Turmalin u akvariju: magija ili šuštanje?
Turmalin u akvariju
Voliš li akvarijske biljke onako kako sam ih volio? Želite li što bolje iskoristiti svoje ljekovite biljke? Ako je odgovor da, onda je ovaj članak za vas.!
Razgovor o upotrebi turmalina mora započeti činjenicom da se oko ove teme vrti čitava infrastruktura šarlatana. Vjerojatno su vas mnogi vidjeli u prodaji: turmalinski sapun, češalj od turmalina, pojasevi, ulošci i Bog mi oprosti - gaćice s turmalinom! Pored svega toga, okultne ličnosti obdaraju ovaj kristal magičnim svojstvima, toliko da vam ponekad oduzima dah od ezoterijsko-turmalinskog učinka =)
Sva ova poplava služi kao ekran, svojevrsni veo nad istinom misterije turmalina. Dok sam pripremao ovaj materijal, morao sam sjediti nekoliko dana i obrađivati tolike gluposti koje je Yandex pretraživao na zahtjevima za turmalinskim svojstvima. Ipak, proučavajući znanstvenu literaturu iz fizike i kemije: knjige, izvještaji, disertacije ... uspio sam doći do dna istine. Na temelju proučenih materijala, želio bih podijeliti informacije sa zajednicom akvarija. U akvaristici nije objavljena i priroda turmalina, kao što je to slučaj u drugim područjima, u akvarijima je razvijen samo subjektivni skepticizam. Pa, sljedeće su čisto znanstvene informacije.
Turmalin je mineral iz skupine aluminosilikata različitog sastava. Postoje mnoge sorte turmalina. Zanima nas Sherl. Sherl (od njemačkog Schörl) - crni, također šerlit - mineral potklase borosilikata u prstenu, vrsta turmalina, karakterizirana prisutnošću natrijevog i željeznog željeza u kristalnoj rešetki. Opaque (za razliku od drugih sorti turmalina). Ima zasićenu crnu boju, zbog prisutnosti atoma željeza. Upotrebljava se u industriji (uglavnom kao piroelektrična i piezoelektrična) i, u ograničenoj mjeri, u nakitu i za proizvodnju polarizirajućih filtera u optici.
Kemijska formula minerala Sherl je NaFe2+3Al6Si6O18 (BO3) 3 (OH) 4. Magnezij, mangan i željezno željezo mogu djelovati kao nečistoće umjesto željezovog željeza..
Na prvi pogled čini se da - da, željezno 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 je ova Sherl nekretnina dodatna lijepa opcija..
ADA Tourmaline BC
Prvi put su "akvarijsku groznicu" oko Tourmaline Sherl zasijali mnogi poznati maestro Takashi Amano, oslobađajući proizvod - ADA Tourmaline BC, koji se sastoji od praha turmelana Sherl i aktivnog praha od bambusovog ugljena. Prema statistikama kompanija, ovaj je proizvod popularan i stekao je svoje priznanje u svijetu. Međutim, domaći akvaristika plaši se cijenom, pa i u toj je situaciji skepticizam. U vrijeme pisanja, cijena ADA Tourmaline BC iznosi 1750 rubalja (AquaLogo) po 100 grama. U „Kini“ možete potražiti turmalinski prah do deset puta jeftiniji. Na primjer, u Aliexpressu, očito prodaju šerlove u kamenju, ali moraju ih biti mljeveni u mlinu do stanja praha.
Zatim vas molim da pogledate ADA video u kojem je opisana i prikazana upotreba turmalina. Video timer 5:21 (prema naprijed).
Iz videa možemo shvatiti da Sherl nije samo koncentrat mikroelemenata za biljku, već i stimulans koji stvara slabe električne impulse, koji zauzvrat imaju biogena svojstva u odnosu na biljke, korijenje i akvarij u cjelini. Ali je li zaista tako ?! I najvažnije, zbog onoga što je moguće, ako je moguće?!
Zavirimo u prirodu turmalina. Ispod ću pokušati prenijeti materijal u najjednostavnijem obliku, kako ne bi bilo nerazumijevanja i pretjeranog zamagljivanja. Za one čitatelje koji žele temeljito proučiti suštinu i prirodu turmalina, na kraju članka ostavit ću linkove na literaturu.
Uvesti pojmove.
pyroelectrics (od drugog grčkog - vatra) - kristalni dielektričari sa spontanom (spontanom) polarizacijom, odnosno polarizacijom u nedostatku vanjskih utjecaja.
Piroelektričnost je svojstvo nekih dielektričnih kristala da mijenjaju veličinu električne polarizacije s promjenom temperature. Kao posljedica zagrijavanja ili hlađenja piroelektričnog kristala, na licu se pojavljuju električni naboji.
Kristali piroelektričnih tvari su dielektričari sa spontanom (spontanom) električnom polarizacijom. Budući da piroelektrični fenomeni pripadaju vektorskim pojavama, dielektrični kristali deset polarnih klasa moraju imati piroelektrična svojstva: 1, 2, 3, 4, 6, m, mm2, 3m, 4 mm, 6 mm.
Piroelektrični učinak prvi je otkriven na kristalima turmalina (klasa 3m). Primijećeno je da se na bijelom papiru, na kojem su kristali dugo ležali, posebno intenzivno skupljala prašina blizu krajeva kristala. Taj se efekt objašnjava činjenicom da se tijekom fluktuacije sobne temperature na krajevima kristala pojavljuju naboji, na koje su privlačile čestice prašine.
Isti je fenomen vrlo jasno i učinkovito potvrdio i Kundtov pokus iz 1883. godine, koji se sastoji u oprašivanju kristala turmalina mješavinom sumpornog praha i minija (Pb3O4), propuštenih kroz sito sito. Budući da se čestice ovih minerala naelektriziraju različito pri trljanju o svilu, crveni minium i žuti sumpor privlače se na različitim krajevima kristala turmalina (koji odgovaraju krajevima osi 3. reda), što potvrđuje pojavu suprotnih naboja na krajevima grijanog kristala. Poznavanje znakova naboja praha (za sumpor „-“, za meerk „+“) omogućilo je utvrđivanje prirode elektrifikacije turmalina. Pri hlađenju istog kristala, znakovi polarizacije mijenjaju se u suprotno.
Takva svojstva piroelektrike koriste se, na primjer, u uređajima za točno izračunavanje temperaturnih oscilacija. Kao i na drugim područjima.
Neki brojevi. Ploča turmalina debljine 1 mm ima g = 1,3 * 10-5 C / m2 * K. Registrira temperaturnu promjenu od 10-5 C. Kada se zagrijava na 10C, na njemu se formira naboj površinske gustoće od 5 * 10-5 C * m2, što odgovara razlici potencijala između površina od 1,2 kV. Za feroelektrike, piroelektrični koeficijent je za 1-2 reda jači nego za turmalin.
Neke vrijednosti i gama na 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
Uz to je svaki piroelektrični kristal piezoelektrični. Promjena temperature kristala uzrokuje deformaciju, nakon čega slijedi piezoelektrična polarizacija naložena polarizacijom uzrokovanom piroelektričnim učinkom. Odnosno, postoji "primarni" ("pravi") piroelektrični učinak i "sekundarni" ili "lažni" piroelektrični učinak.
piezoelectrics - dielektričari u kojima se opaža piezoelektrični učinak, to jest oni koji mogu pod utjecajem deformacije (cijeđenje / istezanje) izazvati električni naboj na svojoj površini (izravni piezoelektrični učinak), ili pod utjecajem vanjskog električnog polja, temperaturnu deformaciju (obrnuti piezoelektrični učinak). Oba su efekta braća Jacques i Pierre Curie otkrili u 1880-1881..
Piezoelektričari se široko koriste u modernoj tehnologiji kao element senzora tlaka. Postoje piezoelektrični detonatori, ogromni izvori energije, minijaturni transformatori, kvarcni rezonatori za visoko stabilne generatore frekvencije, piezokeramički filtri, ultrazvučne linije kašnjenja itd.. U svakodnevnom životu možete primijetiti piezoelektrični učinak, na primjer, u upaljaču, gdje se od pritiska na piezoelektričnu ploču stvara iskre., kao i medicinsku dijagnostiku pomoću ultrazvuka, koji koristi piezoelektrični izvor i ultrazvučni senzor.
Iz onoga što je rečeno, zaključujemo da postoje piroelektrični kristali - „stvarajuća struja“ kada se zagrijavaju, a piezoelektrični - „stvarajuća struja“ kada se komprimira / rasteže. Štoviše, piroelektričari su uvijek piezoelektrični elementi, ali piezoelektrični nisu uvijek piroelektrični.
Postoji mnogo takvih piro-piezoelektrika: neki linearni minerali (turmalin), segmentoelektrični šećer, aminokiseline, kvarc itd..
Zanimljivo infografsko objašnjenje na prstima
suština piezoelektrike
Razumijevajući čarobnjaštvo Takashija Amanoa, jasno je zašto je odabrao Sherl - prirodni linearni dielektrik koji ima električni impuls potreban biljkama s pekmezom Fe2 + iona. Međutim, u procesu pisanja materijala morao sam naporno raditi kako bih razotkrio vlastiti skepticizam u vezi s turmalinom. Činjenica je da je turmalin poludragi kamen, čija je cijena prilično visoka. Jasno je da nećemo moći koristiti šećer, druge tvari zbog njihovih svojstava, koje nisu prihvatljive u akvariju. Ali kvarc! Zašto kažu da Takashi Amano nije koristio kvarc !? Uostalom, isti je kvarcni pijesak jeftin građevinski materijal koji sadrži 95% kvarca!
Činjenica da je kvarc stopostotni piezoelektrik je neosporna. Ali, u rijetkim je izvorima također zvučalo da je kvarc također pirolektrik !!! ??? Odnosno, s materijalom koji nam je potreban u akvariju, on daje struju, ne samo tijekom deformacije, nego i kada se zagrijava ... Kako to !? Ispada da je Takashi Amano kukavica!?
Iskreno, u nekoj fazi proučavanja tog pitanja došlo je do potpunog razočaranja, tužno sam prošao kroz Stari, shvativši da je Amanovski turmalin još jedna lažna.
Nakon nekog vremena, svejedno, radoznalost uma me je zapitala - dobro, bi li to zaista bio Amano zbog svake sekunde dobitka, pa da sramotim i prodajem bilancu ?! Druga točka koja me ohrabrila bio je zaključak: ako je kvarc piroelektričar, ljeti na plaži sve bi naše lijepe djevojke i brutalni muškarci s runom bili poput vunenih maslačaka! Doista, na plaži ima pijeska (95% kvarca) s malim nečistoćama, koje sunce zagrijava na 40 i 50 stupnjeva!
Turmalin u akvariju
Dakle, kvarc još uvijek nije piroelektrik! Ali zašto, onda, informacije propadaju o tome. Uvidjevši dubinu prirode kvarca, zaključeno je da još uvijek nije svaki kvarc čak ni dobar piezoelektrični učinak: nečistoće, strukturni nedostaci kvarcnih kristala izravnavaju ta svojstva. Ipak nisam bio zadovoljan ovim odgovorom, kvarcni pijesak je jeftin, pa čak i ako je „slab“, ali nije nam žao što smo ga ubacili u akvarij ... barem deset kilograma, najmanje dvadeset ... samo kada bi dobro djelovalo bilje.
Morao sam dodatno grickati granit znanosti! A sada, negdje u najtajnijim kutovima internetskog svemira, dobivene su sljedeće informacije:
Piroelektrični učinak Epinus je prije 200 godina kvalificirao kao električni fenomen. Međutim, glavne aspekte simetrije i fizički mehanizam piroelektričnog učinka opisao je Vogt tek početkom dvadesetog stoljeća. Pored kristala turmalinske skupine, pojava "električnog odgovora" s temperaturom primijećena je i kod kvarca u kojem nema vektorski polarni električni trenutak (kvarc je nepiroelektričan, već piezoelektrični). Objašnjenje „piroelektričnog efekta u kvarcu“ dato je tek prije oko 15 godina, kada je utvrđeno da „umjetna piroelektričnost“ može doći pod određenim graničnim uvjetima u svim piezoelektričnim klasama kristala, kao rezultat umjetno stvorene disimetrije.
Može se reći i da kristalni kvarc nije piroelektric, ali se indikacija električnog polja tijekom slobodne deformacije kristala uslijed toplinskog širenja ostvaruje pomoću piezoelektričnog učinka.
Što to znači kad se pojednostavi. A to znači da je turmalin pravi piroelektrik. Odnosno, stvara električne impulse od utjecaja temperature, čak i bez deformacije (dokazano znanstvenim eksperimentima), mehanička deformacija ili deformacija kristalne rešetke turmalina uslijed zagrijavanja daje samo sekundarni piezo-piroelektrični učinak (i ukupno cjelokupnu električnu energiju). Kvarc je samo piezoelektričan, "djeluje" samo od deformacije koja može biti izazvana, uključujući i toplinski utjecaj na strukturu kvarcnog kristala. Stoga je „lažni piroelektrični učinak“ u kvarcu u stvari piezoelektrični učinak.
Da bi se iz kvarca postigla malomalna „lažna piroelektričnost“, treba ju pravilno zagrijati. Odnosno, nema govora o postizanju piroelektričnog učinka malim fluktuacijama temperature iz kvarca. Zapravo, dakle, nećemo dobiti ništa od dodavanja kvarcnog pijeska ili čak čistih kvarcnih kristala u akvarij. Općenito, to je razlog zašto djevojke na plaži ne izgledaju poput vunastih ježeva, čak i s relativno jakim zagrijavanjem kvarcnog pijeska.
Podaci o piroelektričnom učinku pri temperaturi od 20 ° C za različite minerale:
mineral | Dielektrična konstanta, & epsilon- | Piroelektrični koeficijent p, C / cm2K | Električni napon, kV |
Kvarc, SiO2 * | 4.0 | * 0,69 * 10-9 | 0.19 |
Turmalin, (BO3) 3 (Si6O18) * (OH) 4 | 8.2 | 1,3 * 10-9 | 1.7 |
(NH2CH2COOH) * H2SO4 | 30.0 | 45 * 10-9 | 17 |
Litijev niobat, LiNbO3 | 30.0 | (4-9) * 10-9 | 1,5-3,0 |
Litijev tantalat, LiTaO3 | 45.0 | 17 * 10-9 | 6.4 |
PZZ piezoceramika | 300-3000 | (6-50) * 10-9 | 0,2-0,1 |
Kao što se može vidjeti iz tablice, čak i ako jedna kontura i zagrijava kvarc do stanja deformacije strukture, njegov pseudopiroelektrični učinak je minimalan - 9 puta manje od učinka turmalina. Da bi dostigao turmalin, njegova temperatura treba biti ~ +200 stupnjeva.
Ispada da je starac Amano u pravu, turmalin je nešto što se može i treba koristiti u akvariju kao elektrobiostimulator biljaka. Ispada da da! Maestro ShAmano - Namaste!
Nakon što smo sigurni da nam je turmalin ono što nam je potrebno, recimo ponovo zašto se koristi Sherl.
U znanstvenoj literaturi prihvaćena je klasifikacija turmalina prema kemijskom sastavu. Sljedeće skupine imaju svoje ime: burgerit - željezni (Fe3 +) turmalin, dravit - natrij-magnezij, elbait - litij, šerl - također valovit, ali bogat Fe2 +, tsilijazmit - mangan, uvrnut - kalcij-magnezij.
Iz klasifikacije turmalina najviše nam odgovara Sherl - akvaristi, jer osim električne energije daje dvovalentne katione željeza - oblik koji biljke najbolje adsorbiraju i koji je teško zadržati u keliranom stanju..
S navedenim rečima, moguće je odgovoriti na pitanje iz članka: „Turmalin u akvariju: magija ili šuštanje?“ - bez magije, turmalin - čista fizika i kemija!
Ovaj bi materijal bio nepotpun ako ne bismo postavili pitanje: koliko je električnih impulsa potrebno biljkama općenito? Kakve veze električna energija ima s biljkama. Pogledajmo hype videoisječak na ovu temu.
Ispada da je sve u našem svijetu prepuno "struje", mi sami hodamo baterije. Što se tiče biljaka, ispada da se u poljoprivredi električni impulsi odavno koriste za uzgoj usjeva! Čak i na YouTubeu, naši ljudi već odavno pokazuju svoju električnu mrkvu =)
Pretplatite se na naše YouTube kanalu da ne propustite ništa
Na mreži postoji puno informacija o ovoj temi, upišite upit "Električna energija i postrojenja". Na primjer, ovdje veza. Stoga, u okviru ovog članka, mislim da informaciju ne vrijedi kopirati.
Želim završiti članak jednostavnim zaključcima. Ipak, ne kupujte turmalinske gaćice. Utrljajte sa šećerom (medom), jagodama, krastavcima, vrhnjem i, ustvari, dobijete isti piro-piezoelektrični učinak + vitamine. I spremite turmalin za svog omiljenog ljekovitog bilja! Iskreno, vrijedi reći da, naravno, možete dobiti dobrog travara bez turmalina, ali ako volite svoj hobi, strast ste u njemu, zašto ne biste koristili turmalin, kao prirodni alat i biostimulator rasta biljaka?!
Hvala vam na zanimanju za članak, pozivam vas na forum, gdje razgovaramo o praksi uporabe turmalina u akvariju i okupljamo javno mišljenje.
reference:
- V. Shurman „Svijet kamena. Dragocjeno i poludrago kamenje ”, u 2 sveska, 1986. ed. Moskovski "Mir".
- YM Float "Fizika aktivnih dielektrika: priručnik za trening", ur. SFU, 2009.
- SG Vasiliev “Piezoelektrična, piroelektrična i elastična svojstva fenilalaninskih mikrocjevčica”, disertacija za zvanje doktoranda fizikalnih i matematičkih znanosti, 2016..
- AA ZADATAK, PIROELEKTRIČNI UČINAK I NJENE PRIJAVE, OBRAZOVNA POMOĆ, MOSKVA 2005.
- Moskovsko državno sveučilište MV Lomonosov odjel za geologiju [2008]. Termički rad "Električna svojstva kristala." Završio Zavod za kristalografiju i kristalnu kemiju: student Alexander Goryaeva.
