,07277 %
²⁹Si: 1,01676 %
³⁰Si: 0,66863 %
21,7582 %

*) Die dritte Spalte führt die Atommassen bzw. Isotopenmassen der beteligten Elemente sowie - in eckigen Klammern - die natürliche Isotopenzusammensetzung auf.

Weitere berechnete Daten

Die molare Masse ist M = 258,1560768 Gramm pro Mol.

Die Stoffmenge von einem Kilogramm der Substanz ist n = 3,874 mol.

Die Stoffmenge von einem Gramm der Substanz ist n = 0,004 mol.

Monoisotopische Masse: 257,9024617698 Da - bezogen auf ²⁷Al₂¹H₄¹⁶O₉²⁸Si₂.

Verwendung

Bentonit ist ein mineralischer Naturstoff, der aus geeigneten, weltweit auftretenden geologischen Formationen abgebaut wird und anschließend in Industrie und Handel gelangt.

Die Anwendungsbereiche für das Mineral sind sehr vielfältig. Extensiv wird Bentonit zum Bohren als Bestandteil des Bohrschlamms, als Bindemittel (z. B. Gießereisand, Eisenerzpelletierer), Reiniger, Absorptionsmittel (z. B. in Haustierstreu) und als Grundwasserbarriere genutzt. Seit den 1990er Jahren etwa 1990 wurde fast die Hälfte der US-Produktion an Bentonit für Bohrschlamm verwendet.

Wirkstoff Bentonit

Verwendung in Kosmetika

INCI-Bezeichnung: BENTONITE

Bentonit (auch: Bentonitum) erfüllt in kosmetischen Produkten die Funktion als absorbierend, emulsions-stabilisierend und viskositätsregelnd wirkender Bestandteil sowie als Füllstoff. Die weiße Substanz ist in der EU ein zugelassener Kosmetik-Farbstoff.

Zu den Einschränkungen und Beschränkungen bei der Verwendung von Bentonit in Kosmetika siehe Anhang IV/119 der Verordnung (EG) Nr. 1223/2009 in der aktuellen Fasung.

Quelle: CosIng (Cosmetic Ingredient Database der EU) Nummer: 32125.

Bentonit-Arten

Natriumbentonit

Natriumbentonit ist ein ausgezeichneter Quellstoff und absorbiert im trockenen Zustand die mehrfache Masse an Wasser. Drüber hinaus besitzt es hervorragende kolloidale Eigenschaften und wird daher zum Beispiel in Bohrschlämmen für Öl- und Gasbohrungen und Bohrungen für geotechnische und Umwelt-Untersuchungen eingesetzt.

Durch die Quelleigenschaft ist Natriumbentonit auch als Dichtmittel verwendbar, da es im aufgequollenen Zustand eine selbstdichtende, schwach durchlässige Barriere bildet. Es eignet sich daher als Untergrundmaterial für Deponien. Die genannten Eigenschaften lassen sich im Verbund zum Beispiel mit speziellen Polymeren noch weiter verbessern.

Calciumbentonit

Calciumbentonit ist ein Adsorptionsmittel für Ionen in Lösung sowie für Fette und Öle. Es bildet den aktiven Bestandteil der so genannten Fuller-Erde, eines der ersten industriellen Reinigungsmittel.

Calciumbentonit lässt sich mit Ionenaustauschern zu Natriumbentonit umwandeln.

Kaliumbentonit

Kaliumbentonit ist eine Tonerde der Illit-Gruppe, die Kalium enthält und ebenfalls durch Verwitterung vulkanischer Asche gebildet wird.

Modifiziertes Bentonit

Neben den genannten Bentonit-Arten werden außerdem eine Reihe weitere Produkte industriell verarbeitet, die durch chemische Modifikation aus Bentonit hergestellt werden; hierzu zählen unter anderem:

- Stearalkonium-Bentonit wird als Gelbildner zur Viskositätsregelung eingesetzt.

- Quaternium 18-Bentonit, ebenfalls eine viskositätsregelnde Substanz.

Externe Informationsquellen

ChemSpider:ID 32699059ECHA Info Card:100.013.735UNII der FDA (USA):Unique Ingredient Identifier A3N5ZCN45CEPA CompTox Chemicals Dashboard:DTXSID6030782Andere CAS-Nummern:10043-07-9, 11004-12-9, 12198-92-4, 12199-69-8, 37320-72-2, 52623-66-2, 115628-71-2, 135945-01-6, 850872-77-4, 868047-51-2, 1291095-98-1, 1549927-09-4, 2169996-08-9, 2480040-72-8 (ebenfalls verwendete, veraltete oder gelöschte Registrierungsnummern)

Hersteller und Bezugsquellen

In der nachfolgenden Tabelle sind Produzenten und Lieferanten von Bentonit als kommerzielle Chemikalie für Labor, Forschung, Industrie und Produktion mit den entsprechenden Kontaktdaten verzeichnet.