Turmalín v akváriu: mágia alebo šarlatánstvo?
Turmalín v akváriu
Máte radi akvarijné rastliny tak, ako som ich miloval? Chcete zo svojho bylinkára vyťažiť maximum? Ak áno, potom je tento článok určený pre vás.!
Konverzácia o použití turmalínu sa musí začať skutočnosťou, že okolo tejto témy sa točí celá infraštruktúra šarlatánov. Pravdepodobne mnohí z vás videli na predaj: turmalínové mydlo, turmalínové hrebene, opasky, vložky a Boh mi odpusť - turmalínové spodky! Okrem všetkého okultné osobnosti obdarujú tento kryštál magickými vlastnosťami natoľko, že niekedy odnesie dych od efektu ezoterického turmalínu =)
Celá táto povodeň slúži ako obrazovka, akýsi závoj pred pravdou tajomstva turmalínu. Pri príprave tohto materiálu som musel sedieť pár dní a spracovať veľa hlúpych vecí, ktoré Yandex Search vykonával na základe žiadostí o vlastnosti turmalínu. Napriek tomu, že som študoval vedeckú literatúru z fyziky a chémie: knihy, správy, dizertačné práce ... podarilo sa mi dostať sa na koniec pravdy. Na základe študovaných materiálov by som chcel zdieľať informácie s komunitou v akváriu. V akvaristike nie je zverejnená ani povaha turmalínu, pretože v iných oblastiach sa v akváriách rozvíja iba subjektívny skepticizmus. Toto sú čisto vedecké informácie.
Turmalín je minerál zo skupiny hlinitokremičitanov s rôznym zložením. Existuje mnoho druhov turmalínu. Zaujíma nás Sherl. Sherl (nemecky Schörl) - čierny, tiež šerlit - minerál podtriedy kruhových borosilikátov, druh turmalínu, ktorý sa vyznačuje prítomnosťou sodíka a železného železa v kryštálovej mriežke. Nepriehľadný (na rozdiel od iných odrôd turmalínu). Má nasýtenú čiernu farbu v dôsledku prítomnosti atómov železa. Používa sa v priemysle (hlavne ako pyroelektrický a piezoelektrický) av obmedzenej miere na výrobu šperkov a na výrobu polarizačných filtrov v optike..
Chemický vzorec Sherl minerálu je NaFe2+3A16Si6O18 (BO3) 3 (OH) 4. Horčík, mangán a železité železo môžu pôsobiť ako nečistoty namiesto železného železa..
Na prvý pohľad sa zdá, že - áno, železo! Preto je Sherl potrebný v akváriu. Ale nie. Toto nie je úplne pravda, pretože existujú ďalšie ľahšie a lacnejšie spôsoby zavedenia Fe2 + do akvária. V tomto prípade je táto nehnuteľnosť Sherl ďalšou príjemnou možnosťou..
Turmalín ADA BC
Prvýkrát „akváriová horúčka“ okolo Tourmaline Sherl zasiala mnoho slávnych maestro Takashi Amano, uvoľnenie produktu - ADA Tourmaline BC, pozostávajúce z Sherl turmalínového prášku a práškového aktívneho uhlia z bambusu. Podľa podnikových štatistík je tento produkt populárny a získal uznanie vo svete. Domáceho akvaristu však cena vystrašila, a na tomto pozadí skepticizmus. V čase písania správy sú náklady na ADA Tourmaline BC 1750 rubľov (AquaLogo) na 100 gramov. V „Číne“ môžete nájsť prášok turmalínu až desaťkrát lacnejšie. Napríklad v spoločnosti Aliexpress jasne predávajú šerl v kamenoch, ale musia byť mleté v mlyne do stavu prášku.
Ďalej vás žiadam, aby ste si pozreli video ADA, ktoré popisuje a ukazuje použitie turmalínu. Video časovač 5:21 (prevíjanie dozadu).
Z videa môžeme pochopiť, že Sherl nie je iba koncentrát mikroprvkov pre rastlinu, ale tiež stimulant, ktorý vytvára slabé elektrické impulzy, ktoré zase majú biogénne vlastnosti vo vzťahu k rastlinám, koreňom a akváriu ako celku. Ale je to naozaj tak? A čo je najdôležitejšie, vzhľadom na to, čo je možné, ak je to možné?!
Poďme sa ponoriť do povahy turmalínu. Ďalej sa pokúsim sprostredkovať materiál v najjednoduchšej podobe, aby som predišiel nedorozumeniam a nadmernému rozmazaniu. Pre tých čitateľov, ktorí chcú dôkladne študovať podstatu a povahu turmalínu, nechám na konci článku odkazy na literatúru.
Zaviesť koncepty.
pyroelectrics (z iných gréčtiny - oheň) - kryštalická dielektrika so spontánnou (spontánnou) polarizáciou, tj polarizáciou bez vonkajších vplyvov.
Pyroelektrika je vlastnosť niektorých dielektrických kryštálov, ktoré menia zmenu elektrickej polarizácie so zmenou teploty. V dôsledku zahrievania alebo chladenia pyroelektrického kryštálu sa na jeho stranách objavujú elektrické náboje.
Kryštály pyroelektrických látok sú dielektriká so spontánnou (spontánnou) elektrickou polarizáciou. Keďže pyroelektrické javy patria medzi vektorové javy, dielektrické kryštály desiatich polárnych tried musia mať pyroelektrické vlastnosti: 1, 2, 3, 4, 6, m, mm2, 3m, 4 mm, 6 mm.
Pyroelektrický účinok sa prvýkrát zistil na turmalínových kryštáloch (trieda 3m). Zistilo sa, že na bielom papieri, na ktorom kryštály ležia dlhú dobu, sa prach zhromažďuje zvlášť intenzívne blízko koncov kryštálu. Tento efekt sa vysvetľuje skutočnosťou, že počas kolísania teploty miestnosti sa na koncoch kryštálu objavujú náboje, do ktorých boli priťahované prachové častice..
Rovnaký fenomén bol veľmi jasne a účinne potvrdený Kundtovým experimentom v roku 1883, ktorý spočíva v opelení turmalínových kryštálov zmesou sírneho prášku a minia (Pb3O4), ktorý prešiel hodvábnym sitom. Pretože častice týchto minerálov sú pri trení proti hodvábu elektrifikované rôzne, červená minia a žltá síra sú priťahované na rôzne konce turmalínového kryštálu (zodpovedajúce koncom osi 3. rádu), čo potvrdzuje výskyt opačných nábojov na koncoch zahriateho kryštálu. Znalosť príznakov náboja práškov (pre síru „-“, pre surových „+“) umožnila zistiť povahu elektrifikácie turmalínu. Pri ochladzovaní rovnakého kryštálu sa polarizačné znaky menia opačným spôsobom.
Takéto vlastnosti pyroelektriky sa používajú napríklad v zariadeniach na presné započítanie kolísania teploty. Rovnako ako v iných oblastiach.
Niektoré čísla. Turmalínová doska s hrúbkou 1 mm má g = 1,3 * 10-5 C / m2 * K. Zaznamenáva zmenu teploty 10 až 5 ° C. Pri zahrievaní na 10 ° C sa na nej vytvára náboj s povrchovou hustotou 5 x 10-5 C * m2, čo zodpovedá rozdielu potenciálu medzi plochami ~ 1,2 kV. V prípade ferroelektriky je pyroelektrický koeficient o 1 až 2 rády väčší ako v prípade turmalínu.
Niektoré hodnoty a gama pri 20 ° C.
Turmalín 1.3 * 10-5
Síran lítny 3 * 10-4
Niobát lítny 2 * 10-3
Tantalát lítny 1 * 10-4
Titaničnan bárnatý (0,5-1) * 10-3
Ferroceramika 5 * 10-5
Okrem toho je každý pyroelektrický kryštál piezoelektrický. Zmena teploty kryštálu spôsobuje deformáciu, po ktorej nasleduje piezoelektrická polarizácia prekrývajúca polarizáciu spôsobenú pyroelektrickým efektom. To znamená, že existuje „primárny“ („pravý“) pyroelektrický efekt a „sekundárny“ alebo „nesprávny“ pyroelektrický účinok..
piezoelektrik - dielektriká, pri ktorých sa pozoruje piezoelektrický účinok, to znamená tie, ktoré môžu buď pod vplyvom deformácie (stlačenie / natiahnutie) vyvolať na svojom povrchu elektrický náboj (priamy piezoelektrický efekt) alebo pod vplyvom vonkajšieho elektrického poľa, teplotné deformácie (inverzný piezoelektrický efekt). Oba účinky objavili bratia Jacques a Pierre Curie v rokoch 1880-1881..
Piezoelektrika sa v moderných technológiách široko používa ako prvok tlakového senzora. Existujú piezoelektrické detonátory, obrovské zdroje energie, miniatúrne transformátory, kremeňové rezonátory pre vysoko stabilné frekvenčné generátory, piezokeramické filtre, ultrazvukové oneskorovacie vedenia atď.. V každodennom živote môžete pozorovať piezoelektrický efekt, napríklad v ľahšom zapaľovači, kde sa z tlaku na piezoelektrickú platňu vytvára iskra., ako aj lekársku diagnostiku pomocou ultrazvuku, ktorý využíva piezoelektrický zdroj a ultrazvukový senzor.
Z toho, čo už bolo povedané, vyplýva, že existujú pyroelektrické kryštály - „generujúci prúd“ pri zahrievaní a piezoelektrika - „generujúci prúd“, keď sú stlačené / natiahnuté. Navyše pyroelektrika je vždy piezoelektrika, ale piezoelektrika nie je vždy pyroelektrika.
Existuje mnoho takýchto pyro-piezoelektrík: niektoré lineárne minerály (turmalín), segmentoelektriká, cukor, aminokyseliny, kremeň atď..
Zaujímavý infographic vysvetlenie na prstoch
podstata piezoelektriky
Po pochopení čarodejníctva Takashi Amana je jasné, prečo si vybral Sherl - prírodný lineárny dielektrikum, ktoré má elektrický impulz potrebný pre rastliny s bômb Fe2 + iónov. V procese písania materiálov som však musel tvrdo pracovať, aby som odhalil svoj skepticizmus, pokiaľ ide o turmalín. Faktom je, že turmalín je polodrahokam, ktorého cena je dosť vysoká. Je zrejmé, že nebudeme môcť používať cukor ani iné látky z dôvodu ich vlastností, ktoré nie sú v akváriu prijateľné. Ale kremeň! Prečo sa hovorí, že Takashi Amano nepoužil kremeň? Koniec koncov, ten istý kremičitý piesok je lacný stavebný materiál obsahujúci 95% kremeňa!
Skutočnosť, že kremeň je stopercentne piezoelektrický, je nesporná. Ale v zriedkavých zdrojoch to tiež znelo, že kremeň je tiež pyrolektikum !!! ??? To znamená, že s materiálom, ktorý potrebujeme v akváriu, dáva prúd nielen pri deformácii, ale aj pri zahrievaní ... Ako je to možné? Ukazuje sa, že Takashi Amano je šarlatán!?
Úprimne povedané, v určitom štádiu skúmania problému došlo k úplnému sklamaniu, bohužiaľ som listoval Starým, uvedomujúc si, že turmalín Amanovského je ďalším falošným.
Po chvíli, všetko rovnaké, zvedavosť mysle ma prinútila premýšľať - dobre, bolo by to naozaj Amano, pretože každý druhý zisk, tak zahanbiť a predať rovnováhu?! Druhým bodom, ktorý ma povzbudil, bol záver: ak je kremeň pyroelektrický, potom by v lete na pláži boli všetky naše krásne dievčatá a brutálne mužov s rúnom ako vlnené púpavy! Na pláži je skutočne piesok (95% kremeňa) s malými nečistotami, ktorý sa zahrieva slnkom na 40 a 50 stupňov!
Turmalín v akváriu
Takže kremeň stále nie je pyroelektrický! Ale prečo sa o tom potom zasúva informácia. Po dosiahnutí hĺbky charakteru kremeňa sa dospelo k záveru, že nie každý kremeň má dokonca aj dobrý piezoelektrický účinok: tieto vlastnosti vyrovnávajú nečistoty, štrukturálne defekty kremenných kryštálov. S touto odpoveďou som však nebol spokojný, kremenný piesok je lacný, aj keď je „slabý“, ale je nám ľúto, že sa naleje do akvária ... najmenej desať kilogramov, najmenej dvadsať ... ak by to fungovalo len pre dobro rastliny.
Musel žuvať vedu ďalej! A teraz, niekde v najtajnejších kútoch sveta internetu, boli získané tieto informácie:
Pyroelektrický efekt bol Epinusom asi pred 200 rokmi kvalifikovaný ako elektrický fenomén. Hlavné aspekty symetrie a fyzikálny mechanizmus pyroelektrického javu však opísal Vogt až na začiatku dvadsiateho storočia. Okrem kryštálov turmalínovej skupiny sa pozoroval výskyt „elektrickej odozvy“ s teplotou aj v kremene, v ktorom nie je vektorový polárny elektrický moment (kremeň je nepyroelektrický, ale piezoelektrický). Vysvetlenie „pyroelektrického efektu v kremene“ bolo uvedené len asi pred 15 rokmi, keď sa zistilo, že môže dôjsť k „umelej pyroelektrike“. za určitých hraničných podmienok vo všetkých piezoelektrických triedach kryštálov v dôsledku umelo vytvorenej dissymetrie.
Dá sa tiež povedať, že kryštalický kremeň nie je pyroelektrický, ale indikácia elektrického poľa počas voľnej deformácie kryštálu v dôsledku tepelnej rozťažnosti sa uskutočňuje prostredníctvom piezoelektrického javu..
Čo to znamená, keď sa zjednoduší. A to znamená, že turmalín je skutočne pyroelektrický. To znamená, že generuje elektrické impulzy z vplyvu teploty, a to aj bez deformácie (preukázané vedeckými experimentmi), mechanická deformácia alebo deformácia mriežky turmalínového kryštálu vplyvom zahrievania má iba sekundárny piezo-pyroelektrický efekt (a celkovú agregovanú elektrinu). Kremeň je iba piezoelektrický, „funguje“ iba z deformácií, ktoré môžu byť spôsobené, vrátane tepelného vplyvu na štruktúru kremenného kryštálu. Teda „falošný pyroelektrický efekt“ v kremene je v skutočnosti piezoelektrickým efektom.
Aby bolo možné získať z kremeňa „falošnú pyroelektriku“ malomalského, musí sa správne zahriať. To znamená, že sa nehovorí o získaní pyroelektrického efektu z malých kolísaní teploty z kremeňa. V skutočnosti preto z akvária nepridáme nič z pridania kremenného piesku ani čistých kremenných kryštálov. Vo všeobecnosti to je dôvod, prečo dievčatá na pláži nevyzerajú ako vlnené ježky, a to ani pri pomerne silnom zahrievaní kremenného piesku..
Údaje o pyroelektrickom účinku pri teplote 20 ° C pre rôzne minerály:
minerálne | Dielektrická konštanta, & epsilon- | Pyroelektrický koeficient p, C / cm2K | Elektrické napätie, kV |
Quartz, SiO2 * | 4.0 | * 0,69 * 10-9 | 0,19 |
Tourmalín, (BO3) 3 (Si6O18) * (OH) 4 | 8.2 | 1,3 * 10-9 | 1.7 |
(NH2CH2COOH) * H2SO4 | 30.0 | 45 * 10-9 | 17 |
Niobát lítny, LiNb03 | 30.0 | (4-9) * 10-9 | 1,5-3,0 |
Tantalát lítny, LiTa03 | 45.0 | 17 * 10-9 | 6.4 |
Piezokeramika PZZ | 300-3000 | (6-50) * 10-9 | 0,2-0,1 |
Ako je zrejmé z tabuľky, aj keď sa kremeň obrysuje a ohrieva do stavu deformácie štruktúry, jeho pseudo-pyroelektrický účinok je minimálny - 9-krát menší ako u turmalínu. Aby dosiahla turmalín, mala by byť jeho teplota ~ +200 stupňov.
Ukazuje sa, že starec Amano má pravdu, turmalín je niečo, čo sa dá a malo by sa používať v akváriu ako elektrobiostimulátor rastlín. Ukazuje sa, že áno! Maestro ShAmano - Namaste!
Keď sa uistíme, že turmalín je to, čo potrebujeme, povedzme znova, prečo sa používa Sherl.
Vo vedeckej literatúre je akceptovaná klasifikácia turmalínu podľa chemického zloženia. Nasledujúce skupiny majú svoj vlastný názov: burgerit - železitý (Fe3 +) turmalín, dravit - sodno-magnézium, elbait - lítium, sherl - tiež železitý, ale bohatý na Fe2 +, tsilyazmit - mangán, skrútený - vápnik-magnézium.
Z klasifikácie turmalínov je pre nás najvhodnejší Sherl - akvaristi, pretože okrem elektriny poskytuje aj dvojmocné katióny železa - formu, ktorá je najlepšie absorbovaná rastlinami a ktorú je ťažké udržať v chelátovom stave..
Na základe toho je možné zodpovedať otázku článku: „Turmalín v akváriu: mágia alebo šarlatánstvo?“ - žiadna mágia, turmalín - čistá fyzika a chémia!
Tento materiál by bol neúplný, ak by sme nevzniesli otázku: Koľko elektrických impulzov je potrebných pre rastliny všeobecne? Všeobecne platí, čo má elektrina spoločné so zariadeniami. Pozrime sa na túto tému humbuk.
Ukazuje sa, že všetko, čo je v našom svete, je preliate „elektrinou“, my sami chodíme batérie. Pokiaľ ide o rastliny, ukázalo sa, že v poľnohospodárstve sa elektrické impulzy už dlho používajú na pestovanie plodín! Dokonca aj na YouTube naši muži dlho predvádzali svoje elektrické mrkvy =)
Prihláste sa na odber nášho Kanál YouTube vám nič neunikne
V sieti je veľa informácií o tejto téme, zadajte dotaz „Elektrina a rastliny“. Napríklad tu odkaz. Preto si v rámci tohto článku nemyslím, že by sa tieto informácie mali opísať.
Chcem dokončiť článok jednoduchými závermi. Napriek tomu si nekúpajte turmalínové spodky. Rub s cukrom (med), jahody, uhorky, smotana a v skutočnosti majú rovnaký pyro-piezoelektrický účinok + vitamíny. A ušetrite turmalín pre svojho obľúbeného bylinkára! Spravodlivo sa oplatí povedať, že samozrejme môžete získať dobrého bylinkára bez turmalínu, ale ak sa vám váš koníček páči, máte nadšenie, prečo ho nepoužiť ako prírodný nástroj a biostimulátor rastu rastlín.?!
Ďakujem za váš záujem o článok, pozývam vás fórum, kde diskutujeme o praktickom použití turmalínu v akváriu a zhromaždíme verejnú mienku.
Referencie:
- V. Shurman „Svet kameňa. Drahokamy a polodrahokamy “, v 2 zväzkoch, 1986. ed. Moskva „Mir“.
- YM Float "Fyzika aktívnej dielektriky: školiaca príručka", ed. SFU, 2009.
- SG Vasiliev „Piezoelektrické, pyroelektrické a elastické vlastnosti fenylalanínových mikrotrubičiek“, dizertačná práca pre absolventa fyzikálnych a matematických vied, 2016.
- AA OBLEČENIE, PYROELECTRICKÝ ÚČINOK A JEJ ŽIADOSTI, PEDAGOGICKÁ POMOC, MOSKVA 2005.
- Moskovská štátna univerzita MV Oddelenie geológie Lomonosov [2008]. Pojem papier „Elektrické vlastnosti kryštálov“. Katedra kryštalografie a chémie kryštálov ukončená: študent Alexander Goryaeva.
