Dalam bidang pertanian terutamanya dalam penanaman pokok, zeolit digunakan sebagai bahan tambah dalam tanah dan juga baja. Pencirian yang paling utama bagi tanah yang digunakan dalam penanaman pokok ialah kapasiti penukaran kation atau Cation Exchange Capacity (CEC). CEC akan memberikan maklumat mengenai keupayaannya untuk menukar kation yang ada disekeliling dan seterusnya diserap oleh tumbuhan. Semakin tinggi nilai CEC, keupayaan sesuatu bahan untuk menukar ganti kationnya bertambah tinggi dan berkeupayaan dalam memberikan nutrien kepada tumbuhan.
Disebabkan oleh zeolit yang berupaya dalam menukar kation-kationnya kepada kation-kation yang lain, maklumat mengenai CEC bagi sampel zeolit adalah sangat penting sebelum boleh digunakan dalam pertanian. Kation-kation yang berada dalam zeolit berfungsi dalam menyeimbangkan cas negatif yang dihasilkan oleh kerangka zeolit. Seperti yang dibincangkan sebelum ini, salah satu fungsi zeolit ialah sebagai penukar kation. Penukaran kation ini biasanya berlaku dalam larutan akues dan tidak melibatkan perubahan terhadap kerangka zeolit. Proses penukaran melibatkan penukaran satu cas positif atom yang boleh ditukarganti dengan satu cas positif atom yang lain yang berada dalam larutan akues. CEC biasanya dinilai berdasarkan mol kation yang boleh ditukarganti per gram (atau 100 g) zeolit atau berdasarkan perpadanan kation yang boleh ditukarganti per gram (atau 100 g) zeolit.
Kaedah yang boleh digunakan bagi mengetahui nilai CEC bagi sampel zeolit ditunjukkan dalam rajah dibawah. Kaedah ini diadaptasi daripada buku rujukan untuk menganalisis tanah*. Dalam kaedah ini, kation yang berada dalam zeolit di kayakan dengan kation-kation natrium terlebih dahulu, kation ammonium (NH4+) kemudiannya digunakan untuk ditukar dengan Na kation dan akhir sekali Na yang keluar daripada sampel zeolit dianalisis. Nilai CEC berdasarkan nilai Na yang dianalisis selepas ditukarganti dengan kation ammonium. Ammonium dipilih dalam proses penentuan CEC ini kerana ia bercas positif dan diameter molekulnya hampir sama dengan diameter molekul Na. Oleh yang demikian, molekul ammonium boleh ditukarganti dengan kation yang berada di sekitaran dalaman dan luaran rongga atau keliangan zeolit.
*Chapman, H.D., ”Cation-exchange capacity@, pp. 891-900, in C.A. Black (ed), method of soil analysis, part 2: Chemical and microbiological Properties, Am. Soc. Agron., Madison, Wisconsin (1965)
Carta alir kaedah penentuan CEC
Contoh nilai CEC yang diperolehi menggunakan teknik ini
Banyak faktor yang menyumbang kepada nilai CEC sesuatu zeolit, antaranya ialah nisbah Si/Al dimana semakin rendah nilai Si/Al, semakin tinggi cas negatif zeolit tersebut dan seterusnya semakin banyak tapak untuk zeolit tersebut bertukar dengan kation lain. Selain itu, kerangka zeolit itu sendiri memainkan peranan dalam nilai CEC. Dalam kerangka zeolit, terdapat liang-liang atau rongga-rongga yang diduduki oleh kation-kation, jika saiz rongga tersebut besar dan boleh memuatkan atau melepaskan kation tersebut dan digantikan dengan kation yang lagi besar, CEC akan bertambah tinggi. Bentuk kristal zeolit juga akan memberikan kesan kepada nilai CEC dimana sekiranya bentuk kristal zeolit tersebut mengalami sedikit ketidaksempurnaan, kation-kation yang berada dalam rongga-rongga zeolit tersebut akan mudah untuk keluar dan berganti dengan kation yang lain.
CEC yang diberikan disini hanya terhad kepada ion ammonium yang mempunyai saiz diameter molekul yang lebih kurang sama dengan ion natrium. Bagi ion-ion lain yang mempunyai diameter yang lebih besar, kapasiti penukaran kation akan berbeza bergantung kepada jenis zeolit, kerangka, kehadiran kation-kation dalam kerangka zeolit tersebut dan saiz rongga atau keliangan. Dengan sebab itulah, adalah penting untuk mengambilkira semua faktor yang memberikan kesan kepada kapasiti penukaran kation sebelum zeolit digunakan dalam penggunaan-penggunaan tertentu.