Turmalin w akwarium: magia czy znachorstwo?

Czy kochasz rośliny akwariowe tak, jak ja je kochałem?? Chcesz jak najlepiej wykorzystać swojego zielarza?? Jeśli tak, to ten artykuł jest dla Ciebie!

Rozmowę o zastosowaniu turmalinu należy zacząć od tego, że wokół tego tematu krąży cała infrastruktura szarlatanów. Zapewne wielu z was widziało w sprzedaży: mydło turmalinowe, grzebienie turmalinowe, paski, wkładki i Boże wybacz - majtki turmalinowe! Na dodatek osobowości okultystyczne nadają temu kryształowi magiczne właściwości i takie, że czasami zapiera dech w piersiach od efektu ezoteryczno-turmalinowego =)

Cała ta powódź służy jako ekran, rodzaj zasłony nad prawdą tajemnicy turmalinu. Przygotowując ten materiał, musiałem dobrze siedzieć przez kilka dni i przetwarzać tony bzdur, które wypuścił Yandex.Wyszukaj właściwości turmalinu. Niemniej studiowanie literatury naukowej z zakresu fizyki i chemii: książek, raportów, dysertacji... Udało mi się dotrzeć do sedna prawdy. Na podstawie przebadanych materiałów chciałbym podzielić się informacjami ze społecznością akwarystyczną. W akwarystyce natura turmalinu również nie jest ujawniana, ponieważ w innych obszarach w akwarystyce rozwija się tylko subiektywny sceptycyzm. Cóż, poniższe informacje są czysto naukowe.

Ale wcześniej obejrzyj bardzo pouczający film o elektryczności w życiu roślin.

Turmalin to minerał z grupy glinokrzemianów o zmiennym składzie. Istnieje wiele odmian turmalinu. Jesteśmy zainteresowani Sherl. Sherl (od niego. Schörl) - czarny, także sherlit - minerał podklasy borokrzemianów pierścieniowych, rodzaj turmalinu, charakteryzujący się obecnością sodu i żelaza w sieci krystalicznej. Nieprzezroczysty (w przeciwieństwie do innych odmian turmalinu). Ma głęboką czerń ze względu na obecność atomów żelaza. Stosowany w przemyśle (głównie jako piroelektryczny i piezoelektryczny) oraz w ograniczonym zakresie w jubilerstwie oraz do produkcji filtrów polaryzacyjnych w optyce.

Wzór chemiczny minerału Sherl - NaFe2+3Al6Si6O18 (BO3) 3 (OH) 4. Magnez, mangan i żelazo żelazowe mogą działać jako zanieczyszczenia zamiast żelaza żelazawego.

Na pierwszy rzut oka wydaje się, że - tak, żelazo żelazne! Właśnie dlatego Sherl jest potrzebny w akwarium. Ale nie. To nie do końca prawda, ponieważ istnieją inne łatwiejsze i tańsze sposoby na wprowadzenie Fe2+ do akwarium. W tym przypadku ta właściwość Sherl jest dodatkową fajną opcją.

ADA Turmalin BC

Po raz pierwszy Sherl zasiał „gorączkę akwariową” wokół turmalinu maestro Takashi Amano, wprowadzenie na rynek produktu - ADA Tourmaline BC, składającego się z proszku turmalinowego Sherl oraz proszku z aktywowanego węgla drzewnego bambusa. Według statystyk firmy ten produkt jest popularny i zyskał uznanie na świecie. Jednak krajowego akwarysty zniechęca cena, no cóż, na tym tle sceptycyzm. W chwili pisania tego tekstu koszt ADA Tourmaline BC wynosi 1750 rubli (AquaLogo) za 100 gramów. V "Chiny" proszków turmalinowych można szukać jedenastokrotnie taniej. Na Aliexpress na przykład na pewno sprzedają szele w kamieniu, ale muszą być zmielone w młynku do stanu proszku.

Następnie proszę o obejrzenie filmu ADA, który opisuje i pokazuje zastosowanie turmalinu. Zegar wideo 5:21 (przewiń).

Z filmu 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 jak cały. Ale czy tak jest naprawdę??! A co najważniejsze, ze względu na to, co jest możliwe, jeśli to możliwe?!

Zagłęb się w naturę turmalinu. Poniżej postaram się przekazać materiał w jak najbardziej uproszczonej formie, aby uniknąć nieporozumień i niepotrzebnego rozmycia. Dla tych czytelników, którzy chcą dokładnie przestudiować istotę i naturę turmalinu, na końcu artykułu zostawię linki do literatury.

Przedstawmy pojęcia.

Piroelektryki (od dr.grecki. - ogień) - dielektryki krystaliczne o spontanicznej (spontanicznej) polaryzacji, czyli polaryzacji przy braku wpływów zewnętrznych.

Piroelektryczność jest właściwością niektórych kryształów dielektrycznych, która zmienia wielkość polaryzacji elektrycznej, gdy zmienia się temperatura. W wyniku nagrzania lub schłodzenia kryształu piroelektrycznego na jego powierzchniach pojawiają się ładunki elektryczne.

Kryształy substancji piroelektrycznych - dielektryki o spontanicznej (spontanicznej) polaryzacji elektrycznej. Ponieważ zjawiska piroelektryczne są wektorowe, to kryształy dielektryków dziesięciu klas polarności powinny mieć właściwości piroelektryczne: 1, 2, 3, 4, 6, m, mm2, 3m, 4mm, 6mm.

Efekt piroelektryczny po raz pierwszy odkryto na kryształach turmalinu (klasa 3m). Zauważono, że na białym papierze, na którym długo leżały kryształy, kurz zbierał się szczególnie intensywnie przy końcach kryształu. Efekt ten tłumaczy się tym, że przy wahaniach temperatury pokojowej na końcach kryształu pojawiają się ładunki, do których przyciągane są ziarna pyłu.

To samo zjawisko bardzo wyraźnie i skutecznie potwierdził eksperyment Kundta z 1883 r., który polega na zapylaniu kryształów turmalinu mieszaniną proszku siarki i czerwonego ołowiu (Pb3O4) przepuszczanego przez sito jedwabne. Ponieważ cząstki tych minerałów są naelektryzowane w różny sposób podczas pocierania o jedwab, czerwony czerwony ołów i żółta siarka są przyciągane do różnych końców kryształu turmalinu (odpowiadających końcówkom osi trzeciego rzędu), potwierdzając w ten sposób pojawienie się przeciwnych ładunków na końcach rozgrzanego kryształu. Znajomość znaków ładunku proszków (dla siarki „-”, dla czerwonego ołowiu „+”) umożliwiła ustalenie charakteru elektryfikacji turmalinu. Gdy ten sam kryształ zostanie schłodzony, znaki polaryzacji zmieniają się na przeciwne.

Takie właściwości piroelektryków wykorzystuje się np. w urządzeniach do dokładnego rejestrowania wahań temperatury. A także w innych obszarach.

Niektóre liczby. Płyta turmalinowa o grubości 1 mm ma γ = 1,3 * 10^-5 Cl / m² *DO. Rejestruje zmiany temperatury 10^-5 C. Po podgrzaniu w 10C powstaje na nim ładunek o gęstości powierzchniowej 5 * 10^-5 Kl * m², co odpowiada różnicy potencjałów między ścianami ~ 1,2 kV. W ferroelektrykach współczynnik piroelektryczny jest o 1-2 rzędy wielkości wyższy niż w przypadku turmalinu.

Niektóre wartości γ w 20 C.

Turmalin 1,3 * 10^-5

Siarczan litu 3 * 10^-4

Niobatan litu 2 * 10^-3

Tantalian litu 1*10^-4

Tytanian baru (0,5-1) * 10^-3

Ferroceramika 5 * 10^-5

Ponadto każdy kryształ piroelektryczny jest piezoelektryczny. Zmiana temperatury kryształu powoduje deformację, a następnie polaryzację piezoelektryczną, nałożoną na polaryzację wywołaną efektem piroelektrycznym. Oznacza to, że istnieje „pierwotny” („prawdziwy”) efekt piroelektryczny i „wtórny” lub „fałszywy” efekt piroelektryczny.

Piezoelektryki - dielektryki, w których obserwuje się efekt piezoelektryczny, czyli takie, które mogą albo indukować ładunek elektryczny na swojej powierzchni pod wpływem odkształcenia (ściskania/rozciągania) (bezpośredni efekt piezoelektryczny), albo odkształcać się pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego, temperatura (odwrócony 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. Są to detonatory piezoelektryczne, źródła dźwięku dużej mocy, miniaturowe transformatory, rezonatory kwarcowe do wysokostabilnych generatorów częstotliwości, filtry piezoceramiczne, ultradźwiękowe linie opóźniające itp. W życiu codziennym efekt piezoelektryczny można zaobserwować np. w zapalniczce, gdzie iskra powstaje od nacisku na płytkę piezoelektryczną, a także w diagnostyce medycznej z wykorzystaniem ultradźwięków, w których wykorzystuje się źródło piezoelektryczne oraz czujnik ultradźwiękowy.

Z powyższego wynika, że ​​występują kryształy piroelektryczne - "generujące prąd" po podgrzaniu i piezoelektryki - "generujące prąd" po ściśnięciu/rozciągnięciu. W tym przypadku piroelektryki są zawsze piezoelektrykami, ale piezoelektryki nie zawsze są piroelektrykami.

Takich piro-piezoelektryków jest wiele: niektóre minerały liniowe (turmalin), segentoelektryki, cukier, aminokwasy, kwarc itp.D.

Ciekawe infografiki objaśniające na palcach

esencja piezoelektryków

Rozumiejąc czary Takashi Amano, jasne jest, dlaczego wybrał Sherl - naturalny liniowy dielektryk, który ma impuls elektryczny niezbędny dla roślin z bułeczkami jonów Fe2+. Jednak w trakcie pisania materiałów musiałem ciężko pracować, aby obalić własny sceptycyzm wobec turmalinu. Faktem jest, że turmalin jest kamieniem półszlachetnym, którego koszt jest dość wysoki. Oczywiste jest, że nie będziemy mogli używać cukru, innych substancji ze względu na ich właściwości, które nie są akceptowane w akwarium. Ale kwarc! Dlaczego mówi się, 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, nie podlega dyskusji. Ale w rzadkich źródłach również brzmiało, że kwarc to także piroelektryka!!!??? To znaczy z materiałem, którego potrzebujemy w akwarium - daje prąd nie tylko podczas deformacji, ale także po podgrzaniu ..!? Okazuje się, że Takashi Amano jest szarlatanem!?

Szczerze mówiąc, na pewnym etapie badania problemu doszło do całkowitego rozczarowania, ze smutkiem przekartkowałem informacje, zdając sobie sprawę, że turmalin Amanowa to kolejna podróbka.

Po jakimś czasie jednak dociekliwość umysłu kazała mi pomyśleć - no naprawdę Amano będzie, bo co druga korzyść, więc zhań się i sprzedaj kleik?! Drugim momentem, który mnie rozweselił, był wniosek: jeśli kwarc jest piroelektrykiem, to latem na plaży wszystkie nasze śliczne dziewczyny i brutalni mężczyźni z polarem będą jak wełniane dmuchawce! Przecież na plaży jest piasek (95% kwarc) z drobnymi zanieczyszczeniami, który słońce nagrzewa do 40 i 50 stopni!

Turmalin w akwarium

Więc kwarc nadal nie jest piroelektrykiem! Ale dlaczego w takim razie informacja o tym się wymyka?. Po dotarciu do głębi natury kwarcu stwierdzono, że jednak nie każdy kwarc ma dobre równomierne działanie piezoelektryczne: zanieczyszczenia, wady strukturalne kryształów kwarcu niwelują te właściwości. Niemniej jednak nie byłam zadowolona z tej odpowiedzi, piasek kwarcowy jest tani i nawet jeśli jest „słaby”, ale nie mamy nic przeciwko wkładaniu go do akwarium… przynajmniej dziesięciu kilogramów, przynajmniej dwudziestu… gdyby tylko "działa" na rzecz roślin.

Musiałem dalej gryźć granit nauki! I tak gdzieś w najbardziej ukrytych zakamarkach internetowego uniwersum uzyskano następujące informacje:

Jako zjawisko elektryczne efekt piroelektryczny został zakwalifikowany około 200 lat temu przez Epinus. Jednak główne aspekty symetrii i fizyczny mechanizm efektu piroelektrycznego zostały opisane dopiero na początku XX wieku.Kromekryształy z grupy turmalinów, pojawienie się „odpowiedzi elektrycznej” ze zmianą temperatury zaobserwowano również w kwarcu, w którym nie ma wektorowego biegunowego momentu elektrycznego (kwarc jest niepiroelektrykiem, piezoelektrykiem). Wyjaśnienie „efektu piroelektrycznego w kwarcu” podano dopiero około 15 lat temu, kiedy stwierdzono, że „sztuczna piroelektryczność” może się objawiać pod pewnymi warunkami brzegowymi we wszystkich klasach kryształów piezoelektrycznych, w wyniku sztucznie wytworzonej dysymetrii.

Można również powiedzieć, że kwarc krystaliczny nie jest piroelektrykiem, ale wskazanie pola elektrycznego podczas swobodnej deformacji kryształu na skutek rozszerzalności cieplnej realizowane jest poprzez efekt piezoelektryczny.

Co to znaczy, jeśli uprościmy to, co zostało powiedziane?. Oznacza to, że turmalin jest prawdziwym piroelektrykiem. Oznacza to, że generuje impulsy elektryczne pod wpływem temperatury, nawet bez deformacji (potwierdzone eksperymentami naukowymi), deformacja mechaniczna lub deformacja sieci krystalicznej turmalinu na skutek nagrzewania daje tylko wtórny efekt piezo-piroelektryczny (a w sumie całkowita energia elektryczna ). Kwarc - tylko piezoelektryczny, "działa" tylko od odkształceń, które mogą być spowodowane m.in. oddziaływaniem termicznym na strukturę kryształu kwarcu. Tak więc „fałszywy efekt piroelektryczny” w kwarcu jest w rzeczywistości efektem piezoelektrycznym.

Aby uzyskać trochę „fałszywego piroelektryka” z kwarcu, należy go dokładnie podgrzać. Oznacza to, że nie ma mowy o uzyskaniu efektu piroelektrycznego z małych wahań temperatury kwarcu. Właściwie więc nic nie uzyskamy z dodawania do akwarium piasku kwarcowego czy nawet czystych kryształków kwarcu. Generalnie dlatego dziewczyny na plaży nie wyglądają jak wełniane jeże, nawet przy stosunkowo silnym nagrzaniu piasku kwarcowego.

Dane efektu piroelektrycznego w temperaturze 20 C dla różnych minerałów:

Jak widać z tabeli, nawet jeśli wymyślisz i podgrzejesz kwarc do stanu odkształcenia struktury, jego pseudopiroefekt jest minimalny - 9 razy mniejszy niż turmalinu. Aby osiągnął wydajność turmalinu, jego temperatura musi wynosić ~ +200 stopni.

Okazuje się, że staruszek Amano ma rację, turmalin jest tym, co może i powinno być stosowane w akwarium, jako elektrobiostymulator roślin. Okazuje się, że tak! Maestro shamano - namaste!

Po upewnieniu się, że turmalin jest tym, czego potrzebujemy, porozmawiajmy jeszcze raz, dlaczego używany jest Sherl.

W literaturze naukowej akceptowana jest klasyfikacja turmalinu według składu chemicznego. Wyróżnia się następujące grupy, które mają własną nazwę: burgherite - żelazny (Fe3 +) turmalin, drawit - sodowo-magnezowy, elbait - lit, sherl - również żelazisty, ale bogaty w Fe2 +, tsiliasmite - mangan, uvit - wapń- magnezj.

Z klasyfikacji turmalinów Sherl jest najbardziej odpowiedni dla nas - akwarystów, ponieważ oprócz elektryczności daje kationy żelaza - postać najbardziej adsorbowaną przez rośliny i dość trudną do utrzymania w stanie schelatowanym.

Powiedziawszy to, odpowiedz na pytanie artykułu: „Turmalin w akwarium: magia czy znachorstwo?"Możesz to zrobić - bez magii, turmalin - czysta fizyka i chemia!

Ten materiał byłby niekompletny, gdybyśmy nie poruszyli pytania: ile impulsów elektrycznych na ogół potrzeba roślinom? Ogólnie rzecz biorąc, co ma wspólnego energia elektryczna z roślinami?. Obejrzyjmy hype wideoklip na ten temat. Jeśli nie oglądałeś powyższego filmu =)

Tak się składa, że ​​wszystko w naszym świecie jest przesiąknięte „elektrycznością”, my sami jesteśmy chodzącymi bateriami. Jeśli chodzi o rośliny, okazuje się, że rolnictwo od dawna wykorzystuje impulsy elektryczne do uprawy roślin! Nawet na YouTube nasi mężczyźni od dawna popisują się swoją elektromarchewką =)

W sieci jest dużo informacji na ten temat, wpisz zapytanie „Elektryczność i instalacje”. Na przykład tutaj połączyć. Dlatego w ramach tego artykułu nie uważam, że informacje warto kopiować i wklejać.

Artykuł chciałbym zakończyć prostymi wnioskami. Nadal nie kupuj majtek turmalinowych. Natrzyj cukrem (miodem), truskawkami, ogórkami, śmietaną i faktycznie uzyskaj ten sam efekt piro-piezo + witaminy. Zapisz turmalin dla swojego ulubionego zielarza! W uczciwości należy powiedzieć, że oczywiście można dostać dobrego zielarza bez turmalinu, ale jeśli kochasz swoje hobby, pasjonujesz się nim, dlaczego nie wykorzystać turmalinu, jako naturalnego narzędzia i biostymulatora wzrostu roślin?!

Dziękuję za zainteresowanie artykułem, zapraszam forum, gdzie omawiamy praktykę stosowania turmalinu w akwarium i zbieramy opinię publiczną.

Bibliografia:

- V. Shurman „Świat kamienia. Kamienie szlachetne i półszlachetne”, 2 tomy, 1986. Ed. Moskwa „Mir”.

- YU.m. Poplavko „Fizyka dielektryków aktywnych: podręcznik”, wyd. SFedU, 2009.

- Z.g. Wasiliew „Piezoelektryczne, piroelektryczne i elastyczne właściwości mikrorurek fenyloalaniny”, rozprawa na stopień kandydata nauk fizycznych i matematycznych, 2016.

- A.A. TULEJA, EFEKT PIROELEKTRYCZNY I JEGO ZASTOSOWANIE, POMOC SZKOLENIOWA, MOSKWA 2005.

- Uniwersytet Państwowy w Moskwie. m.V. Wydział Geologiczny Łomonosowa [2008]. Praca kursowa „Właściwości elektryczne kryształów”. Katedra Krystalografii i Chemii Kryształów ukończyła: studentka Goryaeva Alexandra.

Fajne filmy o roślinach i zielarzach od FanFishki