Турмалин в аквариум: магия или шарлатанство?
Турмалин в аквариума
Харесвате ли аквариумните растения по начина, по който аз ги обичах? Искате ли да извлечете максимума от вашия билкар? Ако да, то тази статия е за вас.!
Разговорът за употребата на турмалин трябва да започне с факта, че цяла инфраструктура на шарлатани се върти около тази тема. Вероятно много от вас са видели в продажба: турмалинов сапун, турмалинови гребени, колани, стелки и Бог да ме прости - турмалинови гащи! В допълнение към всичко окултните личности даряват този кристал с магически свойства, толкова много, че понякога да ви отнеме дъха от езотерично-турмалиновия ефект =)
Целият този потоп служи като параван, своеобразен воал над истината за мистерията на турмалина. Докато подготвях този материал, трябваше да преседя няколко дни и да обработя много глупави неща, които Yandex търсеше по заявки за турмалинови свойства. Въпреки това, след като научих научната литература по физика и химия: книги, доклади, дисертации ... Успях да стигна до дъното на истината. Въз основа на изследваните материали бих искал да споделя информация с общността на аквариума. В акваристиката природата на турмалина също не е разкрита, както в други области, в аквариумите се развива само субективен скептицизъм. Е, следното е чисто научна информация.
Турмалинът е минерал от групата на алумосиликатите с променлив състав. Има много разновидности на турмалин. Интересуваме се от Шерл. Шерл (от немски Schörl) - черен, също шерлит - минерал от подкласа на пръстеновите боросиликати, вид турмалин, характеризиращ се с присъствието в кристалната решетка на натрий и черно желязо. Непрозрачен (за разлика от други сортове турмалин). Той има наситен черен цвят, поради наличието на железни атоми. Използва се в промишлеността (главно като пироелектрик и пиезоелектрик) и в ограничена степен в бижутата и при производството на поляризиращи филтри в оптиката.
Химичната формула на минерала Шерл е NaFe2+3Al6Si6O18 (BO3) 3 (OH) 4. Магнезият, манганът и железното желязо могат да действат като примеси вместо черно желязо..
На пръв поглед изглежда, че - да, желязо желязо! Ето защо Шерл е необходим в аквариума. Но не. Това не е напълно вярно, защото има и други по-лесни и по-евтини начини за въвеждане на Fe2 + в аквариума. В този случай този имот на Sherl е допълнителна приятна опция..
ADA Турмалин пр.н.е.
За първи път „аквариумната треска“ около Турмалин Шерл сее от много известни маестро Такаши Амано, освобождаващ продукт - ADA Tourmaline BC, състоящ се от турмалинов прах Sherl и прах от активен бамбуков въглен. Според статистиката на компанията този продукт е популярен и спечели признанието си в света. Въпреки това, домашният акварист се плаши от цената, добре, и на този фон скептицизмът. Към момента на писане цената на ADA Tourmaline BC е 1750 рубли (AquaLogo) на 100 грама. В "Китай" можете да потърсите турмалинов прах до десет пъти по-евтин. В Aliexpress например, те ясно продават шерл в камъни, но те трябва да бъдат смлени в мелница до състояние на прах.
След това ви моля да гледате видеоклипа на ADA, който описва и показва използването на турмалин. Видео таймер 5:21 (назад).
От видеото можем да разберем, че Шерл е не само концентрат от микроелементи за растението, но и стимулант, който създава слаби електрически импулси, които от своя страна имат биогенни свойства по отношение на растенията, корените и аквариума като цяло. Но наистина ли е така ?! И най-важното, поради това, което е възможно, ако е възможно?!
Нека да се задълбочим в природата на турмалин. По-долу ще се опитам да предам материала в най-опростена форма, за да избегна неразбиране и прекомерно замъгляване. За тези читатели, които искат подробно да проучат същността и същността на турмалина, в края на статията ще оставя връзки към литературата.
Въвеждане на понятия.
pyroelectrics (от други гръцки - огън) - кристални диелектрици със спонтанна (спонтанна) поляризация, тоест поляризация при липса на външни влияния.
Пироелектричността е свойството на някои диелектрични кристали да променят величината на електрическата поляризация с промяна на температурата. В резултат на нагряване или охлаждане на пироелектричен кристал, на лицето му се появяват електрически заряди.
Кристалите на пироелектричните вещества са диелектрици със спонтанна (спонтанна) електрическа поляризация. Тъй като пироелектричните явления принадлежат към векторните явления, диелектричните кристали от десет полярни класа трябва да имат пироелектрически свойства: 1, 2, 3, 4, 6, m, mm2, 3m, 4mm, 6mm.
Пироелектричният ефект е открит за първи път върху кристали на турмалин (клас 3m). Беше забелязано, че върху бяла хартия, върху която лежаха кристалите дълго време, особено интензивно се събираше прах близо до краищата на кристала. Този ефект се обяснява с факта, че по време на колебанията на стайната температура в краищата на кристала се появяват заряди, към които са привлечени прахови частици.
Същото явление беше много ясно и ефективно потвърдено от експеримента с Кунд през 1883 г., който се състои в опрашването на турмалинови кристали със смес от сярен прах и миниум (Pb3O4), преминали през копринено сито. Тъй като частиците от тези минерали се наелектризират по различен начин при триене върху коприна, червеният миниум и жълтата сяра се привличат към различни краища на кристала турмалин (съответстващ на краищата на оста от 3-ти ред), което потвърждава появата на противоположни заряди в краищата на нагрятия кристал. Познаването на признаците на заряда на праховете (за сяра ";", за мерак "+") даде възможност да се установи естеството на електрификацията на турмалин. При охлаждане на същия кристал знаците на поляризацията се променят на противоположни.
Такива свойства на пироелектриците се използват например в устройства за точно отчитане на температурните колебания. Както и в други области.
Някои числа. Турмалинова плоча с дебелина 1 мм има g = 1,3 * 10-5 C / m2 * K. Той регистрира промяна на температурата от 10-5 С. При нагряване до 10 ° С върху него се образува заряд с повърхностна плътност 5 * 10-5 С * м2, което съответства на потенциална разлика между лицата на ~ 1.2 kV. При фероелектриците коефициентът на пироелектрик е с 1-2 порядъка по-голям, отколкото при турмалин.
Някои стойности & гама- при 20 ° C.
Турмалин 1.3 * 10-5
Литиев сулфат 3 * 10-4
Литиев ниобат 2 * 10-3
Литиев танталат 1 * 10-4
Бариев титанат (0,5-1) * 10-3
Ферокерамика 5 * 10-5
Освен това всеки пироелектричен кристал е пиезоелектричен. Промяната в температурата на кристала предизвиква деформация, последвана от пиезоелектрична поляризация, насложена върху поляризацията, причинена от пироелектричния ефект. Тоест, има "първичен" ("истински") пироелектричен ефект и "вторичен" или "фалшив" пироелектричен ефект.
piezoelectrics - диелектрици, при които се наблюдава пиезоелектрически ефект, тоест такива, които могат или под въздействието на деформация (притискане / разтягане) да предизвикат електрически заряд на повърхността си (директен пиезоелектричен ефект), или под влияние на външно електрическо поле, деформация на температурата (обратен пиезоелектричен ефект). И двата ефекта са открити от братята Жак и Пиер Кюри през 1880-1881 г..
Пиезоелектриците се използват широко в съвременната технология като елемент на сензор за налягане. Има пиезоелектрични детонатори, огромни източници на енергия, миниатюрни трансформатори, кварцови резонатори за високо стабилни честотни генератори, пиезокерамични филтри, ултразвукови линии на забавяне и др.. В ежедневието можете да наблюдавате пиезоелектричния ефект, например в запалка, където при натискане на пиезо плоча се образува искра, както и медицинска диагностика с помощта на ултразвук, който използва пиезоелектричен източник и ултразвуков сензор.
От казаното става ясно, че има пироелектрични кристали - „генериращи ток“ при нагряване и пиезоелектрици - „генериращи ток“ при компресия / разтягане. Освен това пироелектриците винаги са пиезоелектрици, но пиезоелектриците не винаги са пироелектрици.
Има много такива пиро-пиезоелектрици: някои линейни минерали (турмалин), сегментоелектрици, захар, аминокиселини, кварц и др..
Интересна инфографика, обясняваща на пръстите
същността на пиезоелектриците
Разбирайки магьосничеството на Такаши Амано, става ясно защо е избрал Шерл - естествен линеен диелектрик, който има електрическия импулс, необходим за растенията с кифли от Fe2 + йони. Въпреки това, в процеса на писане на материалите трябваше да работя усилено, за да развенчам собствения си скептицизъм по отношение на турмалина. Факт е, че турмалинът е полускъпоценен камък, цената на който е доста висока. Ясно е, че няма да можем да използваме захар, други вещества поради свойствата им, които не са приемливи в аквариума. Но кварц! Защо казват, че Такаши Амано не е използвал кварц !? В крайна сметка, същият кварцов пясък е евтин строителен материал, съдържащ 95% кварц!
Фактът, че кварцът е сто процента пиезоелектрик, е безспорен. Но в редки източници също звучеше, че кварцът също е пиролектрик !!! ??? Тоест, с материала, от който се нуждаем в аквариума, той дава ток, не само по време на деформация, но при нагряване ... Как така !? Оказва се, че Такаши Амано е шарлатан!?
Честно казано, на някакъв етап от изследването на въпроса имаше пълно разочарование, аз с тъга прелиствах Стария, осъзнавайки, че тумалинът на Амановски е поредният фалшив.
След известно време, все едно, любознателността на ума ме накара да се замисля - е, наистина ли ще бъде Амано заради всяка секунда печалба, така че да опозори и продаде баланса ?! Вторият момент, който ме насърчи, беше заключението: ако кварцът е пироелектрик, тогава през лятото на плажа всичките ни прекрасни момичета и брутални мъже с руно биха били като вълнени глухарчета! Наистина на плажа има пясък (95% кварц) с малки примеси, който се нагрява от слънцето до 40 и 50 градуса!
Турмалин в аквариума
Така че кварцът все още не е пироелектрик! Но защо тогава информацията се изплъзва. След достигането на дълбините на природата на кварца се заключи, че все пак не всеки кварц има дори добър пиезоелектричен ефект: примеси, структурни дефекти на кварцови кристали изравняват тези свойства. Въпреки това не бях доволен от този отговор, кварцовият пясък е евтин и дори да е „слаб“, но не се съжаляваме, че го изсипахме в аквариума ... поне десет килограма, поне двадесет ... ако само щеше да работи растения.
Трябваше да изтрия гранита на науката допълнително! И сега някъде в най-скритите кътчета на интернет вселената беше получена следната информация:
Пироелектричният ефект беше квалифициран като електрическо явление преди около 200 години от Епин. Основните аспекти на симетрията и физическия механизъм на пироелектричния ефект обаче са описани едва в началото на ХХ век от Вогт. В допълнение към кристалите от турмалиновата група, появата на "електрически отговор" с температура се наблюдава и в кварца, в който няма векторен полярен електрически момент (кварцът е непироелектрик, а пиезоелектрик). Обяснението на „пироелектричния ефект в кварца“ е дадено само преди около 15 години, когато се установи, че може да се появи „изкуствена пироелектричност“ при определени гранични условия във всички пиезоелектрични класове на кристали, в резултат на изкуствено създадена диссиметрия.
Може също да се каже, че кристалният кварц не е пироелектрик, но индикацията на електрическото поле при свободна деформация на кристала поради термично разширение се реализира чрез пиезоелектричния ефект.
Какво означава това, когато се опрости. А това означава, че турмалинът е истински пироелектрик. Тоест, той генерира електрически импулси от въздействието на температурата, дори и без деформация (доказана с научни експерименти), механичната деформация или деформация на кристалната решетка на турмалиновите лъчи поради нагряването дава само вторичен пиезо-пироелектричен ефект (и като цяло общото електричество). Кварцът е само пиезоелектрик, "работи" само от деформация, която може да бъде причинена, включително от термично влияние върху структурата на кварцов кристал. По този начин „фалшивият пироелектричен ефект“ в кварца всъщност е пиезоелектричен ефект.
За да се получи маломалска „фалшива пироелектричност“ от кварц, тя трябва да бъде правилно загрята. Тоест, не се говори за получаване на пироелектричен ефект от малки температурни колебания от кварца. Всъщност, следователно, няма да получим нищо от добавянето на кварцов пясък или дори чисти кварцови кристали в аквариума. Като цяло, това е причината момичетата на плажа да не приличат на вълнести таралежи, дори при сравнително силно загряване на кварцов пясък.
Данни за пироелектричния ефект при температура 20 ° C за различни минерали:
минерален | Диелектрична константа, & epsilon- | Пироелектричен коефициент p, C / cm2K | Електрическо напрежение, кВ |
Кварц, SiO2 * | 4.0 | * 0,69 * 10-9 | 0.19 |
Турмалин, (BO3) 3 (Si6O18) * (OH) 4 | 8.2 | 1.3 * 10-9 | 1.7 |
(NH2CH2COOH) * H2SO4 | 30.0 | 45 * 10-9 | 17 |
Литиев ниобат, LiNbO3 | 30,0 | (4-9) * 10-9 | 1.5-3.0 |
Литиев танталат, LiTaO3 | 45.0 | 17 * 10-9 | 6.4 |
PZZ пиезокерамика | 300-3000 | (6-50) * 10-9 | 0.2-0.1 |
Както се вижда от таблицата, дори ако един контур и загрява кварца до състояние на деформация на структурата, неговият псевдо-пироелектричен ефект е минимален - 9 пъти по-малък от този на турмалин. За да достигне турмалин, температурата му трябва да бъде ~ +200 градуса.
Оказва се, че старецът Амано е прав, турмалинът е нещо, което може и трябва да се използва в аквариум като електробиостимулатор на растения. Оказва се, че да! Маестро ШАмано - Намасте!
След като се уверим, че турмалинът е това, от което се нуждаем, нека отново да кажем защо се използва Sherl.
В научната литература е приета класификацията на турмалин по химичен състав. Следните групи имат свое име: бургер - железен (Fe3 +) турмалин, дравит - натриев-магнезиев, елбаит - литиев, шерлов - също железен, но богат на Fe2 +, цилязмит - манган, усукан - калциево-магнезиев.
От класификацията на турмалините именно Шерл е най-подходящият за нас - акваристи, тъй като в допълнение към електричеството, той дава двувалентни железни катиони - форма, която е най-добре адсорбирана от растенията и която е трудно да се поддържа в хелатно състояние.
С казаното е възможно да се отговори на въпроса на статията: „Турмалин в аквариум: магия или шарлатанство?“ - без магия, турмалин - чиста физика и химия!
Този материал би бил непълен, ако не повдигнем въпроса: колко електрически импулси са необходими за растенията като цяло? Като цяло какво общо има електричеството с централите. Нека да гледаме видеоклип с hype по този въпрос.
Оказва се, че всичко в нашия свят е пронизано с „електричество“, ние самите ходим с батерии. Що се отнася до растенията, оказва се, че в селското стопанство електрическите импулси отдавна се използват за отглеждане на култури! Дори в YouTube нашите мъже отдавна показват електрическите си моркови =)
Абонирайте се за нашите YouTube канал, за да не пропуснете нищо
Има много информация по тази тема в мрежата, въведете заявката „Електричество и централи”. Например тук връзка. Следователно в рамките на тази статия не мисля, че информацията си струва да се копира.
Искам да завърша статията с прости изводи. Все пак не купувайте турмалинови гащи. Разтривайте със захар (мед), ягоди, краставици, сметана и всъщност получавате същия пиро-пиезоелектричен ефект + витамини. И спестете турмалин за любимия си билкар! Честно казано, струва си да се каже, че, разбира се, можете да се сдобиете с добър билкар без турмалин, но ако харесвате хобито си, вие се увличате по въпроса, защо да не използвате турмалин, като естествен инструмент и биостимулатор на растежа на растенията?!
Благодаря ви за проявения интерес към статията, каня ви форума, където обсъждаме практиката на използване на турмалин в аквариум и събираме обществено мнение.
Литература:
- В. Шурман „Светът на камъка. Скъпоценни и полускъпоценни камъни ”, в 2 тома, 1986 г. изд. Москва "Мир".
- YM Float "Физика на активните диелектрици: наръчник за обучение", изд. SFU, 2009 г..
- ДВ Василиев „Пиезоелектрични, пироелектрични и еластични свойства на фенилаланиновите микротрубки“, дисертация за степен на кандидат на физическите и математическите науки, 2016 г..
- АА БУШ, ПИРОЕЛЕКТРИЧЕН ЕФЕКТ И НЕЙНИТЕ ПРИЛОЖЕНИЯ, ОБРАЗОВАТЕЛНА ПОМОЩ, МОСКВА 2005.
- Московски държавен университет MV Ломоносов катедра по геология [2008]. Курсова работа "Електрически свойства на кристалите." Катедра по кристалография и кристална химия завърши: студентът Александър Горяева.
