Turmalín v akváriu: mágia alebo šarlatánstvo?

Milujete akváriové rastliny tak, ako som ich miloval ja?? Chcete zo svojho bylinkára vyťažiť maximum? Ak áno, tento článok je pre vás!

Rozhovor o používaní turmalínu by sa mal začať tým, že okolo tejto témy krúži celá infraštruktúra šarlatánov. Pravdepodobne mnohí z vás videli vo výpredaji: turmalínové mydlo, turmalínové hrebene, opasky, vložky a Boh mi odpusť - turmalínové nohavičky! Okrem toho všetkého, okultné osobnosti obdarili tento kryštál magickými vlastnosťami, a to takými, že niekedy vyráža dych z ezotericko-turmalínového efektu =)

Celá táto záplava slúži ako clona, ​​akási opona nad pravdou o tajomstve turmalínu. Pri príprave tohto materiálu som musel pár dní sedieť a spracovávať tony nezmyslov, ktoré vydal Yandex.Hľadajte vlastnosti turmalínu. Napriek tomu študujem vedeckú literatúru o fyzike a chémii: knihy, správy, dizertačné práce... Podarilo sa mi prísť na dno pravdy. Na základe preštudovaných materiálov by som sa rád podelil o informácie s komunitou akvárií. V akvaristike sa tiež nezverejňuje povaha turmalínu, rovnako ako v iných oblastiach, v akvaristike sa rozvíja iba subjektívny skepticizmus. No, nasledujúce sú čisto vedecké informácie.

Predtým si však pozrite veľmi poučné video o elektrine v živote rastlín.

Turmalín je minerál zo skupiny hlinitokremičitanov rôzneho zloženia. Existuje mnoho druhov turmalínu. Máme záujem o Sherl. Sherl (od neho. Schörl) - čierny, tiež sherlit - minerál podtriedy kruhových borosilikátov, typ turmalínu, ktorý sa vyznačuje prítomnosťou sodíka a dvojmocného železa v kryštálovej mriežke. Nepriehľadné (na rozdiel od iných odrôd turmalínu). Má sýto čiernu farbu v dôsledku prítomnosti atómov železa. Používa sa v priemysle (hlavne ako pyroelektrické a piezoelektrické) a v obmedzenej miere v klenotníctve a na výrobu polarizačných filtrov v optike.

Chemický vzorec minerálu Sherl - NaFe2+3Al6Si6018 (BO3) 3 (OH) 4. Horčík, mangán a trojmocné železo môžu pôsobiť ako nečistoty namiesto dvojmocného železa.

Na prvý pohľad sa zdá, že - áno, železné železo! To je dôvod, prečo je Sherl potrebný v akváriu. Ale nie. Nie je to celkom pravda, pretože existujú aj iné jednoduchšie a lacnejšie spôsoby, ako zaviesť Fe2 + do akvária. V tomto prípade je táto nehnuteľnosť Sherl ďalšou príjemnou možnosťou.

ADA Turmalín BC

Sherl prvýkrát zasial okolo turmalínu „akváriovú horúčku“ maestro Takashi Amano, uvádzame na trh produkt - ADA Tourmaline BC, pozostávajúci z prášku turmalínu Sherl a prášku z aktívneho bambusového dreveného uhlia. Podľa štatistík spoločnosti je tento produkt obľúbený a získal svoje uznanie vo svete. Domáceho akvaristu však odrádza cena, no, na tomto pozadí skepticizmus. V čase písania tohto článku sú náklady na ADA Tourmaline BC 1 750 rubľov (AquaLogo) na 100 gramov. V "Čína" môžete hľadať turmalínový prášok jedenásťkrát lacnejšie. Na Aliexpresse napríklad určite predávajú sherl v kameňoch, ale musia sa pomlieť v mlyne na prášok.

Ďalej vás žiadam, aby ste si pozreli video ADA, ktoré popisuje a ukazuje použitie turmalínu. Časovač videa 5:21 (pretočenie dozadu).

Z videa môžeme pochopiť, že Sherl je pre rastlinu nielen koncentrátom mikroprvkov, ale aj stimulantom - vytvárajúcim slabé elektrické impulzy, ktoré majú zase biogénne vlastnosti vo vzťahu k rastlinám, koreňom a akváriu ako napr. celý. Ale je to naozaj tak?! A čo je najdôležitejšie, kvôli tomu, čo je možné, ak je to možné?!

Ponorte sa do podstaty turmalínu. Nižšie sa pokúsim sprostredkovať materiál v čo najjednoduchšej forme, aby nedošlo k nedorozumeniu a zbytočnému rozmazaniu. Pre tých čitateľov, ktorí si chcú dôkladne preštudovať podstatu a podstatu turmalínu, nechám na konci článku odkazy na literatúru.

Predstavme si pojmy.

Pyroelektrika (od dr.grécky. - oheň) - kryštalické dielektriká so spontánnou (spontánnou) polarizáciou, to znamená polarizáciou bez vonkajších vplyvov.

Pyroelektrina je vlastnosť niektorých dielektrických kryštálov meniť veľkosť elektrickej polarizácie pri zmene teploty. V dôsledku zahrievania alebo ochladzovania pyroelektrického kryštálu sa na jeho stranách objavujú elektrické náboje.

Kryštály pyroelektrických látok - dielektrika so spontánnou (spontánnou) elektrickou polarizáciou. Keďže pyroelektrické javy sú vektorové, kryštály dielektrika desiatich polárnych tried by mali mať pyroelektrické vlastnosti: 1, 2, 3, 4, 6, m, mm2, 3 m, 4 mm, 6 mm.

Pyroelektrický efekt bol prvýkrát objavený na kryštáloch turmalínu (trieda 3m). Zistilo sa, že na bielom papieri, na ktorom dlho ležali kryštály, sa prach zbieral obzvlášť intenzívne v blízkosti koncov kryštálu. Tento efekt sa vysvetľuje skutočnosťou, že pri kolísaní izbovej teploty sa na koncoch kryštálu objavujú náboje, ku ktorým sú priťahované prachové zrná.

Rovnaký jav veľmi jasne a efektívne potvrdil Kundtov experiment v roku 1883, ktorý spočíva v opelení kryštálov turmalínu zmesou síry a prášku z červeného olova (Pb3O4) preosiateho cez hodvábne sito. Keďže častice týchto minerálov sú pri trení o hodváb rôznymi spôsobmi elektrifikované, červené červené olovo a žltá síra sú priťahované k rôznym koncom kryštálu turmalínu (zodpovedajúcim koncom osi 3. rádu), čím sa potvrdzuje výskyt opačných nábojov. na koncoch vyhrievaného kryštálu. Znalosť znakov náboja práškov (pre síru „-“, pre červené olovo „+“) umožnila zistiť povahu elektrifikácie turmalínu. Keď sa ten istý kryštál ochladí, polarizačné znamienka sa zmenia na opačné.

Takéto vlastnosti pyroelektrík sa využívajú napríklad v zariadeniach na presné zaznamenávanie teplotných výkyvov. A aj v iných oblastiach.

Niektoré čísla. Turmalínová platňa s hrúbkou 1 mm má γ = 1,3 x 10^-5 Cl/m² *TO. Registruje zmenu teploty 10^-5 C. Pri zahriatí na 10 C sa na ňom vytvorí náboj s povrchovou hustotou 5 x 10^-5 Kl * m², čo zodpovedá potenciálnemu rozdielu medzi stenami ~ 1,2 kV. Vo feroelektrike je pyroelektrický koeficient o 1-2 rády vyšší ako koeficient turmalínu.

Niektoré hodnoty γ pri 20 C.

Turmalín 1,3 * 10^-5

Síran lítny 3 * 10^-4

Niobát lítny 2 * 10^-3

Tantalát lítny 1 * 10^-4

Titaničitan bárnatý (0,5-1) * 10^-3

Ferokeramika 5 * 10^-5

Okrem toho je každý pyroelektrický kryštál piezoelektrický. Zmena teploty kryštálov spôsobuje deformáciu, po ktorej nasleduje piezoelektrická polarizácia, superponovaná na polarizáciu spôsobenú pyroelektrickým efektom. To znamená, že existuje „primárny“ („skutočný“) pyroelektrický efekt a „sekundárny“ alebo „falošný“ pyroelektrický efekt.

Piezoelektrika - dielektriká, v ktorých sa pozoruje piezoelektrický jav, teda také, ktoré môžu na svojom povrchu vyvolať elektrický náboj pôsobením deformácie (stlačenia / natiahnutia) (priamy piezoelektrický efekt), alebo sa deformovať vplyvom vonkajšieho elektrického poľa, teplota (reverzný piezoelektrický efekt). Oba účinky objavili bratia Jacques a Pierre Curie v rokoch 1880-1881.

Piezoelektrika sa v modernej technológii široko používa ako prvok snímača tlaku. Existujú piezoelektrické rozbušky, vysokovýkonné zdroje zvuku, miniatúrne transformátory, kremenné rezonátory pre vysoko stabilné frekvenčné generátory, piezokeramické filtre, ultrazvukové oneskorovacie linky atď. V bežnom živote môžete piezoelektrický efekt pozorovať napríklad v zapaľovači, kde tlakom na piezoelektrickú platničku vzniká iskra, ako aj v lekárskej diagnostike pomocou ultrazvuku, ktorý využíva piezoelektrický zdroj a ultrazvukový senzor.

Z vyššie uvedeného dostaneme, že existujú pyroelektrické kryštály - "generujúce prúd" pri zahrievaní a piezoelektrické - "generujúce prúd" pri stlačení / natiahnutí. V tomto prípade sú pyroelektriká vždy piezoelektriká, ale piezoelektriká nie sú vždy pyroelektrikami.

Existuje veľa takýchto pyro-piezoelektrík: niektoré lineárne minerály (turmalín), segentoelektriká, cukor, aminokyseliny, kremeň atď.d.

Zaujímavé infografiky vysvetľujúce na prstoch

podstata piezoelektriky

Pochopením čarodejníctva Takashiho Amana je jasné, prečo si vybral Sherl - prirodzené lineárne dielektrikum, ktoré má elektrický impulz potrebný pre rastliny s hromadami iónov Fe2+. V procese písania materiálov som však musel tvrdo pracovať, aby som odhalil svoj vlastný skepticizmus voči turmalínu. Faktom je, že turmalín je polodrahokam, ktorého náklady sú pomerne vysoké. Je jasné, že nebudeme môcť použiť cukor, iné látky pre ich vlastnosti, ktoré nie sú v akváriu prípustné. Ale kremeň! Prečo povedať, že Takashi Amano nepoužil kremeň!? Koniec koncov, ten istý kremenný piesok je lacný stavebný materiál obsahujúci 95% kremeňa!

Skutočnosť, že kremeň je stopercentne piezoelektrický, je nespochybniteľná. Ale v zriedkavých zdrojoch tiež znelo, že kremeň je tiež pyrolektikum!!!??? To znamená, že s materiálom, ktorý potrebujeme v akváriu - dáva prúd nielen počas deformácie, ale aj pri zahrievaní ..!? Ukázalo sa, že Takashi Amano je šarlatán!?

Úprimne povedané, v určitej fáze štúdia problému prišlo úplné sklamanie, smutne som listoval v informáciách, keď som si uvedomil, že turmalín Amanov je ďalší falošný.

Po chvíli ma však zvedavosť mysle prinútila pomyslieť si - no, naozaj Amano bude, kvôli každej druhej výhode, tak sa hanbiť a predávať kašu?! Druhý moment, ktorý ma rozveselil, bol záver: ak je kremeň pyroelektrikum, tak v lete na pláži budú všetky naše milé dievčatá a brutálni muži s flísom ako vlnené púpavy! Koniec koncov, na pláži je piesok (95% kremeňa) s malými nečistotami, ktoré slnko zohreje na 40 a 50 stupňov!

Turmalín v akváriu

Kremeň teda stále nie je pyroelektrikum! Ale prečo potom, informácie o tom skĺznu. Po dosiahnutí hĺbky povahy kremeňa sa dospelo k záveru, že napriek tomu nie každý kremeň má dobrý dokonca piezoelektrický efekt: nečistoty, štrukturálne defekty kryštálov kremeňa tieto vlastnosti vyrovnávajú. Napriek tomu ma táto odpoveď neuspokojila, kremenný piesok je lacný a aj keď je "slabý", ale nevadí nám ho dať do akvária...aspoň desať kilogramov, aspoň dvadsať...keby len to „pracuje“ v prospech rastlín.

Musel hrýzť žulu vedy ďalej! A tak niekde v najskrytejších kútoch internetového vesmíru boli získané nasledujúce informácie:

Ako elektrický jav bol pyroelektrický efekt kvalifikovaný asi pred 200 rokmi Epinusom. Hlavné aspekty symetrie a fyzikálneho mechanizmu pyroelektrického javu však boli popísané až na začiatku dvadsiateho storočia.Kromkryštály turmalínovej skupiny, výskyt „elektrickej odozvy“ so zmenou teploty bol pozorovaný aj v kremeni, v ktorom nie je vektorový polárny elektrický moment (kremeň je nepyroelektrický, piezoelektrický). Vysvetlenie "pyroelektrického efektu v kremeni" bolo podané len asi pred 15 rokmi, keď sa zistilo, že "umelá pyroelektrina" sa môže prejaviť za určitých okrajových podmienok vo všetkých triedach piezoelektrických kryštálov v dôsledku umelo vytvorenej disymetrie.

Môžeme tiež povedať, že kryštalický kremeň nie je pyroelektrikum, ale indikácia elektrického poľa pri voľnej deformácii kryštálu v dôsledku tepelnej rozťažnosti je realizovaná piezoelektrickým javom.

Čo to znamená, ak to, čo bolo povedané, zjednodušíme. To znamená, že turmalín je skutočné pyroelektrikum. To znamená, že generuje elektrické impulzy z vystavenia teplote, dokonca aj bez deformácie (dokázané vedeckými experimentmi), mechanická deformácia alebo deformácia kryštálovej mriežky turmalínu v dôsledku zahrievania dáva iba sekundárny piezo-pyroelektrický efekt (a v súhrne celkovú elektrinu ). Kremeň - iba piezoelektrický, "funguje" iba z deformácie, ktorá môže byť spôsobená, a to aj tepelným pôsobením na štruktúru kryštálu kremeňa. Takže „falošný pyroelektrický efekt“ v kremeni je v skutočnosti piezoelektrický efekt.

Aby ste z kremeňa získali trochu „falošného pyroelektrika“, treba ho poriadne zahriať. To znamená, že neprichádza do úvahy získanie pyroelektrického efektu z malých teplotných výkyvov z kremeňa. Pridaním kremenného piesku alebo dokonca čistých kremenných kryštálov do akvária teda vlastne nič nezískame. Vo všeobecnosti to je dôvod, prečo dievčatá na pláži nevyzerajú ako vlnené ježkovia, a to ani pri pomerne silnom zahrievaní kremenného piesku.

Údaje o pyroelektrickom efekte pri teplote 20 C pre rôzne minerály:

Ako je možné vidieť z tabuľky, aj keď kremeň vymyslíte a zahrejete do stavu deformácie štruktúry, jeho pseudopyroefekt je minimálny - 9-krát menší ako u turmalínu. Aby dosiahol výkon turmalínu, jeho teplota musí byť ~ +200 stupňov.

Ukazuje sa, že starý muž Amano má pravdu, turmalín je to, čo môže a malo byť použité v akváriu, ako elektrobiostimulátor rastlín. Ukazuje sa, že áno! Maestro šamano - namaste!

Potom, čo sme sa uistili, že turmalín je to, čo potrebujeme, poďme si znova povedať, prečo sa používa Sherl.

Vo vedeckej literatúre je akceptovaná klasifikácia turmalínu podľa chemického zloženia. Rozlišujú sa tieto skupiny, ktoré majú svoj vlastný názov: burgherit - železnatý (Fe3 +) turmalín, dravit - sodno-horečnatý, elbait - lítium, sherl - tiež železitý, ale bohatý na Fe2 +, tsiliasmit - mangán, uvit - vápnik- magnézium.

Z klasifikácie turmalínov je pre nás - akvaristov najvhodnejší Sherl, keďže okrem elektriny dáva katióny železa - rastlinou najviac absorbovanú formu, ktorú je dosť ťažké udržať v chelátovom stave.

Takto odpovedzte na otázku v článku: „Turmalín v akváriu: mágia alebo šarlatánstvo?„Môžete to urobiť – žiadna mágia, turmalín – čistá fyzika a chémia!

Tento materiál by bol neúplný, keby sme sa nedotkli otázky: koľko elektrických impulzov je vo všeobecnosti potrebné pre rastliny? Čo má vo všeobecnosti elektrina spoločné s rastlinami?. Pozrime si hype videoklip na túto tému. Ak ste si nepozreli video vyššie =)

Stáva sa, že všetko v našom svete je preniknuté „elektrinou“, my sami sme chodiace batérie. Čo sa týka rastlín, ukazuje sa, že poľnohospodárstvo už dlho využíva elektrické impulzy na pestovanie plodín! Aj na YouTube naši muži už dávno predvádzajú svoju elektromrkvu =)

V sieti je veľa informácií o tejto téme, zadajte požiadavku „Elektrina a elektrárne“. Napríklad tu odkaz. Preto si v rámci tohto článku nemyslím, že informácie sa oplatí kopírovať a vkladať.

Článok by som zakončil jednoduchými závermi. Stále si nekupujte turmalínové slipy. Potrieme cukrom (medom), jahodami, uhorkami, smotanou a v podstate získate rovnaký pyro-piezo efekt + vitamíny. Turmalín si odložte pre svojho obľúbeného bylinkára! Spravodlivo treba povedať, že dobrého bylinkára si, samozrejme, môžete zaobstarať aj bez turmalínu, ale ak máte radi svoj koníček, máte preňho vášeň, prečo nevyužiť turmalín ako prírodný nástroj a biostimulátor rastu rastlín?!

Ďakujem za váš záujem o článok, pozývam vás fórum, kde diskutujeme o praxi používania turmalínu v akváriu a zbierame verejnú mienku.

Bibliografia:

- V. Shurman „Svet kameňa. Drahokamy a polodrahokamy “, v 2 zväzkoch, 1986. vyd. Moskva "Mir".

- YU.M. Poplavko "Fyzika aktívnych dielektrík: učebnica", vyd. SFedU, 2009.

- S.G. Vasiliev "Piezoelektrické, pyroelektrické a elastické vlastnosti fenylalanínových mikroskúmaviek", dizertačná práca pre titul kandidáta fyzikálnych a matematických vied, 2016.

- A.A. BUSH, PYROELEKTRICKÝ EFEKT A JEHO POUŽITIE, TRÉNINGOVÁ POMOC, MOSKVA 2005.

- Moskovská štátna univerzita. M.V. Lomonosova geologická fakulta [2008]. Kurz "Elektrické vlastnosti kryštálov". Katedra kryštalografie a kryštálovej chémie ukončila: študentka Goryaeva Alexandra.

Skvelé videá o rastlinách a bylinkároch od FanFishki