Turmalin v akvariju: čarovništvo ali šuštanje?
Turmalin v akvariju
Ali imate radi akvarijske rastline tako, kot sem jih ljubil? Bi radi kar najbolje izkoristili svojega zeliščarja? Če je odgovor pritrdilen, potem je ta članek za vas.!
Pogovor o uporabi turmalina se mora začeti z dejstvom, da se okoli te teme vrti celotna infrastruktura šarlatanov. Verjetno ste mnogi od vas videli v prodaji: turmalinsko milo, turmalinski glavniki, pasovi, vložki in Bog mi oprosti - spodnje hlače iz turmalina! Poleg vsega okultne osebnosti ta kristal podarijo s čarobnimi lastnostmi, toliko, da včasih odvzame dih ezoterično-turmalinskemu učinku =)
Vsa ta poplava služi kot zaslon, nekakšna tančica nad resnico skrivnosti turmalina. Med pripravo tega gradiva sem moral sedeti nekaj dni in obdelovati na tone neumnosti, ki jih je Yandex opravil pri prošnjah za turmalinske lastnosti. Kljub temu, ko sem študiral znanstveno literaturo iz fizike in kemije: knjige, poročila, disertacije ... mi je uspelo priti do dna resnice. Na podlagi preučenih materialov bi rad delil informacije z akvarijsko skupnostjo. V akvaristiki tudi narava turmalina ni razkrita, tako kot na drugih področjih je v akvarijih razvit le subjektivni skepticizem. No, naslednje so zgolj znanstvene informacije.
Turmalin je mineral iz skupine aluminosilikatov spremenljive sestave. Obstaja veliko sort turmalina. Zanima nas Šerl. Sherl (iz nemščine Schörl) - črn, tudi šerlit - mineral iz podrazreda obročnih borosilikatov, vrsta turmalina, za katerega je značilna prisotnost v kristalni rešetki natrija in železovega železa. Neprosojen (za razliko od drugih sort turmalina). Ima nasičeno črno barvo, zaradi prisotnosti železovih atomov. Uporablja se v industriji (predvsem kot piroelektrični in piezoelektrični) in v omejenem obsegu v nakitu in za izdelavo polarizirajočih filtrov v optiki.
Kemična formula minerala Sherl je NaFe2+3Al6Si6O18 (BO3) 3 (OH) 4. Magnezij, mangan in železovo železo lahko namesto železovega železa delujejo kot nečistoče..
Na prvi pogled se zdi, da - ja, železno železo! Zato je v akvariju potreben Sherl. Ampak ne. To ni povsem res, saj obstajajo drugi lažji in cenejši načini za vnos Fe2 + v akvarij. V tem primeru je ta lastnost Sherl dodatna lepa možnost..
ADA Tourmaline pr
Prvič so akvarijsko mrzlico okoli Tourmaline Sherl sejali številni znani maestro Takashi Amano, sprošča izdelek - ADA Tourmaline BC, sestavljen iz šerl turmalinskega prahu in aktivnega bambusovega oglja v prahu. Po statističnih podatkih podjetja je ta izdelek priljubljen in si je pridobil prepoznavnost v svetu. Vendar pa domačega akvaristika prestraši cena, no, in glede na to tudi skeptičnost. V času pisanja je strošek ADA Tourmaline BC 1750 rubljev (AquaLogo) na 100 gramov. Na "Kitajskem" lahko poiščete turmalinski prah do desetkrat cenejši. Pri Aliexpressu na primer očitno prodajajo šerle v kamnih, vendar jih je treba mletiti v mlinu do stanja prahu.
Nato vas prosim, da si ogledate video ADA, ki opisuje in prikazuje uporabo turmalina. Video timer 5:21 (previjanje nazaj).
Iz videoposnetka lahko razberemo, da Sherl ni samo koncentrat mikroelementov za rastlino, ampak tudi poživilo, ki ustvarja šibke električne impulze, ki pa imajo biogene lastnosti glede na rastline, korenine in akvarij kot celoto. A je res tako ?! In kar je najpomembneje, zaradi tega, kar je mogoče, če je le mogoče?!
Poglobimo se v naravo turmalina. Spodaj bom poskušal material posredovati v najbolj poenostavljeni obliki, da se izognem nerazumevanju in pretiranemu zamegljenju. Za tiste bralce, ki želijo temeljito preučiti bistvo in naravo turmalina, bom na koncu članka pustil povezave do literature.
Uvedite koncepte.
Piroelektriki (iz druge grščine - ogenj) - kristalni dielektriki s spontano (spontano) polarizacijo, torej s polarizacijo v odsotnosti zunanjih vplivov.
Piroelektričnost je lastnost nekaterih dielektričnih kristalov, da s spremembo temperature spreminjajo veličino električne polarizacije. Zaradi segrevanja ali hlajenja piroelektričnega kristala se na njegovih obrazih pojavijo električni naboji.
Kristali piroelektričnih snovi so dielektriki s spontano (spontano) električno polarizacijo. Ker piroelektrični pojavi pripadajo vektorskim pojavom, morajo imeti dielektrični kristali desetih polarnih razredov piroelektrične lastnosti: 1, 2, 3, 4, 6, m, mm2, 3m, 4 mm, 6 mm.
Piroelektrični učinek je bil prvič zaznan na kristalih turmalina (razred 3m). Opaženo je bilo, da se je na belem papirju, na katerem so dolgo ležali kristali, še posebej intenzivno nabiral prah blizu koncev kristala. Ta učinek je razložen z dejstvom, da se med nihanji sobne temperature na koncih kristala pojavijo naboji, kamor so pritegnili prašne delce.
Isti pojav je zelo jasno in učinkovito potrdil Kundtov poskus iz leta 1883, ki je sestavljen iz opraševanja kristalov turmalina z mešanico žvepla v prahu in minija (Pb3O4), ki se je prešel skozi sito sito. Ker se delci teh mineralov zaradi trenja o svili različno elektrificirajo, se rdeči minium in rumeno žveplo privabljata na različne konce kristala turmalina (kar ustreza koncem osi 3. reda), s čimer se potrdi pojav nasprotnih nabojev na koncih segretega kristala. Poznavanje znakov napolnjenosti praškov (za žveplo ";", za meerk "+") je omogočilo določitev narave elektrifikacije turmalina. Pri ohlajanju istega kristala se polarizacijski znaki spremenijo v nasprotno.
Takšne lastnosti piroelektrikov se uporabljajo na primer v napravah za natančno upoštevanje temperaturnih nihanj. Kot tudi na drugih področjih.
Nekaj številk. Plošča s turmalinom, debeline 1 mm, ima g = 1,3 * 10-5 C / m2 * K. Registrira temperaturno spremembo 10-5 C. Ko se segreje na 10C, na njej nastane naboj s površinsko gostoto 5 * 10-5 C * m2, kar ustreza potencialni razliki med površinama ~ 1,2 kV. Pri feroelektrikih je piroelektrični koeficient za 1-2 reda večji kot pri turmalinu.
Nekatere vrednosti & gama- 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, čemur sledi piezoelektrična polarizacija, ki se namesti na polarizacijo, ki jo povzroči piroelektrični učinek. To pomeni, da obstajata "primarni" ("resnični") piroelektrični učinek in "sekundarni" ali "lažni" piroelektrični učinek.
Piezoelektriki - dielektriki, pri katerih opazimo piezoelektrični učinek, to je tiste, ki lahko pod vplivom deformacije (stiskanje / raztezanje) povzročijo električni naboj na svoji površini (neposredni piezoelektrični učinek) ali pod vplivom zunanjega električnega polja temperaturno deformacijo (inverzni piezoelektrični učinek). Oba učinka sta brata Jacques in Pierre Curie odkrila v letih 1880-1881..
Piezoelektriki se v sodobni tehnologiji pogosto uporabljajo kot element tlačnega senzorja. Na voljo so piezoelektrični detonatorji, ogromni viri energije, miniaturni transformatorji, kvarčni resonatorji za visoko stabilne frekvenčne generatorje, piezokeramični filtri, ultrazvočne zakasnitvene linije itd.. V vsakdanjem življenju lahko opazujete piezoelektrični učinek, na primer v vžigalniku, kjer zaradi pritiska na piezoelektrično ploščo nastane iskrica, pa tudi medicinsko diagnostiko z uporabo ultrazvoka, ki uporablja piezoelektrični vir in ultrazvočni senzor.
Iz povedanega izhajamo, da obstajajo piroelektrični kristali - "pri ustvarjanju toka" pri ustvarjanju toka in piezoelektriki - "stiskanje / raztezanje". Poleg tega so piroelektriki vedno piezoelektriki, vendar piezoelektriki niso vedno piroelektriki.
Takšnih piro-piezoelektrikov je veliko: nekateri linearni minerali (turmalin), segmentoelektriki, sladkor, aminokisline, kremen itd..
Zanimiva infografska razlaga na prstih
bistvo piezoelektrike
Če razumemo čarovništvo Takašija Amana, je jasno, zakaj se je odločil za šerl - naravni linearni dielektrik, ki ima električni impulz, potreben za rastline s kupčki ionov Fe2 +. Vendar sem se moral med pisanjem gradiva zelo potruditi, da sem se lotil svoje skepse v zvezi s turmalinom. Dejstvo je, da je turmalin poldragi kamen, katerega stroški so precej visoki. Jasno je, da zaradi svojih lastnosti, ki v akvariju niso sprejemljive, ne bomo mogli uporabljati sladkorja, drugih snovi. Ampak kremen! Zakaj pravijo, da Takashi Amano ni uporabljal kremena !? Konec koncev je isti kremenčev pesek poceni gradbeni material, ki vsebuje 95% kremena!
Dejstvo, da je kremen stoodstotno piezoelektrično, je nesporno. Ampak v redkih virih se je tudi slišalo, da je kremen tudi piroelektrik !!! ??? Se pravi, da z materialom, ki ga potrebujemo v akvariju, daje tok, ne samo med deformacijo, ampak pri segrevanju ... Kako tako !? Izkazalo se je, da je Takashi Amano prepir!?
Iskreno, v neki fazi preučevanja vprašanja je bilo popolno razočaranje, žalostno sem prelistala staro, zavedajoč se, da je turmanin Amanovski še en ponaredek.
Čez nekaj časa, vse enako, radovednost uma me je spraševala - no, ali bi bil res Amano zaradi vsake sekunde dobička, tako da bi sramotil in prodal tehtnico ?! Druga točka, ki me je spodbudila, je bil ugotovitev: če je kremen piroelektrik, potem bi bili poleti na plaži vsa naša simpatična dekleta in brutalni moški s flisom podobni volnenim drevesom! Dejansko je na plaži pesek (95% kremena) z majhnimi nečistočami, ki jih sonce ogreva na 40 in 50 stopinj!
Turmalin v akvariju
Torej kremen še vedno ni piroelektrik! Toda zakaj potem informacije o tem zdrsnejo. Ko smo dosegli globino narave kremena, smo ugotovili, da še vedno nima vsak kremen le dober piezoelektrični učinek: nečistoče, strukturne napake kremenčevih kristalov izravnajo te lastnosti. Kljub temu nisem bil zadovoljen s tem odgovorom, kremenov pesek je poceni in četudi je "šibek", vendar nam ni žal, da smo ga v akvarij vlili ... vsaj deset kilogramov, vsaj dvajset ..., če bi le deloval v dobro rastline.
Moral bi še bolj prerezati granit znanosti! In zdaj, nekje v najbolj skritih kotičkih internetnega vesolja, so bile pridobljene naslednje informacije:
Piroelektrični učinek je Epinus pred približno 200 leti označil za električni pojav. Vendar je glavne vidike simetrije in fizikalnega mehanizma piroelektričnega učinka Vogt opisal šele na začetku dvajsetega stoletja. Poleg kristalov turmalinske skupine je bil pri kremenu opažen tudi pojav "električnega odziva" s temperaturo, v katerem ni vektorskega polarnega električnega trenutka (kremen je nepiroelektrični, ampak piezoelektrični). Pojasnilo "piroelektričnega učinka v kremenu" je bilo pred približno 15 leti, ko je bilo ugotovljeno, da lahko pride do "umetne piroelektričnosti" pod določenimi mejnimi pogoji v vseh piezoelektričnih razredih kristalov, ki so posledica umetno ustvarjene disimetrije.
Prav tako lahko rečemo, da kristalni kremen ni piroelektrik, vendar se indikacija električnega polja med prosto deformacijo kristala zaradi toplotne ekspanzije uresničuje s pomočjo piezoelektričnega učinka.
Kaj to pomeni, če poenostavimo. In to pomeni, da je turmalin pravi piroelektrik. To pomeni, da ustvarja električne impulze pod vplivom temperature, tudi brez deformacije (dokazano z znanstvenimi poskusi), mehanska deformacija ali deformacija kristalne rešetke turmalina zaradi segrevanja daje le sekundarni piezo-piroelektrični učinek (in v celotni agregatni elektriki). Kremen je le piezoelektrik, "deluje" samo zaradi deformacije, ki jo lahko povzroči, tudi s termičnim vplivom na strukturo kremenčevega kristala. Tako je "lažni piroelektrični učinek" v kremenu pravzaprav piezoelektrični učinek.
Da bi iz kremena dobili malomalsko "lažno piroelektričnost", jo je treba pravilno segreti. Se pravi, ni govora o pridobitvi piroelektričnega učinka zaradi majhnih temperaturnih nihanj iz kremena. Pravzaprav torej ne bomo dobili ničesar od dodajanja kremenčevega peska ali celo čistih kremenčevih kristalov v akvarij. Na splošno zato dekleta na plaži ne izgledajo kot volneni ježi, tudi z relativno močnim segrevanjem kremenčevega peska.
Podatki o piroelektričnem učinku pri temperaturi 20 ° C za različne minerale:
Mineralna | Dielektrična konstanta, & epsilon- | Piroelektrični koeficient p, C / cm2K | Električna napetost, kV |
Kremen, 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 |
Kot je razvidno iz preglednice, četudi en obris in segreje kremen do stanja deformacije strukture, je njegov psevdo-piroelektrični učinek minimalen - 9-krat manjši od učinka turmalina. Da doseže turmalin, mora biti njegova temperatura ~ +200 stopinj.
Izkazalo se je, da ima starček Amano prav, turmalin je nekaj, kar se lahko in mora uporabljati v akvariju kot elektrobiostimulator rastlin. Izkaže se, da da! Maestro ShAmano - Namaste!
Ko se prepričamo, da potrebujemo turmalin, še enkrat povejmo, zakaj ga uporabljamo Sherl.
V znanstveni literaturi je sprejeta razvrstitev turmalina po kemični sestavi. Naslednje skupine imajo svoje ime: burgerit - železni (Fe3 +) turmalin, dravit - natrijev-magnezij, elbait - litij, šerl - tudi ferrugin, vendar bogat s Fe2 +, tiliazmite - mangan, zvit - kalcijev-magnezij.
Iz razvrstitve turmalinov je najbolj primeren za nas - akvariste, Sherl, saj poleg električne energije daje dvovalentne katione železa - obliko, ki jo rastline najbolj dobro adsorbirajo in ki jo je težko ohraniti v kelatiranem stanju.
S tem je mogoče odgovoriti na vprašanje v članku: "Turmalin v akvariju: magija ali šuštarstvo?" - brez čarovništva, turmalin - čista fizika in kemija!
To gradivo bi bilo nepopolno, če ne bi postavili vprašanja: koliko električnih impulzov je potrebnih za rastline na splošno? Na splošno, kaj ima elektrika z rastlinami. Oglejmo si hype video posnetek na to temo.
Izkazalo se je, da je vse v našem svetu prepredeno z "elektriko", sami hodimo na baterije. Kar se tiče rastlin, se izkaže, da se v kmetijstvu že dolgo uporabljajo električni impulzi za gojenje pridelkov! Tudi na YouTubu naši možje že dolgo razkazujejo svoje korenje =)
Naročite se na naše YouTube kanal, da ne zamudite ničesar
V tej mreži je veliko informacij o tej temi, vnesite poizvedbo "Električna energija in naprave". Na primer tukaj sklic. Zato v okviru tega članka mislim, da informacij ni vredno kopirati.
Članek želim zaključiti s preprostimi zaključki. Kljub temu ne kupujte turmalinskih spodnjih hlač. Drgnite s sladkorjem (med), jagodami, kumarami, smetano in pravzaprav dobite enak piro-piezoelektrični učinek + vitamine. In prihranite turmalin za svojega najljubšega zeliščarja! Pošteno povedano velja, da seveda lahko dobite dobrega zeliščarja brez turmalina, če pa vam je hobi všeč, ste navdušeni nad njim, zakaj ne uporabite turmalina, kot naravnega orodja in biostimulatorja rasti rastlin?!
Hvala za zanimanje za članek, vabim vas k forum, kjer razpravljamo o praksi uporabe turmalina v akvariju in zbiramo javno mnenje.
Reference:
- V. Shurman »Svet kamna. Dragi in poldragi kamni ”, v 2 zvezkih, 1986. ed. Moskovski "Mir".
- Yu.M. Float "Fizika aktivnih dielektrikov: priročnik za vadbo", ed. SFU, 2009.
- S.G. Vasiliev "Piezoelektrične, piroelektrične in elastične lastnosti fenilalaninskih mikrocevcev", disertacija za doktorat fizikalnih in matematičnih znanosti, 2016.
- A.A. BUSH, PIROELEKTRIČNI UČINKI IN NJENE Vloge, IZOBRAŽEVALNA POMOČ, MOSKVA 2005.
- Moskovska državna univerza M.V. Lomonosov oddelek za geologijo [2008]. Termin papir "Električne lastnosti kristalov." Odsek za kristalografijo in kristalno kemijo zaključil: študentka Aleksandra Gorjajeva.
