Turmalin u akvariju: magija ili nadriliještvo?

Volite li akvarijske biljke kao što sam ih ja volio?? Želite li izvući maksimum iz svog travara? Ako da, onda je ovaj članak za vas!

Razgovor o korištenju turmalina trebao bi započeti činjenicom da oko ove teme kruži cijela infrastruktura šarlatana. Vjerojatno su mnogi od vas vidjeli na sniženju: turmalinski sapun, turmalinski češljevi, pojasevi, ulošci i Bože oprosti mi - turmalinske gaćice! Uz sve, okultne ličnosti ovom kristalu daju magična svojstva, i to takva da vam ponekad zastane dah od ezoterično-turmalinskog efekta =)

Sva ova poplava služi kao paravan, svojevrsna zavjesa nad istinom tajne turmalina. Kad sam pripremao ovaj materijal, morao sam dobro sjediti nekoliko dana i obraditi tone gluposti koje je Yandex objavio.Potražite svojstva turmalina. Ipak, proučavanje znanstvene literature o fizici i kemiji: knjige, izvještaji, disertacije... Uspio sam doći do dna istine. Na temelju proučenog materijala, želio bih podijeliti informacije s akvarijskom zajednicom. U akvarizmu se priroda turmalina također ne otkriva, kao iu drugim područjima, u akvarizmu se razvija samo subjektivna skepticizam. Pa, sljedeće je čisto znanstvena informacija.

No prije toga pogledajte vrlo informativan video o elektricitetu u životu biljaka.

Turmalin je mineral iz skupine aluminosilikata promjenjivog sastava. Postoji mnogo vrsta turmalina. Zanima nas Sherl. Sherl (od njega. Schörl) - crni, također šerlit - mineral podklase prstenastih borosilikata, vrsta turmalina, karakteriziran prisutnošću natrija i željeznog željeza u kristalnoj rešetki. Neproziran (za razliku od drugih vrsta turmalina). Ima duboku crnu boju zbog prisutnosti atoma željeza. Koristi se u industriji (uglavnom kao piroelektrik i piezoelektrik) i, u ograničenoj mjeri, u nakitu i za proizvodnju polarizacijskih filtara u optici.

Kemijska formula Sherl minerala - NaFe2+3Al6Si6O18 (BO3) 3 (OH) 4. Magnezij, mangan i feri željezo mogu djelovati kao nečistoće umjesto fero željeza.

Na prvi pogled se čini da - da, željezo! Zbog toga je Sherl potreban u akvariju. Ali ne. To nije sasvim točno, jer postoje i drugi lakši i jeftiniji načini uvođenja Fe2 + u akvarij. U ovom slučaju, ovo Sherl imanje je dodatna zgodna opcija.

ADA turmalin BC

Sherl je po prvi put posijao "akvarijsku groznicu" oko turmalina maestro Takashi Amano, lansiranje proizvoda - ADA Tourmaline BC, koji se sastoji od praha Sherl turmalina i aktivnog bambusovog ugljena u prahu. Prema statistici tvrtke, ovaj proizvod je popularan i dobio je svoje priznanje u svijetu. Međutim, domaći akvarist je obeshrabren cijenom, pa, s obzirom na to, skepticizam. U vrijeme pisanja ovog teksta, trošak ADA Tourmaline BC iznosi 1750 rubalja (AquaLogo) po 100 grama. V "Kina" možete potražiti turmalin u prahu jedanaest puta jeftinije. Na Aliexpressu, primjerice, definitivno prodaju sherl u kamenju, ali moraju se samljeti u mlinu do praha.

Zatim vas molim da pogledate ADA video, koji opisuje i pokazuje upotrebu turmalina. Video Timer 5:21 (premotavanje unatrag).

Iz videa možemo shvatiti da Sherl nije samo koncentrat mikroelemenata za biljku, već i stimulans - stvara slabe električne impulse, koji pak imaju biogena svojstva u odnosu na biljke, korijenje i akvarij kao cijelo. Ali je li to doista tako?! I što je najvažnije, zbog čega je moguće, ako je moguće?!

Udubite se u prirodu turmalina. U nastavku ću pokušati prenijeti materijal u najjednostavnijem obliku kako ne bi došlo do nesporazuma i nepotrebnog zamagljivanja. Za one čitatelje koji žele temeljito proučiti bit i prirodu turmalina, na kraju članka ostavit ću poveznice na literaturu.

Upoznajmo pojmove.

Piroelektrika (od dr.grčki. - vatra) - kristalni dielektrici sa spontanom (spontanom) polarizacijom, odnosno polarizacijom u odsutnosti vanjskih utjecaja.

Piroelektričnost je svojstvo nekih dielektričnih kristala da mijenjaju veličinu električne polarizacije kada se temperatura promijeni. Kao rezultat zagrijavanja ili hlađenja piroelektričnog kristala, na njegovim se stranama pojavljuju električni naboji.

Kristali piroelektričnih tvari - dielektrici sa spontanom (spontanom) električnom polarizacijom. Budući da su piroelektrične pojave vektorske, onda bi kristali dielektrika deset polarnih klasa trebali imati piroelektrična svojstva: 1, 2, 3, 4, 6, m, mm2, 3m, 4mm, 6mm.

Piroelektrični efekt je prvi put otkriven na kristalima turmalina (klasa 3m). Primijećeno je da se na bijelom papiru, na kojem su kristali dugo ležali, prašina posebno intenzivno skupljala kraj krajeva kristala. Taj se učinak objašnjava činjenicom da se pri fluktuacijama sobne temperature pojavljuju naboji na krajevima kristala na koje se privlače zrnca prašine.

Isti fenomen vrlo je jasno i učinkovito potvrdio Kundtov pokus iz 1883. koji se sastoji u oprašivanju kristala turmalina mješavinom praha sumpora i crvenog olova (Pb3O4) propuštenog kroz svileno sito. Budući da se čestice ovih minerala naelektriziraju na različite načine kada se trljaju o svilu, crveno crveno olovo i žuti sumpor privlače se različitim krajevima kristala turmalina (što odgovara krajevima osi 3. reda), čime se potvrđuje pojava suprotnih naboja na krajevima zagrijanog kristala. Poznavanje znakova naboja praha (za sumpor "-", za crveno olovo "+") omogućilo je utvrđivanje prirode elektrifikacije turmalina. Kad se isti kristal ohladi, predznaci polarizacije mijenjaju se u suprotne.

Takva svojstva piroelektrika koriste se, na primjer, u uređajima za točno bilježenje temperaturnih fluktuacija. I na drugim područjima.

Neki brojevi. Turmalinska ploča, debljine 1 mm, ima γ = 1,3 * 10^-5 Cl/m² *DO. Registrira promjenu temperature 10^-5 C. Kada se zagrije na 10C, na njemu se formira naboj površinske gustoće 5 * 10^-5 Kl * m², što odgovara razlici potencijala između strana ~ 1,2 kV. U feroelektricima, piroelektrični koeficijent je 1-2 reda veličine veći od koeficijenta turmalina.

Neke vrijednosti γ na 20 C.

Turmalin 1,3 * 10^-5

Litij sulfat 3*10^-4

Litijev niobat 2*10^-3

Litij tantalat 1 * 10^-4

Barijev titanat (0,5-1) * 10^-3

Ferokeramika 5 * 10^-5

Osim toga, svaki piroelektrični kristal je piezoelektrični. Promjena temperature kristala uzrokuje deformaciju, praćenu piezoelektričkom polarizacijom, koja se nadovezuje na polarizaciju uzrokovanu piroelektričnim efektom. To jest, postoji "primarni" ("pravi") piroelektrični efekt i "sekundarni" ili "lažni" piroelektrični efekt.

Piezoelektrika - dielektrici u kojima se opaža piezoelektrični efekt, odnosno oni koji mogu ili inducirati električni naboj na svojoj površini pod djelovanjem deformacije (stiskanja / rastezanja) (izravni piezoelektrični efekt), ili deformirati pod utjecajem vanjskog električnog polja, temperatura (obrnuti piezoelektrični efekt). Oba su efekta otkrila braća Jacques i Pierre Curie 1880-1881.

Piezoelektrici se široko koriste u modernoj tehnologiji kao element senzora tlaka. Tu su piezoelektrični detonatori, izvori zvuka velike snage, minijaturni transformatori, kvarcni rezonatori za visoko stabilne frekvencijske generatore, piezokeramički filteri, ultrazvučne linije za kašnjenje, itd. U svakodnevnom životu možete promatrati piezoelektrični efekt, na primjer, u upaljaču, gdje se iskra stvara od pritiska na piezoelektričnu ploču, kao i u medicinskoj dijagnostici ultrazvukom koji koristi piezoelektrični izvor i ultrazvučni senzor.

Iz navedenog dobivamo da postoje piroelektrični kristali - "generirajuća struja" kada se zagrijavaju i piezoelektrici - "generirajuća struja" kada se komprimiraju / rastežu. U ovom slučaju piroelektrici su uvijek piezoelektrici, ali piezoelektrici nisu uvijek piroelektrici.

Takvih piro-piezoelektrika ima dosta: neki linearni minerali (turmalin), segentoelektrici, šećer, aminokiseline, kvarc itd.d.

Zanimljiva infografika koja objašnjava na prstima

bit piezoelektrika

Shvaćajući vještičarenje Takashi Amana, jasno je zašto je odabrao Sherl - prirodni linearni dielektrik koji ima električni impuls neophodan za biljke s pecivama Fe2 iona+. Međutim, u procesu pisanja materijala, morao sam naporno raditi kako bih razotkrio vlastiti skepticizam prema turmalinu. Činjenica je da je turmalin poludragi kamen, čija je cijena prilično visoka. Jasno je da nećemo moći koristiti šećer, druge tvari zbog njihovih svojstava koja nisu prihvatljiva u akvariju. Ali kvarc! Zašto kažete da Takashi Amano nije koristio kvarc!? Uostalom, isti kvarcni pijesak je jeftin građevinski materijal koji sadrži 95% kvarca!

Činjenica da je kvarc sto posto piezoelektričan je neosporna. No, u rijetkim izvorima zvučalo je i da je kvarc također piroelektrik!!!??? Odnosno, s materijalom koji nam je potreban u akvariju - daje struju, ne samo tijekom deformacije, već i kada se zagrije ..!? Ispostavilo se da je Takashi Amano šarlatan!?

Iskreno, u nekoj fazi proučavanja problema, došlo je do potpunog razočaranja, tužno sam listao informacije, shvativši da je Amanov turmalin još jedan lažnjak.

Ipak, nakon nekog vremena radoznalost uma me natjerala na razmišljanje - pa stvarno će Amano biti, zbog svake druge koristi, pa se sramoti i prodaj kašu?! Drugi trenutak koji me razveselio bio je zaključak: ako je kvarc piroelektrik, onda bi ljeti na plaži sve naše ljupke djevojke i brutalni muškarci s runom bili poput vunenih maslačaka! Uostalom, na plaži ima pijeska (95% kvarca) s malim nečistoćama, koje sunce zagrijava do 40 i 50 stupnjeva!

Turmalin u akvariju

Dakle, kvarc još uvijek nije piroelektrik! Ali zašto onda, informacije o tome izmiču. Došavši do dubine prirode kvarca, zaključeno je da, ipak, nema svaki kvarc dobar čak i piezoelektrični učinak: nečistoće, strukturni nedostaci kristala kvarca, izjednačuju ta svojstva. Ipak, nisam bio zadovoljan ovim odgovorom, kvarcni pijesak je jeftin i ako je "slab", ali nemamo ništa protiv da ga stavimo u akvarij... bar deset kilograma, barem dvadeset... samo da je "radi" u korist biljaka.

Morao sam dalje glodati granit znanosti! I tako, negdje u najskrivenijim kutovima internetskog svemira, dobiveni su sljedeći podaci:

Kao električni fenomen, piroelektrični efekt je prije oko 200 godina kvalificirao Epinus. Međutim, glavni aspekti simetrije i fizički mehanizam piroelektričnog učinka opisani su tek početkom dvadesetog stoljeća.Kromekristali grupe turmalina, pojava "električnog odgovora" s promjenom temperature također je uočena u kvarcu, u kojem nema vektorskog polarnog električnog momenta (kvarc je nepiroelektrični, piezoelektrik). Objašnjenje "piroelektričnog efekta u kvarcu" dano je tek prije 15-ak godina, kada je ustanovljeno da se "umjetni piroelektricitet" može manifestirati pod određenim graničnim uvjetima u svim klasama piezoelektričnih kristala, kao rezultat umjetno stvorene disimetrije.

Također možemo reći da kristalni kvarc nije piroelektrik, ali se indikacija električnog polja tijekom slobodne deformacije kristala uslijed toplinskog širenja ostvaruje kroz piezoelektrični efekt.

Što to znači ako pojednostavimo ono što je rečeno. To znači da je turmalin pravi piroelektrik. Odnosno, generira električne impulse od izlaganja temperaturi, čak i bez deformacije (dokazano znanstvenim eksperimentima), mehanička deformacija ili deformacija kristalne rešetke turmalina uslijed zagrijavanja daje samo sekundarni piezo-piroelektrični efekt (a u zbiru ukupna električna energija ). Kvarc - samo piezoelektrični, "radi" samo zbog deformacije, koja može biti uzrokovana, uključujući toplinsko djelovanje na strukturu kristala kvarca. Dakle, "lažni piroelektrični efekt" u kvarcu je zapravo piezoelektrični efekt.

Da biste dobili malo "lažnog piroelektrika" od kvarca, potrebno ga je dobro zagrijati. To jest, nema govora o dobivanju piroelektričnog učinka od malih temperaturnih fluktuacija iz kvarca. Zapravo, dakle, nećemo dobiti ništa dodavanjem kvarcnog pijeska ili čak čistih kvarcnih kristala u akvarij. Općenito, zato djevojke na plaži ne izgledaju kao ježevi od vune, čak i uz relativno jako zagrijavanje kvarcnog pijeska.

Podaci o piroelektričnom učinku na temperaturi od 20 C, za različite minerale:

Kao što se može vidjeti iz tablice, čak i ako izmislite i zagrijete kvarc do stanja deformacije strukture, njegov pseudopiroefekt je minimalan - 9 puta manji od turmalina. Da bi postigao performanse turmalina, njegova temperatura mora biti ~ +200 stupnjeva.

Ispada da je starac Amano u pravu, turmalin je ono što se može i treba koristiti u akvariju, kao elektrobiostimulator biljaka. Ispada da da! Maestro shamano - namaste!

Nakon što smo se uvjerili da je turmalin ono što nam treba, razgovarajmo opet zašto se koristi Sherl.

U znanstvenoj literaturi prihvaćena je klasifikacija turmalina prema kemijskom sastavu. Razlikuju se sljedeće skupine koje imaju svoje ime: burgerit - željezni (Fe3 +) turmalin, dravit - natrij-magnezij, elbait - litij, sherl - također ferruginous, ali bogat Fe2 +, tsiliasmite - mangan, uvit - kalcij- magnezijski.

Iz klasifikacije turmalina, Sherl je najprikladniji za nas - akvariste, jer osim električne energije daje i katione željeza - oblik koji biljke najviše adsorbiraju, a koji je prilično teško održavati u keliranom stanju.

Uz to, odgovorite na pitanje iz članka: „Turmalin u akvariju: magija ili nadriliječništvo?"Možete to učiniti - bez magije, turmalin - čista fizika i kemija!

Ovaj materijal bio bi nepotpun da se ne dotaknemo pitanja: koliko je električnih impulsa općenito potrebno za biljke? Općenito, kakve veze ima električna energija s biljkama?. Pogledajmo hype video isječak na ovu temu. Ako niste pogledali gornji video =)

Događa se da je sve u našem svijetu prožeto "strujom", mi sami hodamo baterije. Što se tiče biljaka, pokazalo se da poljoprivreda već dugo koristi električne impulse za uzgoj usjeva! Čak i na YouTubeu naši muškarci već dugo pokazuju svoju elektro-mrkvu =)

Na mreži ima puno informacija o ovoj temi, upišite zahtjev "Struja i postrojenja". Na primjer, ovdje veza. Stoga, u okviru ovog članka, ne mislim da je informacija vrijedna kopiranja i lijepljenja.

Želio bih završiti članak jednostavnim zaključcima. I dalje ne kupujte gaćice od turmalina. Natrljajte šećerom (medom), jagodama, krastavcima, vrhnjem i, zapravo, dobijete isti piro-piezo efekt + vitamini. Sačuvajte turmalin za svog omiljenog travara! Pošteno radi, treba reći da se, naravno, može dobiti dobar travar i bez turmalina, ali ako volite svoj hobi, strastveni ste oko njega, zašto ne koristite turmalin, kao prirodno sredstvo i biostimulator rasta biljaka?!

Hvala vam na interesu za članak, pozivam vas na forum, gdje raspravljamo o praksi korištenja turmalina u akvariju i prikupljamo javno mnijenje.

Bibliografija:

- V. Šurman „Svijet kamena. Drago i poludrago kamenje“, u 2 toma, 1986. izd. Moskva "Mir".

- YU.M. Poplavko "Fizika aktivnih dielektrika: udžbenik", ur. SFedU, 2009. (monografija).

- S.G. Vasiliev "Piezoelektrična, piroelektrična i elastična svojstva fenilalaninskih mikrotubica", disertacija za zvanje kandidata fizičko-matematičkih znanosti, 2016.

- A.A. BUSH, PIROELEKTRIČNI EFEKAT I NJEGOVA PRIMJENA, POMOĆ U TRENINGU, MOSKVA 2005.

- Moskovsko državno sveučilište. M.V. Geološki fakultet Lomonosov [2008.]. Predmetni rad "Električna svojstva kristala". Zavod za kristalografiju i kemiju kristala završila: studentica Goryaeva Alexandra.

Cool videi o biljkama i travarima iz FanFishkija