Turmalin w akwarium: magia czy szarlatanina?
Turmalin w akwarium
Czy lubisz rośliny akwariowe tak, jak je kochałem? Czy chcesz jak najlepiej wykorzystać swojego zielarza? Jeśli tak, to ten artykuł jest dla Ciebie.!
Rozmowa o użyciu turmalinu musi zaczynać się od tego, że cała infrastruktura szarlatanów obraca się wokół tego tematu. Prawdopodobnie wielu z was widziało w sprzedaży: mydło turmalinowe, grzebienie turmalinowe, paski, wkładki i Bóg wybacz mi - majtki turmalinowe! Oprócz wszystkiego okultystyczne osobowości nadają temu kryształowi magiczne właściwości, tak bardzo, że czasami zapiera dech w piersiach od efektu ezoteryczno-turmalinowego =)
Cała ta powódź służy jako zasłona, rodzaj zasłony nad prawdą tajemnicy turmalinu. Przygotowując ten materiał, musiałem siedzieć kilka dni i przetwarzać mnóstwo głupich rzeczy, które Yandex wyszukiwał na prośby o właściwości turmalinu. Niemniej jednak, studiując literaturę naukową z fizyki i chemii: książki, raporty, rozprawy ... udało mi się dojść do sedna prawdy. Na podstawie zbadanych materiałów chciałbym podzielić się informacjami ze społecznością akwarystyczną. W akwarystyce nie ujawniono również natury turmalinu, ponieważ w innych obszarach w akwariach rozwija się jedynie subiektywny sceptycyzm. Cóż, poniższe informacje są czysto naukowe.
Turmalin jest minerałem z grupy glinokrzemianów o zmiennym składzie. Istnieje wiele odmian turmalinu. Interesuje nas Sherl. Sherl (od niemieckiego Schörl) - czarny, także sherlit - minerał z podklasy borokrzemianów pierścieniowych, rodzaj turmalinu, charakteryzujący się obecnością w sieci krystalicznej sodu i żelaza. Nieprzezroczysty (w przeciwieństwie do innych odmian turmalinu). Ma nasycony czarny kolor ze względu na obecność atomów żelaza. Jest stosowany w przemyśle (głównie jako piroelektryczny i piezoelektryczny) oraz, w ograniczonym zakresie, w biżuterii i do produkcji filtrów polaryzacyjnych w optyce.
Wzór chemiczny minerału Sherl to NaFe2+3Al6Si6O18 (BO3) 3 (OH) 4. Magnez, mangan i żelazo mogą działać jak zanieczyszczenia zamiast żelaza..
Na pierwszy rzut oka wydaje się, że - tak, żelazo! Dlatego Sherl jest potrzebny w akwarium. Ale nie Nie jest to do końca prawdą, ponieważ istnieją inne łatwiejsze i tańsze sposoby wprowadzenia Fe2 + do akwarium. W tym przypadku ta właściwość Sherl jest dodatkową fajną opcją..
ADA Tourmaline BC
Po raz pierwszy „gorączka akwarystyczna” wokół Tourmaline Sherl zasiana przez wielu znanych maestro Takashi Amano, wypuszczając produkt - ADA Tourmaline BC, składający się z proszku turmalinu Sherl i proszku z węgla aktywowanego z bambusa. Według statystyk firmy ten produkt jest popularny i zyskał uznanie na świecie. Jednak krajowy akwarysta odstrasza cena, no i na tym tle sceptycyzm. W chwili pisania tego tekstu koszt ADA Tourmaline BC wynosi 1750 rubli (AquaLogo) za 100 gramów. W „Chinach” możesz szukać proszku z turmalinu nawet dziesięciokrotnie tańszego. Na Aliexpress na przykład wyraźnie sprzedają szeryf w kamieniach, ale muszą być zmielone w młynie do stanu proszku.
Następnie proszę o obejrzenie filmu ADA, który opisuje i pokazuje użycie turmalinu. Timer wideo 5:21 (przewijanie do tyłu).
Z wideo możemy zrozumieć, że Sherl jest nie tylko koncentratem mikroelementów dla rośliny, ale także stymulantem wytwarzającym słabe impulsy elektryczne, które z kolei mają właściwości biogenne w stosunku do roślin, korzeni i akwarium jako całości. Ale czy to naprawdę tak! A co najważniejsze, ze względu na to, co jest możliwe, jeśli to możliwe?!
Zagłębmy się w naturę turmalinu. Poniżej postaram się przekazać materiał w najbardziej uproszczonej formie, aby uniknąć nieporozumień i nadmiernego rozmycia. Dla czytelników, którzy chcą dokładnie przestudiować istotę i naturę turmalinu, na końcu artykułu pozostawię linki do literatury.
Przedstaw koncepcje.
Pyroelektryka (z innych greckich - ogień) - krystaliczne dielektryki ze spontaniczną (spontaniczną) polaryzacją, to znaczy polaryzacją przy braku wpływów zewnętrznych.
Pyroelektryczność jest właściwością niektórych kryształów dielektrycznych do zmiany wielkości polaryzacji elektrycznej wraz ze zmianą temperatury. W wyniku ogrzewania lub chłodzenia kryształu piroelektrycznego na jego powierzchniach pojawiają się ładunki elektryczne.
Kryształy substancji piroelektrycznych są dielektrykami o spontanicznej (spontanicznej) polaryzacji elektrycznej. Ponieważ zjawiska piroelektryczne należą do zjawisk wektorowych, kryształy dielektryczne dziesięciu klas polarnych muszą mieć właściwości piroelektryczne: 1, 2, 3, 4, 6, m, mm2, 3m, 4mm, 6mm.
Efekt piroelektryczny został po raz pierwszy wykryty na kryształach turmalinu (klasa 3m). Zauważono, że na białym papierze, na którym kryształy leżały przez długi czas, kurz gromadził się szczególnie intensywnie w pobliżu końców kryształu. Efekt ten tłumaczy się tym, że podczas wahań temperatury pokojowej na końcach kryształu pojawiają się ładunki, do których przyciągały się cząsteczki pyłu.
To samo zjawisko zostało bardzo wyraźnie i skutecznie potwierdzone przez eksperyment Kundta w 1883 r., Który polega na zapylaniu kryształów turmalinu mieszaniną proszku siarki i minium (Pb3O4), przepuszczonych przez sito jedwabne. Ponieważ cząstki tych minerałów są różnie zelektryfikowane podczas tarcia na jedwabiu, czerwone minium i żółta siarka są przyciągane do różnych końców kryształu turmalinu (odpowiadających końcom osi trzeciego rzędu), potwierdzając w ten sposób pojawienie się przeciwnych ładunków na końcach ogrzanego kryształu. Znajomość znaków ładunku proszków (dla siarki „-”, dla suryka „+”) pozwoliła ustalić charakter elektryfikacji turmalinu. Podczas chłodzenia tego samego kryształu znaki polaryzacji zmieniają się na przeciwne.
Takie właściwości piroelektryków stosuje się na przykład w urządzeniach do dokładnego rozliczania wahań temperatury. Jak również w innych obszarach.
Niektóre liczby. Płyta turmalinowa o grubości 1 mm ma g = 1,3 * 10-5 C / m2 * K. Rejestruje zmianę temperatury o 10-5 C. Po podgrzaniu do 10 ° C powstaje na nim ładunek o gęstości powierzchniowej 5 * 10-5 C * m2, co odpowiada różnicy potencjałów między powierzchniami ~ 1,2 kV. W przypadku ferroelektryków współczynnik piroelektryczny jest o 1–2 rzędy wielkości większy niż w przypadku turmalinu.
Niektóre wartości i gamma w 20 ° C.
Turmalin 1.3 * 10-5
Siarczan litu 3 * 10-4
Niobian litu 2 * 10-3
Tantalan litu 1 * 10-4
Tytanian baru (0,5-1) * 10-3
Ferroceramics 5 * 10-5
Ponadto każdy kryształ pyroelektryczny jest piezoelektryczny. Zmiana temperatury kryształu powoduje deformację, a następnie polaryzację piezoelektryczną nałożoną na polaryzację wywołaną efektem piroelektrycznym. Oznacza to, że występuje „pierwotny” („prawdziwy”) efekt piroelektryczny i „wtórny” lub „fałszywy” efekt piroelektryczny.
Piezoelektryka - dielektryki, w których obserwuje się efekt piezoelektryczny, to znaczy takie, które mogą albo pod wpływem odkształcenia (ściskanie / rozciąganie) indukować ładunek elektryczny na ich powierzchni (bezpośredni efekt piezoelektryczny), albo pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego odkształcają się temperatura (odwrotny efekt piezoelektryczny). Oba efekty odkryli bracia Jacques i Pierre Curie w latach 1880–1881..
Piezoelektryki są szeroko stosowane w nowoczesnej technologii jako element czujnika ciśnienia. Istnieją detonatory piezoelektryczne, ogromne źródła zasilania, miniaturowe transformatory, rezonatory kwarcowe do bardzo stabilnych generatorów częstotliwości, filtry piezoceramiczne, ultradźwiękowe linie opóźniające itp.. W życiu codziennym można zaobserwować efekt piezoelektryczny, na przykład w zapalniczce, gdzie iskra powstaje w wyniku nacisku na płytkę piezoelektryczną, a także diagnostykę medyczną za pomocą ultradźwięków, które wykorzystują źródło piezoelektryczne i czujnik ultradźwiękowy.
Z tego, co zostało powiedziane, otrzymujemy, że istnieją kryształy piroelektryczne - „wytwarzające prąd” po podgrzaniu, a piezoelektryczne - „wytwarzające prąd” po ściśnięciu / rozciągnięciu. Co więcej, piroelektryczne są zawsze piezoelektrykami, ale piezoelektryczne nie zawsze są piroelektryczne.
Istnieje wiele takich pirop piezoelektryków: niektóre minerały liniowe (turmalin), segmentoelektryki, cukier, aminokwasy, kwarc itp..
Ciekawa infografika wyjaśniająca na palcach
istota piezoelektryków
Rozumiejąc czary Takashi Amano, jasne jest, dlaczego wybrał Sherl - naturalny liniowy dielektryk, który ma impuls elektryczny niezbędny dla roślin z bułkami jonów Fe2 +. Jednak w trakcie pisania materiałów musiałem ciężko pracować, aby obalić własny sceptycyzm dotyczący turmalinu. Faktem jest, że turmalin jest kamieniem półszlachetnym, którego koszt jest dość wysoki. Oczywiste jest, że nie będziemy w stanie stosować cukru, innych substancji ze względu na ich właściwości, które są niedopuszczalne w akwarium. Ale kwarc! Dlaczego powiesz, że Takashi Amano nie używał kwarcu! W końcu ten sam piasek kwarcowy jest tanim materiałem budowlanym zawierającym 95% kwarcu!
Fakt, że kwarc jest w stu procentach piezoelektryczny, jest niepodważalny. Ale w rzadkich źródłach brzmiało również, że kwarc jest również pirolektryczny !!! ??? Oznacza to, że dzięki materiałowi, którego potrzebujemy w akwarium, daje prąd, nie tylko podczas deformacji, ale także po podgrzaniu ... Jak to możliwe!? Okazuje się, że Takashi Amano jest szarlatanem!?
Szczerze mówiąc, na pewnym etapie studium problemu nastąpiło całkowite rozczarowanie, niestety przejrzałem Stary, zdając sobie sprawę, że turmalin Amanovsky`ego to kolejna fałszywa.
Po jakimś czasie dociekliwość umysłu sprawiła, że zastanawiałem się - no cóż, czy to naprawdę byłby Amano z powodu każdej sekundy zysku, więc hańba i sprzedaż równowagi?! Drugim punktem, który mnie zachęcił, był wniosek: jeśli kwarc jest piroelektryczny, to latem na plaży wszystkie nasze urocze dziewczyny i brutalni mężczyźni z polarem przypominają wełniane mlecze! Rzeczywiście, na plaży znajduje się piasek (95% kwarcu) z małymi zanieczyszczeniami, który jest podgrzewany przez słońce do 40 i 50 stopni!
Turmalin w akwarium
Więc kwarc wciąż nie jest piroelektryczny! Ale dlaczego tak się dzieje. Po osiągnięciu głębi natury kwarcu stwierdzono, że jeszcze nie każdy kwarc ma nawet dobry efekt piezoelektryczny: zanieczyszczenia, wady strukturalne kryształów kwarcu niwelują te właściwości. Niemniej jednak nie byłem usatysfakcjonowany tą odpowiedzią, piasek kwarcowy jest tani i nawet jeśli jest „słaby”, ale nie jest nam przykro z powodu wlewania go do akwarium ... co najmniej dziesięć kilogramów, co najmniej dwadzieścia ... gdyby tylko działało na dobre rośliny.
Musiałem dalej gryźć granit nauki! A teraz, gdzieś w najbardziej ukrytych zakątkach wszechświata internetowego, uzyskano następujące informacje:
Efekt piroelektryczny został zakwalifikowany jako zjawisko elektryczne około 200 lat temu przez Epinusa. Jednak główne aspekty symetrii i fizyczny mechanizm efektu piroelektrycznego zostały opisane dopiero na początku XX wieku przez Vogta. Oprócz kryształów grupy turmalinowej w kwarcu zaobserwowano również „reakcję elektryczną” z temperaturą, w której nie ma wektorowego momentu elektrycznego biegunowego (kwarc jest niepirowy, ale piezoelektryczny). Wyjaśnienie „efektu pyroelektrycznego w kwarcu” zostało podane dopiero około 15 lat temu, kiedy ustalono, że może wystąpić „sztuczna pyroelektryczność” pod pewnymi warunkami brzegowymi we wszystkich klasach piezoelektrycznych kryształów, w wyniku sztucznie wytworzonej dyssymetrii.
Można również powiedzieć, że kwarc krystaliczny nie jest piroelektryczny, ale wskazanie pola elektrycznego podczas swobodnego odkształcania kryształu w wyniku rozszerzalności cieplnej realizowane jest poprzez efekt piezoelektryczny.
Co to oznacza, gdy jest uproszczony. A to oznacza, że turmalin jest prawdziwym piroelektrycznym. Oznacza to, że generuje impulsy elektryczne na podstawie skutków temperatury, nawet bez deformacji (co potwierdzają eksperymenty naukowe), deformacja mechaniczna lub deformacja sieci kryształów turmalinu w wyniku ogrzewania daje jedynie wtórny efekt piezo-piroelektryczny (i łącznie całkowitą elektryczność). Kwarc jest tylko piezoelektryczny, „działa” tylko na skutek deformacji, które mogą być spowodowane, w tym przez wpływ termiczny na strukturę kryształu kwarcu. Zatem „fałszywy efekt piroelektryczny” w kwarcu jest w rzeczywistości efektem piezoelektrycznym.
Aby uzyskać „fałszywą piroelektryczność” Malomalskiego z kwarcu, należy go odpowiednio podgrzać. Oznacza to, że nie ma mowy o uzyskaniu efektu piroelektrycznego z małych wahań temperatury kwarcu. W rzeczywistości nic nie dostaniemy po dodaniu piasku kwarcowego, a nawet czystych kryształów kwarcu do akwarium. Zasadniczo dlatego dziewczyny na plaży nie wyglądają jak wełniane jeże, nawet przy stosunkowo silnym nagrzaniu piasku kwarcowego.
Dane dotyczące działania pyroelektrycznego w temperaturze 20 ° C dla różnych minerałów:
Mineralne | Stała dielektryczna, i epsilon- | Współczynnik piroelektryczny p, C / cm2K | Napięcie elektryczne, kV |
Kwarc, 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 |
Niobian litu, LiNbO3 | 30,0 | (4-9) * 10-9 | 1,5-3,0 |
Tantalan litu, LiTaO3 | 45,0 | 17 * 10–9 | 6.4 |
Piezoceramika PZZ | 300–3000 | (6-50) * 10-9 | 0,2–0,1 |
Jak widać ze stołu, nawet jeśli zarysuje się i ogrzeje kwarc do stanu deformacji konstrukcji, jego pseudo-piroelektryczny efekt jest minimalny - 9 razy mniejszy niż turmalinu. Aby osiągnąć turmalin, jego temperatura powinna wynosić ~ + 200 stopni.
Okazuje się, że stary Amano ma rację, turmalin jest czymś, co może i powinno być stosowane w akwarium jako elektrostymulator roślin. Okazuje się, że tak! Maestro ShAmano - Namaste!
Po upewnieniu się, że turmalin jest tym, czego potrzebujemy, powiedzmy jeszcze raz, dlaczego Sherl jest używany.
W literaturze naukowej akceptowana jest klasyfikacja turmalinu według składu chemicznego. Następujące grupy mają swoje nazwy: burgeryt - żelazo (Fe3 +) turmalin, dravit - sód magnezowy, elbait - lit, sherl - także żelazisty, ale bogaty w Fe2 +, csilazyt - mangan, skręcony - wapń-magnez.
Zgodnie z klasyfikacją turmalinów najbardziej odpowiedni dla nas jest Sherl - akwarysta, ponieważ oprócz elektryczności daje dwuwartościowe kationy żelaza - formę najlepiej zaadsorbowaną przez rośliny i trudną do utrzymania w stanie chelatowanym.
Powiedziawszy to, można odpowiedzieć na pytanie artykułu: „Turmalin w akwarium: magia czy szarlatanina?” - bez magii, turmalinu - czysta fizyka i chemia!
Ten materiał byłby niekompletny, gdybyśmy nie zadali pytania: ile impulsów elektrycznych potrzeba ogólnie dla roślin? Ogólnie rzecz biorąc, co elektryczność ma wspólnego z roślinami. Zobaczmy klip wideo na ten temat.
Okazuje się, że wszystko w naszym świecie jest pełne „elektryczności”, my sami chodzimy po bateriach. Jeśli chodzi o rośliny, okazuje się, że w rolnictwie od dawna wykorzystywane są impulsy elektryczne do uprawy roślin! Nawet na YouTube nasi ludzie od dawna pokazują swoje elektryczne marchewki =)
Zapisz się do naszego Kanał na YouTube, aby niczego nie przegapić
W sieci jest wiele informacji na ten temat, wpisz zapytanie „Energia elektryczna i rośliny”. Na przykład tutaj link. Dlatego w ramach tego artykułu nie sądzę, że informacje warto skopiować.
Chcę zakończyć artykuł prostymi wnioskami. Nadal nie kupuj majtek z turmalinu. Pocieraj cukrem (miodem), truskawkami, ogórkami, śmietaną i, w rzeczywistości, uzyskuj ten sam efekt pyro-piezoelektryczny + witaminy. I oszczędzaj turmalin dla swojego ulubionego zielarza! Mówiąc uczciwie, warto powiedzieć, że oczywiście można uzyskać dobrego zielarza bez turmalinu, ale jeśli lubisz swoje hobby, jesteś pasjonatem tego, dlaczego nie wykorzystać turmalinu, jako naturalnego narzędzia i biostymulatora wzrostu roślin?!
Dziękuję za zainteresowanie tym artykułem, zapraszam do forum, gdzie omawiamy praktykę używania turmalinu w akwarium i zbieramy opinię publiczną.
Referencje:
- V. Shurman „Świat kamienia. Kamienie szlachetne i półszlachetne ”, w 2 tomach, 1986. wyd. Moskwa „Mir”.
- Yu.M. Pływak „Fizyka aktywnych dielektryków: podręcznik szkoleniowy”, wyd. SFU, 2009.
- S.G. Wasiliew „Piezoelektryczne, piroelektryczne i elastyczne właściwości mikroprobówek fenyloalaniny”, rozprawa doktorska o stopniu kandydata nauk fizycznych i matematycznych, 2016.
- A.A. TULEJA, EFEKT PYROELEKTRYCZNY I JEJ ZASTOSOWANIA, POMOC EDUKACYJNA, MOSKWA 2005.
- Moskiewski Uniwersytet Państwowy M.V. Lomonosov Department of Geology [2008]. Termin papier „Elektryczne właściwości kryształów”. Ukończono Wydział Krystalografii i Chemii Kryształów: student Alexander Goryaeva.
