Turmalin v akvariju: magija ali šarlatanstvo?

Ali imate radi akvarijske rastline tako, kot sem jih ljubil jaz?? Ali želite kar najbolje izkoristiti svojega zeliščarja? Če je odgovor pritrdilen, potem je ta članek za vas!

Pogovor o uporabi turmalina bi se moral začeti s tem, da okoli te teme kroži cela infrastruktura šarlatanov. Verjetno ste mnogi od vas videli v prodaji: turmalinsko milo, turmalinske glavnike, pasove, vložke in Bog odpusti - turmalinske hlačke! Poleg vsega pa okultne osebnosti ta kristal obdarijo s čarobnimi lastnostmi, in to tako, da včasih vzame sapo od ezoterično-turmalinskega učinka =)

Vsa ta poplava služi kot zaslon, nekakšna zavesa nad resnico skrivnosti turmalina. Ko sem pripravljal to gradivo, sem moral nekaj dni dobro sedeti in obdelati tone neumnosti, ki jih je objavil Yandex.Poiščite lastnosti turmalina. Kljub temu preučevanje znanstvene literature o fiziki in kemiji: knjige, poročila, disertacije... Resnici mi je uspelo priti do dna. Na podlagi preučenega gradiva bi rad delil informacije z akvarijsko skupnostjo. V akvarizmu tudi narava turmalina ni razkrita, saj se na drugih področjih v akvarizmu razvije le subjektivna skepticizem. No, naslednje so čisto znanstvene informacije.

Pred tem pa si oglejte zelo poučen video o elektriki v rastlinskem življenju.

Turmalin je mineral iz skupine aluminosilikatov spremenljive sestave. Obstaja veliko sort turmalina. Zanima nas Sherl. Sherl (od njega. Schörl) - črna, tudi šerlit - mineral podrazreda obročastih borosilikatov, vrsta turmalina, za katerega je značilna prisotnost natrija in železovega železa v kristalni mreži. Neprozoren (za razliko od drugih sort turmalina). Zaradi prisotnosti atomov železa ima globoko črno barvo. Uporablja se v industriji (predvsem kot piroelektrik in piezoelektrik) in v omejenem obsegu v nakitu in za proizvodnjo polarizacijskih filtrov v optiki.

Kemična formula minerala Sherl - NaFe2+3Al6Si6O18 (BO3) 3 (OH) 4. Magnezij, mangan in železo lahko delujejo kot nečistoče namesto železa.

Na prvi pogled se zdi, da - ja, železo! Zato je Sherl potreben v akvariju. Vendar ne. To ni povsem res, saj obstajajo tudi drugi lažji in cenejši načini za vnos Fe2 + v akvarij. V tem primeru je ta lastnost Sherl dodatna lepa možnost.

ADA turmalin BC

Prvič je Sherl okoli turmalina posejal "akvarijsko mrzlico" maestro Takashi Amano, lansiranje izdelka - ADA Tourmaline BC, sestavljenega iz Sherl turmalina v prahu in aktivnega bambusovega oglja v prahu. Po statističnih podatkih podjetja je ta izdelek priljubljen in je prejel priznanje v svetu. Vendar pa domačega akvarista odvrača cena, no, glede na to skepticizem. V času pisanja tega pisanja je cena ADA Tourmaline BC 1.750 rubljev (AquaLogo) na 100 gramov. V "Kitajska" lahko iščete turmalin v prahu enajstkrat ceneje. Na Aliexpressu na primer zagotovo prodajajo sherl v kamnih, vendar jih je treba zmleti v mlinu v prah.

Nato vas prosim, da si ogledate videoposnetek ADA, ki opisuje in prikazuje uporabo turmalina. Časovnik videa 5:21 (previjanje nazaj).

Iz videa lahko razberemo, da Sherl ni le koncentrat mikroelementov za rastlino, ampak tudi stimulans - ustvarja šibke električne impulze, ki pa imajo biogene lastnosti v odnosu do rastlin, korenin in akvarija kot celota. Ampak ali je res tako?! In kar je najpomembneje, zaradi tega, kar je mogoče, če je mogoče?!

Poglobite se v naravo turmalina. V nadaljevanju bom poskušal material prenesti v najbolj poenostavljeni obliki, da bi se izognili nesporazumu in nepotrebnemu zamegljevanju. Za tiste bralce, ki želijo temeljito preučiti bistvo in naravo turmalina, bom na koncu članka pustil povezave do literature.

Predstavimo pojme.

Piroelektriki (od dr.grški. - ogenj) - kristalni dielektriki s spontano (spontano) polarizacijo, to je polarizacijo v odsotnosti zunanjih vplivov.

Piroelektričnost je lastnost nekaterih dielektričnih kristalov, da ob spremembi temperature spremenijo velikost električne polarizacije. Zaradi segrevanja ali hlajenja piroelektričnega kristala se na njegovih ploskvah pojavijo električni naboji.

Kristali piroelektričnih snovi - dielektriki s spontano (spontano) električno polarizacijo. Ker so piroelektrični pojavi vektorski, bi morali imeti kristali dielektrikov desetih polarnih razredov piroelektrične lastnosti: 1, 2, 3, 4, 6, m, mm2, 3m, 4mm, 6mm.

Piroelektrični učinek je bil prvič odkrit na kristalih turmalina (razred 3m). Opazili so, da se je na belem papirju, na katerem so kristali dolgo ležali, prah posebej intenzivno nabiral blizu koncev kristala. Ta učinek je razložen z dejstvom, da se pri nihanjih sobne temperature na koncih kristala pojavijo naboji, ki se privlačijo zrnca prahu.

Isti pojav je zelo jasno in učinkovito potrdil Kundtov poskus iz leta 1883, ki sestoji iz opraševanja kristalov turmalina z mešanico žvepla in rdečega svinca (Pb3O4) v prahu, prepuščenega skozi svileno sito. Ker so delci teh mineralov naelektrizirani na različne načine, ko se drgnejo ob svilo, se rdeči rdeči svinec in rumeno žveplo privlačita na različne konce kristala turmalina (kar ustreza koncem osi 3. reda), s čimer potrjujeta pojav nasprotnih nabojev. na koncih segretega kristala. Poznavanje znakov naboja prahov (za žveplo "-", za rdeči svinec "+") je omogočilo ugotovitev narave elektrifikacije turmalina. Ko se isti kristal ohladi, se polarizacijski znaki spremenijo v nasprotni.

Takšne lastnosti piroelektrikov se uporabljajo na primer v napravah za natančno beleženje temperaturnih nihanj. In tudi na drugih področjih.

Nekaj ​​številk. Turmalinska plošča, debela 1 mm, ima γ = 1,3 * 10^-5 Cl/m² *TO. Registrira spremembo temperature 10^-5 C. Ko se segreje pri 10C, se na njej tvori naboj s površinsko gostoto 5 * 10^-5 Kl * m², kar ustreza potencialni razliki med ploskvami ~ 1,2 kV. Pri feroelektrikih je piroelektrični koeficient za 1-2 reda velikosti višji kot pri turmalinu.

Nekatere vrednosti γ pri 20 C.

Turmalin 1,3 * 10^-5

Litijev sulfat 3*10^-4

Litijev niobat 2*10^-3

Litijev tantalat 1 * 10^-4

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

Ferokeramika 5 * 10^-5

Poleg tega je vsak piroelektrični kristal piezoelektrični. Sprememba temperature kristala povzroči deformacijo, ki ji sledi piezoelektrična polarizacija, ki se nadgradi na polarizacijo, ki jo povzroča piroelektrični učinek. To pomeni, da obstaja "primarni" ("pravi") piroelektrični učinek in "sekundarni" ali "lažni" piroelektrični učinek.

Piezoelektriki - dielektriki, pri katerih je opažen piezoelektrični učinek, torej tisti, ki lahko bodisi inducirajo električni naboj na svoji površini pod vplivom deformacije (stiskanja / raztezanja) (neposredni piezoelektrični učinek) ali se deformirajo pod vplivom zunanjega električnega polja, temperatura (povratni piezoelektrični učinek). Oba učinka sta odkrila brata Jacques in Pierre Curie v letih 1880-1881.

Piezoelektriki se v sodobni tehnologiji pogosto uporabljajo kot senzorji tlaka. Obstajajo piezoelektrični detonatorji, močni zvočni viri, miniaturni transformatorji, kvarčni resonatorji za visoko stabilne frekvenčne generatorje, piezokeramični filtri, ultrazvočne zakasnitvene linije itd. V vsakdanjem življenju lahko opazujete piezoelektrični učinek, na primer pri vžigalniku, kjer se zaradi pritiska na piezoelektrično ploščo tvori iskra, kot tudi v medicinski diagnostiki z uporabo ultrazvoka, ki uporablja piezoelektrični vir in ultrazvočni senzor.

Iz zgornjega razberemo, da obstajajo piroelektrični kristali - "generirajoči tok" pri segrevanju in piezoelektriki - "generirajoči tok" pri stiskanju/raztegovanju. V tem primeru so piroelektriki vedno piezoelektriki, vendar piezoelektriki niso vedno piroelektriki.

Takih piro-piezoelektrikov je veliko: nekateri linearni minerali (turmalin), segentoelektriki, sladkor, aminokisline, kremen itd.d.

Zanimiva infografika, ki razlaga na prstih

bistvo piezoelektrike

Če razumemo čarovništvo Takashija Amana, je jasno, zakaj je izbral Sherl - naravni linearni dielektrik, ki ima električni impulz, potreben za rastline z žemljicami Fe2 ionov+. Vendar sem se moral v procesu pisanja gradiva trdo potruditi, da sem razkrinkal svoj skepticizem glede turmalina. Dejstvo je, da je turmalin poldragi kamen, katerega stroški so precej visoki. Jasno je, da sladkorja, drugih snovi zaradi njihovih lastnosti, ki v akvariju niso sprejemljive, ne bomo mogli uporabljati. Ampak kremen! Zakaj pravite, da Takashi Amano ni uporabil kvarca!? Konec koncev je isti kremenčev pesek poceni gradbeni material, ki vsebuje 95% kremena!

Dejstvo, da je kremen stoodstotno piezoelektričen, je nesporno. Toda v redkih virih se je slišalo tudi, da je kremen tudi piroelektrik!!!??? Se pravi, z materialom, ki ga potrebujemo v akvariju - daje tok, ne samo med deformacijo, ampak tudi pri segrevanju ..!? Izkazalo se je, da je Takashi Amano šarlatan!?

Iskreno povedano, na neki stopnji preučevanja vprašanja je prišlo do popolnega razočaranja, na žalost sem prelistal informacije in ugotovil, da je Amanov turmalin še en ponaredek.

Čez nekaj časa pa me je radovednost uma dala misliti - no, res bo Amano zaradi vsake druge koristi, zato se sramoti in prodajaj kašo?! Drugi trenutek, ki me je razveselil, je bil zaključek: če je kvarc piroelektrik, bi bili poleti na plaži vsa naša ljubka dekleta in brutalni moški s flisom kot volneni regrat! Konec koncev je na plaži pesek (95% kremen) z majhnimi nečistočami, ki jih sonce segreje do 40 in 50 stopinj!

Turmalin v akvariju

Torej kvarc še vedno ni piroelektrik! A zakaj potem, informacije o tem zdrsnejo. Ko smo dosegli globino narave kremena, je bilo ugotovljeno, da kljub temu vsak kremen nima dobrega enakomernega piezoelektričnega učinka: nečistoče, strukturne napake kremenovih kristalov izravnajo te lastnosti. Kljub temu se s tem odgovorom nisem zadovoljil, kremenov pesek je poceni in tudi če je "šibek", vendar ga ne moti, da ga damo v akvarij ... vsaj deset kilogramov, vsaj dvajset ... če le to "deluje" v korist rastlin.

Moral sem še naprej glodati granit znanosti! In tako so bile nekje v najbolj skritih kotičkih internetnega vesolja pridobljene naslednje informacije:

Kot električni pojav je piroelektrični učinek pred približno 200 leti opredelil Epinus. Vendar so bili glavni vidiki simetrije in fizikalni mehanizem piroelektričnega učinka opisani šele v začetku dvajsetega stoletja.Kromekristali turmalinske skupine so pojav "električnega odziva" s spremembo temperature opazili tudi v kremenu, v katerem ni vektorskega polarnega električnega momenta (kremen je nepiroelektrični, piezoelektrik). Razlaga "piroelektričnega učinka v kremenu" je bila dana šele pred približno 15 leti, ko je bilo ugotovljeno, da se lahko "umetna piroelektričnost" manifestira pod določenimi mejnimi pogoji v vseh razredih piezoelektričnih kristalov, kar je posledica umetno ustvarjene disimetrije.

Lahko rečemo tudi, da kristalni kremen ni piroelektrik, ampak se indikacija električnega polja med prostim deformiranjem kristala zaradi toplotnega raztezanja realizira s piezoelektričnim učinkom.

Kaj pomeni, če poenostavimo povedano. To pomeni, da je turmalin pravi piroelektrik. To pomeni, da generira električne impulze zaradi izpostavljenosti temperaturi, tudi brez deformacije (dokazano z znanstvenimi poskusi), mehanska deformacija ali deformacija kristalne mreže turmalina zaradi segrevanja daje le sekundarni piezo-piroelektrični učinek (in v agregatu skupna električna energija). ). Kremen - samo piezoelektrični, "deluje" samo zaradi deformacije, ki jo lahko povzroči, vključno s toplotnim delovanjem na strukturo kremenovega kristala. Tako je "lažni piroelektrični učinek" v kremenu v resnici piezoelektrični učinek.

Da bi dobili malo "lažnega piroelektrika" iz kremena, ga je treba temeljito segreti. To pomeni, da ni govora o pridobitvi piroelektričnega učinka zaradi majhnih temperaturnih nihanj iz kremena. Pravzaprav torej z dodajanjem kremenovega peska ali celo čistih kremenovih kristalov v akvarij ne bomo dobili ničesar. Na splošno zato dekleta na plaži ne izgledajo kot ježki iz volne, tudi pri razmeroma močnem segrevanju kremenčevega peska.

Podatki o piroelektričnem učinku pri temperaturi 20 C za različne minerale:

Kot je razvidno iz tabele, je njegov psevdopiroučinek minimalen - tudi če kvarc izmislite in segrejete do stanja deformacije strukture - 9-krat manjši kot pri turmalinu. Da bi dosegel zmogljivost turmalina, mora biti njegova temperatura ~ +200 stopinj.

Izkazalo se je, da ima starec Amano prav, turmalin je tisto, kar se lahko in mora uporabljati v akvariju, kot elektrobiostimulator rastlin. Izkazalo se je, da ja! Maestro shamano - namaste!

Ko se prepričamo, da je turmalin tisto, kar potrebujemo, se še enkrat pogovorimo, zakaj se uporablja Sherl.

V znanstveni literaturi je sprejeta klasifikacija turmalina po kemični sestavi. Razlikujejo se naslednje skupine, ki imajo svoje ime: burgerit - železov (Fe3 +) turmalin, dravit - natrij-magnezij, elbait - litij, sherl - tudi železov, vendar bogat s Fe2 +, cilijasmit - mangan, uvit - kalcij- magnezijev.

Iz razvrstitve turmalinov je Sherl najprimernejši za nas - akvariste, saj poleg električne energije daje železove katione - obliko, ki jo rastline najbolj adsorbirajo in jo je v keliranem stanju precej težko vzdrževati.

Ob tem odgovorite na vprašanje članka: »Turmalin v akvariju: magija ali šarlatanstvo?"To lahko storite - brez magije, turmalin - čista fizika in kemija!

To gradivo bi bilo nepopolno, če se ne bi dotaknili vprašanja: koliko električnih impulzov je na splošno potrebnih za rastline? Na splošno, kaj ima elektrika opraviti z rastlinami?. Oglejmo si hype video posnetek na to temo. Če si še niste ogledali zgornjega videa =)

Zgodi se, da je vse v našem svetu prežeto z "elektriko", sami smo hodi baterije. Kar zadeva rastline, se izkaže, da kmetijstvo že dolgo uporablja električne impulze za gojenje pridelkov! Tudi na YouTubu naši možje že dolgo razkazujejo svoj elektrokorenček =)

V omrežju je veliko informacij o tej temi, vnesite zahtevo "Električna energija in naprave". Na primer tukaj povezava. Zato v okviru tega članka menim, da informacije niso vredne kopiranja in lepljenja.

Članek bi rad zaključil s preprostimi zaključki. Še vedno ne kupujte turmalinskih hlač. Drgnite s sladkorjem (medom), jagodami, kumarami, smetano in dejansko dobite enak piro-piezo učinek + vitamini. Shranite turmalin za svojega najljubšega zeliščarja! Po pravici povedano je treba povedati, da seveda lahko dobite dobrega zeliščarja brez turmalina, a če imate radi svoj hobi, ste navdušeni nad njim, zakaj ne bi uporabili turmalina kot naravnega orodja in biostimulatorja rasti rastlin?!

Hvala za vaše zanimanje za članek, vabim vas k forum, kjer obravnavamo prakso uporabe turmalina v akvariju in zbiramo javno mnenje.

Bibliografija:

- V. Shurman "Svet kamna. Dragi in poldragi kamni", v 2 zvezkih, 1986. ur. Moskva "Mir".

- YU.M. Poplavko "Fizika aktivnih dielektrikov: učbenik", ur. SFedU, 2009.

- Z.G. Vasiliev "Piezoelektrične, piroelektrične in elastične lastnosti fenilalaninskih mikrocevk", disertacija za diplomo kandidata fizikalnih in matematičnih znanosti, 2016.

- A.A. BUSH, PIROELEKTRIČNI UČINEK IN NJEGOVA UPORABA, POMOČ ZA USPOSABLJANJE, MOSKVA 2005.

- Moskovska državna univerza. M.V. Geološka fakulteta Lomonosov [2008]. Tečajno delo "Električne lastnosti kristalov". Oddelek za kristalografijo in kristalno kemijo zaključila: študentka Goryaeva Alexandra.

Kul videoposnetki o rastlinah in zeliščarjih iz FanFishki