Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная школа № 24 имени И.И.Вехова ст. Александрийской»
Проектная работа
Химические вещества в военном деле
Выполнили:
учащиеся 9а класса:
Гарнов Александр,
Бутенко Владислав,
Корниенко Алина,
Падалко Алла
Учитель химии:
Абаева Е.П.
Содержание.
Введение.
Отравляющие вещества.
Неорганические вещества на службе военных.
Вклад советских учёных-химиков в победу ВОВ.
Заключение.
Литература.
Введение.
Мы живём в мире различных веществ. В принципе человеку для жизни нужно не так уж много: кислород (воздух), вода, пища, Элементарная одежда, жильё. Однако человек, осваивая окружающий мир, получая всё новые знания о нём, постоянно изменяет свою жизнь.
Во второй половине XIX века химическая наука достигла такого уровня развития, который сделал возможным создание новых, никогда ранее в природе не сосуществовавших веществ. Однако, создавая новые вещества, которые должны служить во благо, учёные создавали и такие вещества, которые становились угрозой для человечества.
Задумался я над этим, когда изучал историю I мировой войны, узнал, что в 1915г. немцы использовали для победы на французском фронте газовые атаки ядовитыми веществами. Что оставалось делать остальным странам, чтобы сохранить жизнь и здоровье солдат?
В первую очередь – создать противогаз, что было выполнено успешно Н.Д.Зелинским. Он говорил: «Я изобрёл его не для нападения, а для защиты молодых жизней от страданий и смертей». Ну а потом, как цепная реакция, стали создаваться новые вещества – начало эпохи химического оружия.
Как относится к этому?
С одной стороны вещества «стоят» на защите стран. Без многих химических веществ мы уже не представляем своей жизни, ибо они созданы на благо цивилизации (пластмассы, каучук, и т.д.). С другой стороны – часть веществ можно использовать для уничтожения, они несут «смерть».
Цель моего реферата: расширить и углубить знания о применении химических веществ.
Задачи: 1) Рассмотреть, как используются химические вещества в военном деле.
2) Познакомиться с вкладом учёных в победу ВОВ.
Органические вещества
В 1920 – 1930 гг. возникла угроза развязывания второй мировой войны. Крупнейшие мировые державы лихорадочно вооружались, наибольшие усилия для этого прилагали Германия и СССР. Немецкими учёными были созданы отравляющие вещества нового поколения. Однако Гитлер не решился развязать химическую войну, вероятно понимая, что последствия её для сравнительно маленькой Германии и необъятной России будут несоизмеримы.
После Второй мировой войны гонка химических вооружений продолжалась на более высоком уровне. В настоящее развитые страны не производят химическое оружие, однако на планете скопились огромные запасы смертоносных отравляющих веществ, что представляет серьёзную опасность для природы и общества
На вооружение были приняты и хранятся на складах иприт, люизит, зарин, зоман, V -газы, синильная кислота, фосген, и ещё один продукт, который принято изображать шрифтом « VX ». Рассмотрим их подробнее.
а) Зарин представляет собой бесцветную или желтого цвета жидкость почти без запаха, что затрудняет обнаружение его по внешним признакам. Он относится к классу нервно-паралитических отравляющих веществ. Зарин предназначается, прежде всего, для заражения воздуха парами и туманом, то есть в качестве нестойкого ОВ. В ряде случаев он, однако, может применяться в капельно-жидком виде для заражения местности и находящейся на ней боевой техники; в этом случае стойкость зарина может составлять: летом - несколько часов, зимой - несколько суток.
Зарин вызывает поражение через органы дыхания, кожу, желудочно-кишечный тракт; через кожу воздействует в капельно-жидком и парообразном состояниях, не вызывая при этом местного ее поражения. Степень поражения зарином зависит от его концентрации в воздухе и времени пребывания в зараженной атмосфере.
При воздействии зарина у пораженного наблюдаются слюнотечение, обильное потоотделение, рвота, головокружение, потеря сознания, приступы сильных судорог, паралич и, как следствие сильного отравления, смерть.
Формула зарина:
C 3 H 7 O O
CH 3 F
б) Зоман - бесцветная и почти без запаха жидкость. Относится к классу нервно-паралитических ОВ. По многим свойствам очень похож на зарин. Стойкость зомана несколько выше, чем у зарина; на организм человека он действует примерно в 10 раз сильнее.
Формула зомана:
( CH 3 ) 3 C – CH (CH 3 ) - ( CH 3 ) 3 C
в) V-газы представляют собой малолетучие жидкости с очень высокой температурой кипения, поэтому стойкость их во много раз больше, чем стойкость зарина. Так же как зарин и зоман, относятся к нервно-паралитическим отравляющим веществам. По данным иностранной печати, V-газы в 100 - 1000 раз токсичнее других ОВ нервно-паралитического действия. Они отличаются высокой эффективностью при действии через кожные покровы, особенно в капельно-жидком состоянии: попадание на кожу человека мелких капель V-газов, как правило, вызывает смерть человека.
г) Иприт - темно-бурая маслянистая жидкость с характерным запахом, напоминающим запах чеснока или горчицы. Относится к классу кожно-нарывных ОВ. Иприт медленно испаряется с зараженных участков; стойкость его на местности составляет: летом - от 7 до 14 дней, зимой - месяц и более. Иприт обладает многосторонним действием на организм: в капельно-жидком и парообразном состояниях он поражает кожу и глаза, в парообразном - дыхательные пути и легкие, при попадании с пищей и водой внутрь поражает органы пищеварения. Действие иприта проявляется не сразу, а спустя некоторое время, называемое периодом скрытого действия. При попадании на кожу капли иприта быстро впитываются в нее, не вызывая болевых ощущений. Через 4 - 8 часов на коже появляется краснота и чувствуется зуд. К концу первых и началу вторых суток образуются мелкие пузырьки, но затем они сливаются в одиночные большие пузыри, заполненные янтарно-желтой жидкостью, которая со временем становится мутной. Возникновение пузырей сопровождается недомоганием и повышением температуры. Через 2 - 3 дня пузыри прорываются и обнажают под собой язвы, не заживающие в течение длительного времени. Если в язву попадает инфекция, то возникает нагноение и сроки заживания увеличиваются до 5 - 6 месяцев. Органы зрения поражаются парообразным ипритом даже в ничтожно малых концентрациях его в воздухе и времени воздействия 10 минут. Период скрытого действия при этом длится от 2 до 6 часов; затем появляются признаки поражения: ощущение песка в глазах, светобоязнь, слезотечение. Заболевание может продолжаться 10 - 15 дней, после чего наступает выздоровление. Поражение органов пищеварения вызывается при приеме пищи и воды, зараженных ипритом. В тяжелых случаях отравления после периода скрытого действия (30 – 60 минут) появляются признаки поражения: боль под ложечкой, тошнота, рвота; затем наступают общая слабость, головная боль, о ослабление рефлексов; выделения изо рта и носа приобретают зловонный запах. В дальнейшем процесс прогрессирует: наблюдаются параличи, появляется резкая слабость и истощение. При неблагоприятном течении смерть наступает на 3 - 12 сутки в результате полного упадка сил и истощения.
При тяжёлых поражениях спасти человека обычно не удаётся, а при поражении кожи пострадавший надолго теряет трудоспособность.
Формула иприта:
CI – CH 2 - CH 2
CI – CH 2 - CH 2
д) Синильная кислота - бесцветная жидкость со своеобразным запахом, напоминающим запах горького миндаля; в малых концентрациях запах трудно различимый. Синильная кислота легко испаряется и действует только в парообразном состоянии. Относится к ОВ общеядовитого действия. Характерными признаками поражения синильной кислотой являются: металлический привкус во рту, раздражение горла, головокружение, слабость, тошнота. Затем появляется мучительная одышка, замедляется пульс, отравленный теряет сознание, наступают резкие судороги. Судороги наблюдаются сравнительно недолго; на смену им приходит полное расслабление мышц с потерей чувствительности, падением температуры, угнетением дыхания с последующей его остановкой. Сердечная деятельность после остановки дыхания продолжается еще в течение 3 - 7 минут.
Формула синильной кислоты:
HCN
е) Фосген - бесцветная, легколетучая жидкость с запахом прелого сена или гнилых яблок. На организм действует в парообразном состоянии. Относится к классу ОВ удушающего действия.
Фосген имеет период скрытого действия 4 - 6 часов; продолжительность его зависит от концентрации фосгена в воздухе, времени пребывания в зараженной атмосфере, состояния человека, охлаждения организма. При вдыхании фосгена человек ощущает сладковатый неприятный вкус во рту, затем появляются покашливание, головокружение и общая слабость. По выходу из зараженного воздуха признаки отравления быстро проходят, наступает период так называемого мнимого благополучия. Но через 4 - 6 часов у пораженного наступает резкое ухудшение состояния: быстро развиваются синюшное окрашивание губ, щек, носа; появляются общая слабость, головная боль, учащенное дыхание, сильно выраженная одышка, мучительный кашель с отделением жидкой, пенистой, розоватого цвета мокроты указывает на развитие отека легких. Процесс отравления фосгеном достигает кульминационной фазы в течение 2 - 3 суток. При благоприятном течении болезни у пораженного постепенно начнет улучшаться состояние здоровья, а в тяжелых случаях поражения наступает смерть.
Формула фосгена:
COCI 2
д) Диметиламид лизергиновой кислоты является отравляющим веществом психохимического действия. При попадании в организм человека через 3 минуты появляется лёгкая тошнота и расширение зрачков, а затем - галлюцинации слуха и зрения, продолжающиеся в течение нескольких часов
Неорганические вещества в военном деле.
Немцы впервые применили химическое оружие 22апреля 1915г. вблизи г. Ипр: начали газовую атаку против французских и английских войск. Из 6 тысяч металлических баллонов было выпущено 180т. хлора по ширине фронта в 6 км. Затем они применили хлор в качестве ОВ и против русской армии. В результате только первой газобаллонной атаки было поражено около 15 тысяч солдат, из них 5 тысяч погибли от удушенья. Для защиты от отравления хлором стали применять пропитанные раствором поташа и питьевой соды повязки, а затем противогаз, в котором для поглощения хлора использовали тиосульфат натрия.
Позднее появились более сильные отравляющие вещества, содержащие хлор: иприт, хлорпикрин, хлорциан, удушающий газ фосген и др.
Уравнение реакции получения фосгена:
C І 2 + CO = COCI 2 .
При проникновении в организм человека фосген подвергается гидролизу:
COCI 2 + H 2 O = CO 2 + 2 HCI ,
что приводит к образованию соляной кислоты, от которой воспаляются ткани дыхательных органов и затрудняется дыхание.
Фосген используют и в мирных целях: в производстве красителей, в борьбе с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур.
Хлорную известь (CaOCI 2 ) используют в военных целях как окислитель при дегазации, разрушающий боевые отравляющие вещества, и в мирных целях – для отбеливания хлопчатобумажных тканей, бумаги, для хлорирования воды, дезинфекции. Применение этой соли основано на том, что при взаимодействии её с оксидом углерода (IV ) выделяется свободная хлорноватистая кислота, которая разлагается:
2CaOCI 2 + CO 2 + H 2 O = CaCO 3 + CaCI 2 + 2HOCI;
HOCI = HCI + O .
Кислород в момент выделения энергично окисляет и разрушает отравляющие и другие отравляющие вещества, оказывает отбеливающие и дезинфицирующие действие.
Оксиликвит - взрывоопасная смесь любой горючей пористой массы с жидким кислородом . Их использовали во время первой мировой войны вместо динамита.
Главное условие выбора горючего материала для оксиликвита – его достаточная рыхлость, способствующая лучшей пропитке его жидким кислородом. Если горючий материал плохо пропитан, то после взрыва часть его останется несгоревшей. Оксиликвитный патрон – это длинный мешочек, наполненный горючим материалом, в который вставляется электрический запал. В качестве горючего материала для оксиликвитов используют древесные опилки, уголь, торф. Патрон заряжают непосредственно перед закладкой в шпур, погружая его в жидкий кислород. Таким способом иногда готовили патроны и в годы Великой Отечественной войны, хотя в основном для этой цели использовали тринитротолуол. В настоящее время оксиликвиты применяют в горной промышленности для взрывных работ.
Рассматривая свойства серной кислоты , важно о её использовании при производстве взрывчатых веществ (тротил, октоген, пикриновая кислота, тринитроглицерин) в качестве водоотнимающего средства в составе нитрирующей смеси (HNO 3 и H 2 SO 4 ).
Раствор аммиака (40 %-ный) применяют для дегазации техники, транспорта, одежды и т.д. в условиях применения химического оружия (зарин, зоман, табун).
На основе азотной кислоты получают ряд сильных взрывчатых веществ: тринитроглицерин, и динамит, нитроклетчатку (пироксилин), тринитрофенол (пикриновую кислоту), тринитротолуол и др.
Хлорид аммония NH 4 CI применяют для наполнения дымовых шашек: при возгорании зажигательной смеси хлорид аммония разлагается, образуя густой дым:
NH 4 CI = NH 3 + HCI .
Такие шашки широко использовали в годы Великой Отечественной войны.
Нитрат аммония служит для производства взрывчатых веществ - аммонитов, в состав которых входят ещё и другие взрывчатые нитросоединения, а также горючие добавки. Например, в состав аммонала входит тринитротолуол и порошкообразный алюминий. Основная реакция, которая протекает при его взрыве:
3NH 4 NO 3 + 2Al = 3N 2 + 6H 2 O + Al 2 O 3 + Q.
Высокая теплота сгорания алюминия повышает энергию взрыва. Нитрат алюминия в смеси с тринитротолуолом (толом) даёт взрывчатое вещество аммотол. Большинство взрывчатых смесей содержат в своём составе окислитель (нитраты металлов или аммония и др.) и горючие (дизельное топливо, алюминий, древесную муку и др.).
Нитраты бария, стронция и свинца используют в пиротехнике.
Рассматривая применение нитратов , можно рассказать об истории получения и применения чёрного, или дымного, пороха – взрывчатой смеси нитрата калия с серой и углём (75 % KNO 3 , 10% S , 15 % C ). Реакция горения дымного пороха выражается уравнением:
2 KNO 3 + 3 C + S = N 2 + 3 CO 2 + K 2 S + Q .
Два продукта реакции – газы, а сульфид калия – твёрдое вещество, образующее после взрыва дым. Источник кислорода при сгорании пороха – нитрат калия. Если сосуд, например запаянная с одного конца трубка, закрыт подвижным телом – ядром, то оно под напором пороховых газов выбрасывается. В этом проявляется метательное действие пороха. А если стенки сосуда, в котором находится порох, недостаточно прочны, то сосуд разрывается под действием пороховых газов на мелкие осколки, которые разлетаются вокруг с огромной кинетической энергией. Это бризантное действие пороха. Образующийся сульфид калия – нагар – разрушает ствол оружия, поэтому после выстрела для чистки оружия используют специальный раствор, в состав которого входит карбонат аммония.
Шесть веков продолжалось господство чёрного пороха в военном деле. За столь длительный срок его состав практически не изменился, менялся лишь способ производства. Только в середине прошлого века вместо чёрного пороха стали использовать новые взрывчатые вещества с большей разрушительной силой. Они быстро вытеснили чёрный порох с военной техники. Теперь его применяют в качестве взрывчатого вещества в горном деле, в пиротехнике (ракеты, фейерверки), а также как охотничий порох.
Фосфор (белый) широко применяют в военном деле в качестве зажигательного вещества, используемого для снаряжения авиационных бомб, мин, снарядов. Фосфор легко воспламеняется и при горении выделяет большое количество теплоты (температура горения белого фосфора достигает 1000 - 1200°С). При горении фосфор плавится, растекается и при попадании на кожу вызывает долго не заживающие ожоги, язвы.
При сгорании фосфора на воздухе получается фосфорный ангидрид, пары которого притягивают влагу из воздуха и образуют пелену белого тумана, состоящего из мельчайших капелек раствора метафосфорной кислоты. На этом свойстве основано его применение в качестве дымообразующего вещества.
На основе орто - и метафосфорной кислот созданы самые токсичные фосфорорганические отравляющие вещества (зарин, зоман, VX – газы) нервно-паралитического действия. Защитой от их вредного воздействия служит противогаз.
Графит благодаря его мягкости широко используют для получения смазочных материалов, применяющихся в условиях высоких и низких температур. Чрезвычайная жаростойкость и химическая инертность графита позволяют использовать его в атомных реакторах на атомных подводных лодках в виде втулок, колец, как замедлитель тепловых нейтронов, конструкционный материал в ракетной технике.
Сажу (технический углерод) применяют в качестве наполнителя резины, используемой для оснащения бронетанковой, авиационной, автомобильной, артиллерийской и другой военной техники.
Активированный уголь – хороший адсорбент газов, поэтому его применяют как поглотитель отравляющих веществ в фильтрующих противогазах. В годы Первой мировой войны были большие человеческие потери, одной из главных причин было отсутствие надёжных индивидуальных средств защиты от отравляющих веществ. Н.Д.Зелинский предложил простейший противогаз в виде повязки с углём. В дальнейшем он вместе с инженером Э.Л.Кумантом усовершенствовал простые противогазы. Они предложили изоляционно-резиновые противогазы, благодаря которым были спасены жизни миллионов солдат.
Оксид углерода ( II ) (угарный газ) входит в группу общеядовитого химического оружия: он соединяется с гемоглобином крови, образуя карбоксигемоглобин. В результате этого гемоглобин утрачивает способность связывать и переносить кислород, наступает кислородное голодание и человек погибает от удушья.
В боевой обстановке при нахождении в зоне горения огнеметно-зажигательных средств, в палатках и других помещениях с печным отоплением, при стрельбе закрытых помещениях может произойти отравление угарным газом. А так как оксид углерода (II ) имеет высокие диффузионные свойства, то обычные фильтрующие противогазы не способны очистить заражённый этим газом воздух. Учёные создали кислородный противогаз, в специальных патронах которого помещены смешанные окислители: 50 % оксида марганца (IV ), 30 % оксида меди (II ), 15 % оксида хрома (VI ) и 5 % оксида серебра. Находящийся в воздухе оксид углерода (II ) окисляется в присутствии этих веществ, например:
CO + MnO 2 = MnO + CO 2 .
Человеку, поражённому угарным газом, необходимы свежий воздух, сердечные средства, сладкий чай, в тяжёлых случаях – в дыхание кислорода, искусственное дыхание.
Оксид углерода ( IV )(углекислый газ) в 1,5 раза тяжелее воздуха, не поддерживает процессы горения, применяется для тушения пожаров. Углекислотный огнетушитель заполнен раствором гидрокарбоната натрия, а в стеклянной ампуле находится серная или соляная кислота. При ведении огнетушителя в рабочее состояние начинает протекать реакция:
2 NaHCO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2 H 2 O + 2 CO 2 .
Выделяющийся углекислый газ обволакивает плотным слоем очаг пожара, прекращая доступ кислорода воздуха к горящему объекту. В годы Великой Отечественной войны такие огнетушители использовали при защите жилых зданий городов и промышленных объектов.
Оксид углерода (IV ) в жидком виде – хорошее средство, используемое в пожаротушении реактивных двигателей, устанавливаемых на современных военных самолётах.
Кремний , будучи полупроводником, находит широкое применение в современной военной электронике. Его используют при изготовлении солнечных батарей, транзисторов, диодов, детекторов частиц в приборах радиационного контроля и радиационной разведки.
Жидкое стекло (насыщенные растворы Na 2 SiO 3 и K 2 SiO 3 ) – хорошая огнезащитная пропитка для тканей, дерева, бумаги.
Силикатная промышленность производит различные виды оптических стёкол, используемых в военных приборах (бинокли, перископы, дальномеры); цемент для сооружения военно-морских баз, шахтных пусковых установок, защитных сооружений.
В виде стеклянного волокна стекло идёт на производство стеклопластиков , используемых в производстве ракет, подводных лодок, приборов.
При изучении металлов рассмотрим их применение в военном дел
Благодаря прочности, твёрдости, жаростойкости, электропроводности, способности подвергаться механической обработке металлы находят широчайшее применение в военном деле: в самолёто- и ракетостроении, при изготовлении стрелкового оружия и бронированной техники, подводных лодок и военно-морских кораблей, снарядов, бомб, радиоаппаратуры и т.д.
Алюминий обладает высокой коррозионной стойкостью к воде, однако имеет небольшую прочность. В авиа- и ракетостроении применяют сплавы алюминия с другими металлами: медью, марганцем, цинком, магнием, железом. Термически обработанные соответствующим образом, эти сплавы отличаются прочностью, сравниваемой с прочностью среднелегированной стали.
Так, некогда самая мощная в США ракета «Сатурн-5», с помощью которой были запущены космические корабли серии «Аполлон», сделана из алюминиевого сплава (алюминий, медь, марганец). Из алюминиевого сплава делают корпуса боевых межконтинентальных баллистических ракет «Титан-2». Лопасти винтов самолётов и вертолётов изготавливают из сплава алюминия с магнием и кремнием. Этот сплав может работать в условиях вибрационных нагрузок и обладает очень высокой коррозийной стойкостью.
Термит (смесь Fe 3 O 4 c порошком AI ) применяют для изготовления зажигательных бомб и снарядов. При поджигании этой смеси происходит бурная реакция с выделением большого количества теплоты:
8Al + 3Fe 3 O 4 = 4Al 2 O 3 + 9Fe + Q.
Температура в зоне реакции достигает 3000°С. При такой высокой температуре плавится броня танков. Термитные снаряды и бомбы обладают большой разрушительной силой.
Натрий как теплоноситель применяют для отвода тепла от клапанов в авиамоторах, как теплоноситель в атомных реакторах (в сплаве с калием).
Пероксид натрия Na 2 O 2 применяют как регенератор кислорода на военных подводных. Твёрдый пероксид натрия, заполняющий систему регенерации, взаимодействует с углекислым газом:
2Na 2 O 2 + 2 CO 2 = 2 Na 2 CO 3 + O 2 .
Эта реакция лежит в основе современных изолирующих противогазов (ИП), которые используют в условиях недостатка кислорода в воздухе, применение боевых отравляющих веществ. Изолирующие противогазы находятся на вооружении экипажей современных военно-морских кораблей и подводных лодок, именно эти противогазы обеспечивают выход экипажа из затопленного танка.
Гидроксид натрия используют для приготовления электролита для щёлочных аккумуляторных батарей, которыми снаряжают современные военные радиостанции.
Литий используют при изготовлении трассирующих пуль и снарядов. Соли лития придают им яркий сине-зелёный след. Литий применяют также в атомной и термоядерной технике.
Гидрид лития служил американским лётчикам в годы Второй мировой войны портативным источником водорода. При авариях над морем под действием воды таблетки гидрида лития моментально разлагались, наполняя водородом спасательные средства – надувные лодки, плоты, жилеты, сигнальные шары-антенны:
LiH + H 2 O = LiOH + H 2 .
Магний используют в военной техники при изготовлении осветительных и сигнальных ракет, трассирующих пуль, снарядов и зажигательных бомб. При поджигании магния очень яркое, ослепительно белого цвета пламя, за счёт которого удаётся в ночное время осветить значительную часть территории.
Лёгкие и прочные сплавы магния с медью, алюминием, титаном, кремнием, находят широкое применение в ракето-, машино-, самолетостроении. Из них готовят шасси и стойки шасси для военных самолётов, отдельные детали для корпусов ракет.
Железо и сплавы на его основе (чугун и сталь) широко используют в военных целях. При создании современных систем вооружения применяют разнообразные марки легированных сталей.
Молибден придает стали высокую твёрдость, прочность и вязкость. Известен следующий факт: броня английских танков, участвующих в сражениях Первой мировой войны, была изготовлена из но хрупкой марганцевой стали. Снаряды немецкой артиллерии свободно пробивали массивный панцирь из такой стали толщиной 7,5 см. Но стоило прибавить к стали лишь 1,5-2% молибдена, как танки стали неуязвимыми при толщине броневого листа 2,5 см. Молибденовая сталь идёт на изготовление брони танков, корпусов кораблей, стволов орудий, ружей, деталей самолётов.
Кобальт применяют при создании жаропрочных сталей, которые идут на изготовление деталей авиационных двигателей, ракет.
Хром придаёт стали твёрдость и износоустойчивость. Хромом легируют пружинные и рессорные стали, применяемые в автомобильной, бронетанковой, ракетно-космической и других видах военной технике.
Вклад учёных химиков в победу в ВОВ.
Велики заслуги учёных в предвоенное и настоящее время, я остановлюсь на вкладе учёных в победу ВОВ. Поскольку работа учёных не только помогла победе, но и заложила основу мирного существования в послевоенный период.
Учёные химики принимали самое активное участие в обеспечении победы над фашисткой Германией. Они разрабатывали новые способы производства взрывчатых веществ, топлива для реактивных снарядов, высокооктановых бензинов, каучуков, броневой стали, лёгких сплавов для авиации, лекарственных препаратов.
Объём производства химической продукции к концу войны приблизился к довоенному уровню: в 1945 г. он составил 92 % от показателей 1940 г.
Академик Александр Ерминингельдович Арбузов - основоположник одного из новейших направлений науки – химии фосфорорганических соединений. Его деятельность была неразрывно связана с прославленной Казанской школой химиков. исследования Арбузова были всецело посвящены нуждам обороны и медицины. Так, в марте 1943 г. физик-оптик С.И. Вавилов писал Арбузову: «Обращаюсь к Вам с большой просьбой – изготовить в вашей лаборатории 15 г 3,6-диаминофтолимида. Оказалось, что этот препарат, полученный от Вас, обладает ценными свойствами в отношении флуоресценции и адсорбции и сейчас нам необходим для изготовления нового оборонного оптического прибора». Препарат был, его использовали при изготовлении оптики для танков. Это имело большое значение для обнаружения врага на далёком расстоянии. В дальнейшим А.Е.Арбузов выполнял и другие заказы оптического института на изготовление различных реактивов.
С именем академика Николая Дмитриевича Зелинского связана целая эпоха в истории отечественной химии. Ещё в Первую мировую войну он создал противогаз. В период 1941-1945гг. Н.Д.Зелинский возглавлял научную школу, исследования которой были направлены на разработку способов получения высокооктанового топлива для авиации, мономеров для синтетического каучука.
Вклад академика Николая Николаевича Семёнова в обеспечение победы определялся разработанной им теории цепных разветвлённых реакций, которая позволяла управлять химическими процессами: ускорять реакции вплоть до образования взрывной лавины, замедлять и даже останавливать их на любой промежуточной станции. В начале 40-х гг. Н.Н.Семёнов и его сотрудники исследовали процессы взрыва, горения, детонации. Результаты этих исследований в том или ином виде использовались во время войны при производстве патронов, артиллерийских снарядов, взрывчатых веществ, зажигательных смесей для огнемётов. Результаты исследований, посвященных вопросам отражения и столкновения ударных волн при взрывах, были использованы уже в первый период войны при создании кумулятивных снарядов, гранат и мин для борьбы с вражескими танками.
Академик Александр Евгеньевич Ферсман не говорил, что его жизнь – жизнь история любви к камню. Первооткрыватель и неутомимый исследователь апатитов на Кольском полуострове, радиевых руд в Фергане, серы в Каракумах, вольфрамовых месторождений в Забайкалье, один из создателей промышленности редких элементов, он с первых дней войны активно включился в процесс переведения науки и промышленности на военные рельсы. Он выполнял специальные работы по военно-инженерной геологии, военной географии, по вопросам изготовления стратегического сырья, маскировочных красок. В 1941 г. на антифашистском митинге учёных он говорил: «Война потребовала грандиозного количества основных видов стратегического сырья. Потребовался целый ряд новых металлов для авиации, для бронебойной стали, потребовался магний, стронций для осветительных ракет и факелов, потребовалось больше йода… И на нас лежит ответственность за обеспечение стратегическим сырьём, мы должны помочь своими знаниями создать лучшие танки, самолёты, чтобы скорее освободить все народы от нашествия гитлеровской банды».
Крупнейший химик-технолог Семен Исаакович Вольфкович исследовал соединения фосфора, был директором НИИ удобрений и инсектицидов. Сотрудники этого института создавали фосфорно-серные сплавы для бутылок, которые служили противотанковыми «бомбами», изготовляли химические грелки для бойцов, дозорных, разрабатывали необходимые санитарной службе средства против обморожений, ожогов, другие лекарственные препараты.
Профессор Военной академии химической защиты Иван Людвигович Кнунянц разработал надёжные средства индивидуальной защиты людей от отравляющих веществ. За эти исследования в 1941 г. он был удостоен Государственной премии СССР.
Ещё до начала Великой отечественной войны профессор Военной академии химической защиты Михаил Михайлович Дубинин проводил исследования сорбции газов, паров и растворённых веществ твёрдыми пористыми телами. М.М.Дубинин – призванный авторитет по всем основным вопросам, связанных с противохимической защитой органов дыхания.
С самого начала войны перед учёными была поставлена задача: разработать и организовать производство препаратов для борьбы с инфекционными заболеваниями, в первую очередь с сыпным тифом, переносчиками которого являются вши. Под руководством Николая Николаевича Мельникова было организованно производство дуста, а также различных антисептиков для деревянных самолётов.
Академик Александр Наумович Фрумкин – один из основоположников современного учения об электрохимических процессах, основатель школы электрохимиков. Изучал вопросы защиты металлов от коррозии, разработал физико-химический метод крепления грунтов для аэродромов, рецептуру для огнезащитной пропитки дерева. Вместе с сотрудниками разработал электрохимические взрыватели. Он говорил: «Несомненно, что химия является одним из существенных факторов, от которых зависит успех современной войны. Производство взрывчатых веществ, качественных сталей, лёгких металлов, топлива – всё это разнообразные виды применения химии, не говоря уж о специальных формах химического оружия. В современной войне немецкая химия подарила миру пока одну «новинку» - это массовое применение возбуждающих и наркотических веществ, которые дают немецким солдатам перед тем, как послать их на верную смерть. Советские химики призывают учёных всего мира использовать свои знания для борьбы с фашизмом».
Академик Сергей Семенович Наметкин – один из основоположников нефтехимии, успешно работал в области синтеза новых металлорганических соединений, отравляющих и взрывчатых веществ. Во время войны занимался вопросами химической защиты , развитием производства моторных топлив и масел.
Исследования Валентина Алексеевича Каргина охватывали широкий круг вопросов физической химии, электрохимии и физикохимии высокомолекулярных соединений. Во время войны В.А.Каргин разработал специальные материалы для изготовления одежды, защищающей от действия отравляющих веществ, принцип и технологию нового метода обработки защитных тканей, химические составы, делающие валяную обувь непромокаемой, специальные типы резин для боевых машин нашей армии.
Профессор, начальник Военной академии химической защиты и начальник кафедры аналитической химии Юрий Аркадьевич Клячко организовал из состава академии батальон и был начальником боевого участка на ближайших подступах к Москве. Под его руководством была развёрнута работа по созданию новых средств химической обороны, в том числе исследования дымов, антидотов, огнемётных средств.
17 июня 1925 г. 37 государств подписали Женевский протокол – международное соглашение о запрещении применения на войне удушливых, ядовитых или других подобных газов. К 1978 г. документ подписали почти все страны.
Заключение.
Химическое оружие, конечно, нужно уничтожать и кок можно быстрее, это смертельное оружие против человечества. Ещё люди помнят, как фашисты в концлагерях умертвили сотни тысяч человек в газовых камерах, как американские войска испытывали химическое оружие во время войны во Вьетнаме.
Применение химического оружия в наши дни запрещено международным соглашением. В первой половине XX в. отравляющие вещества либо топили в море, либо закапывали в землю. Чем это чревато- пояснять не надо. Сейчас отравляющие вещества сжигают, но и этот способ имеет свои недостатки. При горении в обычном пламени их концентрация в отходящих газах в десятки тысяч раз превышает предельно допустимую. Относительную безопасность даёт высокотемпературный дожиг отходящих газов в плазменной электропечи (метод, принимаемый в США).
Другой подход к уничтожению химического оружия заключается в предварительном обезвреживании отравляющих веществ. Образовавшиеся нетоксичные массы можно сжечь или переработать в твёрдые нерастворимые блоки, которые затем захоронить в специальных могильниках или использовать в дорожном строительстве.
В настоящее время широко обсуждается концепция уничтожения отравляющих веществ непосредственно в боеприпасах, предлагается переработка нетоксичных реакционных масс в химическую продукцию коммерческого назначения. Но уничтожение химического оружия и научные исследования в этой области требуют больших капиталовложений.
Хотелось бы надеяться, что проблемы будут решены и мощь химической науки будет направлена не на разработку новых отравляющих веществ, а на решение глобальных проблем человечества.
Используемая литература:
Кушнарев А.А. химическое оружие: вчера, сегодня, завтра//
Химия в школе – 1996 - №1;
Химия в школе – 4’2005
Химия в школе – 7’2005
Химия в школе – 9’2005;
Химия в школе – 8’2006
Химия в школе – 11’2006.
Химия в военном деле
“…наука есть источник высшего блага человечества
в периоды мирного труда, но она и самое грозное
оружие защиты и нападения во время войны”.
Цель: охарактеризовать Великую Отечественную войну 1941–1945 гг. с позиции учебного предмета химии.
Задачи:
Образовательные : продолжить формировать умения работать с дополнительной литературой, оформлять наблюдения в письменном виде, формировать мысли во внешней и внутренней речи, закрепить специальные умения по химии.
Воспитательные : формировать представления о долге, патриотизме, о гражданской ответственности перед обществом, вырабатывать стремление служить высоким интересам своего народа, своей Отчизны.
Развивающие : формировать умения анализировать, сравнивать, обобщать, развивать у школьников самостоятельные умения преодолевать трудности в учении, создать эмоциональные ситуации удивления, занимательности.
65 лет, почти целая жизнь поколения людей, прошла с того памятного дня – 9 мая 1945 года. Страшные годы Великой Отечественной Войны – святые страницы истории нашей Родины. Их нельзя переписать заново. В них боль и печаль, величие подвига человеческого. И будь то химик или математик, биолог или географ, каждый учитель должен рассказать правду о войне. В годы войны в Вооруженных силах СССР имелись химические войска, которые поддерживали высокую готовность противохимической защиты частей и соединений действующей армии на случай применение фашистами химического оружия, уничтожали врага с помощью огнемётов и осуществляли дымовую маскировку войск. Химическое оружие – это оружие массового уничтожения, это отравляющие вещества и средства их применения; ракеты, снаряды, мины, авиационные бомбы с зарядом отравляющих веществ.
“Советские ученые-химики в период Великой Отечественной войны”
Крупнейший советский химик-технолог Семен Исаакович Вольфкович (1896-1980) в годы Великой Отечественной войны был директором и научным руководителем одного из ведущих исследовательских учреждений Наркомата химической промышленности - Научно-исследовательского института удобрений и инсектофунгицидов (НИУИФ). Ещё в 20–30-е гг. был известен как создатель технологических способов и организатор крупномасштабного промышленного производства фосфатов аммония и концентрированных удобрений на основе хибинских апатитов, элементарного фосфора из фосфоритных руд, борной кислоты из датолитов, фтористых солей из плавикового шпата. Поэтому уже с первых дней Великой Отечественной войны ему была поручена организация производства таких химических продуктов, в составе которых содержится фосфор. В мирное время эти продукты использовались в основном в производстве комплексных удобрений. В военное же время они должны были служить делу обороны, и прежде всего изготовлению на их основе зажигательных средств как одного из эффективных видов противотанкового оружия. Самовоспламеняющиеся вещества, получаемые на основе фосфора или смесей фосфора с серой, были известны и до начала Великой Отечественной войны. Но тогда они представляли собой не более чем объект научно-технической информации. “Как только стало известно о танковом наступлении врага,- вспоминает, - командование Красной Армии и Совет (по координации и усилению научных исследований в области химии для нужд обороны)приняли энергичные меры, чтобы наладить производство сплавов фосфора с серой на опытном заводе НИУИФа, где имелись специалисты по фосфору и сере, а затем и на ряде других предприятий... Фосфорно-серные составы заливали в стеклянные бутылки, которые служили зажигательными противотанковыми “бомбами” . Но как изготовление, так и метание таких стеклянных “бомб” во вражеские танки были опасны и для заводских работников, и для солдат. И хотя первое время, в 1941 г., такие средства применялись на фронте и оказали огромную пользу делу обороны, в следующем, 1942 г. их производство было кардинально усовершенствовано. и его сотрудники и, детально изучив свойства фосфорно-серных состав разработали условия, практически исключающие опасность их изготовления, транспортировки и боевого применения. Эта работа, отмечает, “была отмечена в приказе главного маршала артиллерии.
“Осенью 1941 г., овладев ближайшими аэродромами вокруг Ленинграда, немцы приступили к методичному уничтожению города систематическими бомбежками. Но враги понимали, что фугасными бомбами не удастся быстро сровнять с землей такой большой город. Пожары - вот на что они рассчитывали. Ленинградцы включились в активную борьбу с пожарами. В чердачных помещениях промышленных предприятий, музеев, жилых домов были установлены ящики с песком, щипцами. Люди дежурили на чердаках днем и ночью. Но несмотря на это, не все пожары смогли предотвратить. Так, 8 сентября 1941 г. бомбежки вызвали 178 пожаров. Горели целые кварталы, мосты, жировой завод. На знаменитых Бадаевских складах сгорело 3 тыс. тонн муки, 2,5 тыс. тонн сахара. Здесь возник огненный смерч, который бушевал более пяти часов. 11 сентября 1941 г. фашисты подожгли торговый порт. Факелом на суше и на воде горела нефть - топливо города.
Нужно было срочно искать способы огнезащиты. Известно, что лучшие антипирены - вещества, понижающие горючесть, - это фосфаты, которые при разложении поглощают теплоту. На Невском химическом комбинате хранилось 40 тыс. тонн суперфосфата - ценнейшего удобрения. Им пришлось пожертвовать для спасения Ленинграда. Была приготовлена смесь суперфосфата и воды в соотношении 3: 1. На Ватном острове оборудовали испытательный полигон, где выстроили два одинаковых деревянных дома . Один из них обработали противопожарной смесью. В каждый дом положили зажигательную бомбу и привели их в действие. Необработанный дом вспыхнул, как спичка. Через 3 мин 20 с. от него остались лишь тлеющие угли. Второй же дом не сгорел. На его крышу положили еще одну бомбу, взорвали. Расплавился металл, но дом не сгорел.
За один месяц огнезащитным составом было покрыто около 90 % чердачных перекрытий. Кроме жилых домов и промышленных зданий с особой тщательностью были обработаны антипиренами чердаки и перекрытия исторических памятников и культурных сокровищ: Эрмитажа, Русского музея, Пушкинского дома, Публичной библиотеки. На Ленинград упали тысячи фугасных и десятки тысяч зажигательных бомб, но город не сгорел”
Литература
Химия в школе №8 2001 год, стр. 32. Химия в школе №1 1985 год стр.6–12. Химия в школе №6 1993 год стр.16–17. Химия в школе №4 1995 год стр.5–9. . “Химический эксперимент с малым количеством реактивов”, М.: “Просвещение” 1989 год.
Викторина “Химия и быт”
По приказу Наполеона, для солдат долго находившихся в походе, было разработано дезинфицирующее средство с троекратным эффектом – лечебным, гигиеническим и освежающим. Ничего лучшего не было придумано и через 100 лет, поэтому в 1913 году на выставке в Париже это средство получило “Гран при”. Дошло это средство и до наших дней. Под каким названием оно выпускается у нас в стране? (Тройной одеколон) Однажды Бертолле растирал кристаллы KCIO3 в ступке, в которой на стенках осталось небольшое количество серы. Через некоторое время произошёл взрыв. Так впервые Бертолле осуществил реакцию, которую позднее стали применять при производстве… Чего? (Первых шведских спичек) Нехватка этого элемента в организме вызывает болезнь щитовидной железы. Спиртовым раствором простого вещества обрабатывают раны. О каком химическом элементе говорится? (Иод) Современные учёные с удивлением обнаружили, что гениальный живописец, скульптор, архитектор и учёный высказал поразительные конструктивные догадки об устройстве подводной лодки, танка, парашюта, шарикоподшипника, пулемёта. Оставил эскизные наброски летательных аппаратов, в том числе и вертолёта с механическим приводом. Назовите имя учёного. (Леонардо да Винчи (1452–1519) Какая работа имела особо важное значение для обороны России? (В 1890–1991 год выполняет работу по получению бездымного пороха, крайне необходимого для русской армии) Назовите вещество, дезинфицирующее воду. (Озон) Назовите кристаллогидрат необходимый и в строительстве, и в медицине (Гипс)
Вопросы для профильных классов
Зеркало
Что такое зеркало - знают все. Кроме бытовых зеркал, используемых с древнейших времен, известны технические зеркала: вогнутые, выпуклые, плоские, применяемые в различных приборах. Отражающие пленки для бытовых зеркал готовят из амальгамы олова, для технических зеркал - пленки из серебра, золота, платины, палладия, хрома, никеля и других металлов. В химии используются реакции, названия которых связаны с термином “зеркало”: “реакция серебряного зеркала”, “мышьяковое зеркало”. Что это за реакции, для чего их применяют?
Баня
Популярны в народе русские, турецкие, финские и другие бани.
В химической практике бани как лабораторное оборудование были известны с алхимического периода я подробно описаны Гебером.
Для чего применяются бани - в лаборатории и какие их разновидности вам известны?
Уголь
Уголь, которым топят печь и используют в технике, известен всем: это уголь каменный, бурый и антрацит. В качестве топлива или энергетического сырья не всегда используют уголь, но образные выражения с термином “уголь” применяют в литературе, например “белый уголь”, означающий движущую силу воды.
А что мы понимаем под выражениями: “уголь бесцветный”, “желтый уголь”, “зеленый уголь”, “синий уголь”, “голубой уголь”, “красный уголь”? Что такое “ретортный уголь”?
Огонь
В литература слово “огонь” употребляется в прямом и переносном смысле. Например, “глаза горят огнем”, “огонь желаний” и пр. С огнем связана вся история человечества, поэтому термины “огонь”, “огненный” сохранились с древнейших времен в литературе и в технике. Что означают термины: “огниво”, “греческий огонь”, “болотные огни”, “огниво Доберейнера”, “блуждающие огни”, “огненный нож”, “бенгальские огни”, “огни Эльма”?
Шерсть
После хлопка шерсть - второе по значению текстильное волокно. Она отличается низкой теплопроводностью, большой влагопроницае-мостью, поэтому нам легко дышится и бывает тепло зимой в шерстяной одежде. Но есть “шерсть”, из которой ничего не вяжут и не шьют - “философская шерсть”. Название пришло к нам из далеких алхимических времен. О каком химическом продукте идет речь?
Шкаф
Шкаф - распространенный предмет мебели домашнего обихода. В учреждениях мы встречаемся с несгораемым шкафом - металлическим ящиком для хранения ценных бумаг .
А какие шкафы и для чего используют химики?
Ответы на вопросы викторины
Зеркало
“Реакция серебряного зеркала” - характерная реакция альдегида с аммиачным раствором оксида серебра (I), в результате которой на стенках пробирки выделяется осадок металлического серебра в виде блестящей зеркальной пленки. Реакция Марша, или “мышьяковое зеркало”,- это выделение металлического мышьяка в виде черного блестящего налета на стенках трубки, через которую при нагревании до 300-400° пропускается мышьяковистый водород - арсин, разлагающийся на мышьяк и водород. Эта реакция используется в аналитической химии и в судебной медицине при подозрении отравления мышьяком.
Баня
Со времен алхимии известны водяные и песчаные бани, т. е. кастрюля или сковорода с водой или песком, дающие равномерный нагрев с определенной постоянной температурой. В качестве теплоносителя используют жидкости: масло (масляная баня), глицерин (глицериновая баня), расплавленный парафин (парафиновая баня).
Уголь
Бесцветный уголь” - это газ, “желтый уголь” - солнечная энергия, “зеленый уголь”- растительное топливо, “синий уголь” - энергия приливов и отливов морей, “голубой уголь” - движущая сила ветра, “красный уголь” - энергия вулканов.
Огонь
Огниво - это кусок камня или стали для высекания огня из кремня. “Огниво Доберейнера”, или химическое огниво, - смесь бертолетовой соли и серы, нанесенная на дерево, которая вспыхивает при внесении ее в концентрированную серную кислоту.
“Греческий огонь” - это смесь селитры, угля и серы, с помощью которой в древности защитники Константинополя (греки) сожгли арабский флот.
“Болотные огни”, или блуждающие огни, появляются на болотах или кладбищах, где при гниении органических веществ выделяются горючие газы, на основе которых - силан или фосфины.
“Огненный нож” - это смесь порошков алюминия и железа, сжигаемая под давлением в токе кислорода. С помощью такого ножа, температура которого достигает 3500 ° С, можно резать бетонные блоки толщиной до 3 м.
“Бенгальские огни” - это пиротехнический состав, горящий ярким цветным пламенем, в который входят бертолетова соль, сахар, соли стронция (красный цвет), соли бария или меди (зеленый цвет), соли лития (алый цвет). “Огни Эльма” - светящиеся электрические разряды на острых концах каких-либо предметов, возникающие во время гроз или снежных метелей. Название возникло в средние века в Италии, когда такое свечение наблюдалось на башнях церкви святого Эльма.
Шерсть
“Философская шерсть” - оксид цинка. Это вещество было получено в древности путем сжигания цинка; оксид цинка образовывался в виде белых пушистых хлопьев, напоминающих по виду шерсть. Применение “философская шерсть” находила в медицине.
Шкаф
В химической лабораторной технике для высушивания веществ используют сушильные электрические шкафы или печки с небольшой температурой нагрева до 100-200 °С. Для работы с ядовитыми веществами применяются вытяжные шкафы с принудительной вентиляцией .
Антипирены – фосфаты спасли город
В практике предупреждения пожаров используются специальные вещества, понижающие горючесть, – антипирены.
Осенью 1941 г., овладев ближайшими аэродромами вокруг Ленинграда, немцы приступили к методическому уничтожению города систематическими бомбежками. Но враги понимали, что фугасными бомбами не удастся быстро сравнять с землей такой большой город. Пожары – вот на что они рассчитывали. Ленинградцы включились в активную борьбу с пожарами. В чердачных помещениях промышленных предприятий, музеев, жилых домов были установлены ящики с песком, щипцами. Люди дежурили на чердаках днем и ночью. Но, несмотря на это, пожары бушевали по всему городу.
Нужно было срочно искать способы огнезащиты. Известно, что лучшие антипирены – это фосфаты, которые при разложении поглощают теплоту. На Невском химическом комбинате хранилось 40 тыс. т суперфосфата – ценнейшего удобрения. Им пришлось пожертвовать для спасения Ленинграда. Была приготовлена смесь суперфосфата и воды в соотношении 3:1, которая при испытаниях на полигоне показала положительные результаты: здания, обработанные смесью, не загорались при взрыве бомб.
За один месяц огнезащитным составом было покрыто около 90% чердачных помещений жилых домов и промышленных зданий, исторических памятников и культурных сокровищ. На Ленинград упали тысячи фугасных и десятки тысяч зажигательных бомб, но город не сгорел .
(Химия в школе №8 2001 год, стр. 32.)
“Об использовании неорганических веществ в военном деле”
Индивидуальные задания - презентации
Темы работ:
- Химики в годы войны Наследство Прометея Фосфор Соль плодородия Аммиачная селитра и взрывное дело Веселящий газ Бездымный порох и Первые шведские спички Огонь – в прямом и переносном смысле Философская шерсть Сочинение “Дети против войны” Работа с дополнительной литературой “Кто хочет стать отличником по химии?” (10 занимательных вопросов по химии по теме “Об использовании неорганических веществ в военном деле”, с градацией вопросов от простых к сложным) Реферат “Значение металлов и сплавов в современной военной технике” Реферат “Роль металлов в развитии человеческой цивилизации” Сказка “Металл - труженик” В ней проследить и образно отразить значение железа в развитии человеческой цивилизации. Начало сказки: “В некотором царстве, у подножия горы Магнитной, жил-был человек - старичок по имени Железо, а по прозвищу Феррум. Жил он в ветхой землянке ровно 5000 лет. Однажды…” Начало сказки: “Однажды на Всемирной выставке в Париже встретились Алюминий и Железо и давай спорить, кто из них важней …” Можно взять темы из различных наук: медицине, биологии, географии, истории, физики.
Когда говорят, что отныне войны будут в значительной мере «химическими», то забывают, что химия уже свыше 700 лет широко использована в военном деле для изготовления пороха и других взрывчатых веществ, а частично применялась еще и того ранее, когда при ее помощи сражающиеся сжигали неприятельские суда и укрепления горючими составами.
Так был сожжен «греческим огнем», в состав которого входили нефть и селитра, флот Олега, пытавшегося взять Царь-град с моря; так Ольга сожгла укрепления древлян и т. п.
На ряду с бездымным порохом военные химики использовали составы противоположного свойства, дающие густой дым.
Они применяются в качестве «дымовых завес», маскирующих передвижения воинских частей или скрывающих суда от взора неприятеля. Бомбардировка снарядами с такими веществами намечает пункт для попадания в цель. Вещества, развивающие цветные клубы дыма, применяются для сигнализации, в частности, с аэропланов.
В ночное время, помимо прожекторов, для освещения местности употребляются светящиеся ракеты, освещающие позиции противника. Подобного рода осветительные снаряды сбрасывают и с аэропланов.
В деле световой сигнализации на воде применяются карбиды, разлагающиеся водою с выделением ярко горящего ацетилена.
Как видите, применение химии в деле массового истребления людей не ново.
Но под «химической войной» обычно подразумевают войну при помощи ядовитых веществ, начало которой было положено немцами весной 1915 года. Думая так, ошибаются.
Известный этнограф Вейле указывает, однако, что применение отравляющих газов для военных целей было знакомо еще древним китайцам, бросавшим в неприятеля «вонючие горшки», и, что еще более удивляет нас, первобытным обитателям Америки. «Шведский исследователь Норденшельд установил, - пишет Вейле, - что в обычаи индейцев Южной Америки входило употребление еще более неприятных, даже опасных для жизни газов. Испанец Овиедо-и-Вальес сообщает о нападении с помощью «перечного газа». При сражении у реки Ориноко в 1532 г. два молодых индейца шли впереди фронта, неся каждый в одной руке сковороду с горящими угольями, а в другой - размолотый перец. Как только ветер казался им благоприятным, они сыпали перец в уголь. Результаты были наглядны, так как пар приводил в беспорядок ряды испанцев, заставляя каждого из них продолжительное время чихать. Момент такой «перечной» атаки изображен на обложке книги.
По сообщению француза Дю-Тертра, это средство содействовало изобретению газовой маски.
«Пар перца раздражает слизистые оболочки носа и бронхи так сильно, что может повести к смерти, если не покинуть отравленного пространства или не употребить средства, состоящего в смачивании платка в крепком уксусе и завязывании им носа, чтобы нейтрализовать вредное действие перца».
«Действующая часть кайенского перца называется капситин.
Мы знаем, что он вызывает раздражение слизистых оболочек и дыхательных путей; это было известно и индейцам, и потому в примененной ими военной химии за ними можно признать большие заслуги, чем за близкими к ним по расе первобытными обитателями Канады, о которых еще в 1558 г. рассказывали, что они умеют уничтожать нападающего неприятеля паром жиров и запахом каких-то растений. Для этой цели они перед нападением врага собирали хворост, пропитывали его рыбьим жиром и зажигали, бросая в огонь высушенные листья некоторых деревьев».
Итак, «ничто не ново под луною». Слезоточивое вещество, акролеин, выделяемый горящим жиром, оказывается, применялся чуть ли не за 400 лет до нашего времени. Да и прототип теперешних противогазовых масок также был еще тогда известен.
Однако нынешняя газовая или химическая война ничуть не похожа на «перечную» химию древних. Мощно развитая химическая промышленность - производство азотной, серной и др. кислот и всевозможных газов - дала возможность империалистам впервые широко применить химические способы нападения во время войны 1914-18 гг.
На предыдущих страницах нам уже пришлось попутно говорить о разнообразных химических веществах, применяемых в современной военной химии. Мы ознакомились с веществами взрывчатыми, с некоторыми из отравляющих веществ, являющимися производными хлора, и некоторыми способами образования дымовых веществ; наконец, мы указали на основные способы защиты от отравляющих веществ. Скажем, в заключение, о современном положении вопроса с применением отравляющих веществ, которые буржуазия стала использовать и «для внутреннего употребления», в борьбе с рабочим классом.
О том, что для изготовления отравляющих и взрывчатых веществ легко использовать химические фабрики и заводы, казалось бы, ничего общего не имеющие с военным делом, я уже имел случай сказать, так что возвращаться к этому не будем.
По основному действию отравляющие вещества делятся на: удушающие (хлор, фосген, дифосген, хлорпикрин), общеотравляющие (синильная кислота, окись углерода), местно-поражающие (иприт, люизит), слезоточащие (хлорбензил, бромбензил, акролеин), чихательные (метил и этилхлорарсин, дифениларсин, дифенилхлорарсин, дифениламинхлорарсин).
В состав двух последних групп входят преимущественно производные хлора и мышьяка. Цель их применения - заставить атакуемых снять противогазы.
Слезоточивые и чихательные газы полиция капиталистических стран применяет для разгона рабочих демонстраций, не стесняясь в случаях вооруженного выступления пролетариата прибегать и к веществам, более опасным для жизни.
Защитой, помимо упомянутых выше противогазов, служат маски, соединенные с аппаратом, подающим кислород для дыхания, непроницаемая одежда (для ОВ, поражающих кожу), газоубежища, аэропланы-истребители, зенитные орудия, прожектора и звукоуловители, нейтрализация соответственными химическими веществами в местах действия ОВ, дымовые завесы и пр., вплоть до эвакуации жителей из опасных зон, маскировка вероятных пунктов нападения и т. д.
Одной из самых последних новинок в этой области является появившееся в конце 1935 г. во Франции портативное газоубежище - огромный мешок из прорезиненной ткани. При тревоге его раздувают воздухом, вносят в него необходимую мебель, баллоны с кислородом и поглотители углекислоты. Убежище снабжено автоматическим химическим анализатором газов. В последнем реактивные бумажки, смоченные растворами веществ, меняющих свой цвет от хлора, иприта и других ОВ, указывают на присутствие того или иного ОВ в воздухе.
Аппарат этот для использования при атаке ОВ может быть усложнен автоматическим показателем процентного содержания того или иного вещества в наружном воздухе.
По старой памяти химическую войну иногда называют газовой. Однако, сейчас больше применяются распыливаемые жидкие и твердые отравляющие вещества. Ими либо стреляют, заключая их в разрывные снаряды, либо сбрасывают бомбы и баллоны, ими наполненные, с аэропланов.
Химическая война не дешева. Но империалисты за этим не постоят. Ведь средства-то на ведение войны они выколачивают с того же пролетариата, который служит «пушечным мясом» для ведения войн. На их же долю приходятся «заработки» от продажи средств ведения войны, в том числе и продуктов химических заводов и фабрик.
Тема: «Вода. Известная и неизвестная.»
Задачи:
- Интегрировать знания о свойствах и значении воды в природе из курсов физики, химии, биологии.
- Систематизировать знания о физических свойствах воды, развивать знания о химических свойствах воды, о типах химической связи на примере водородной связи.
- Раскрыть роль воды в зарождении, развитии живых организмов на Земле.
Оборудование: компьютер, программные диски (химия, биология), мультимедийная презентация по теме урока, опорный конспект.
ХОД УРОКА
Приветствие класса.
Сегодня у нас с
вами не совсем обычный урок. Это урок,
объединяющий знания по биологии, химии, физике.
Такие уроки носят название интегрированных, т.к.
помогают объединить знания всех наук для
создания целостного представления об изучаемом
объекте. Мы сегодня будем говорить о необычном по
свойствам веществе планеты, обладающем особыми
свойствами и, безусловно, важнейшем для всего
живого – это вещество вода. Тема нашего урока
«Вода. Известная и неизвестная.».
Нам предстоит выяснить, какие свойства воды
определяют её значение для жизни на Земле.
Эпиграфом к нашему уроку мы выбрали слова
Леонардо да Винчи:«Воде была дана
волшебная власть стать соком жизни на Земле».
Учитель биологии. О роли воды в природе ярко и точно сказал академик И.В. Петряев: «Разве вода – это только жидкость, что налита в стакан? Океан, покрывающий почти всю планету, всю нашу чудесную Землю, в которой миллионы лет назад зародилась жизнь, – это вода»
Безбрежная ширь океана
И тихая заводь пруда,
Струя водопада и брызги фонтана,
И всё это – только вода.
Учитель химии. Тучи, облака, туман несущие влагу всему живому на земной поверхности, это тоже вода. Бескрайние ледяные пустыни полярных областей, снег, покрывающий почти половину планеты, и это – вода.
Слайд
4
В кружево будто одеты
Деревья, кусты, провода.
И кажется сказкою это,
А в сущности – только вода.
Учитель физики. Прекрасно, не воспроизводимо многообразие красок солнечного заката, его золотых и багряных переливов; торжественны и нежны краски небосвода при восходе солнца. Это обычная и всегда необыкновенная симфония цвета обязана рассеиванию и поглощению солнечного спектра водяными парами в атмосфере. Это великий художник – вода. Безгранично многообразие жизни. Она всюду на нашей планете. Но жизнь есть только там, где есть вода. Нет живого существа, если нет воды.
Учитель биологии. Давайте посмотрим на глобус.
Наша планета названа Землёй по явному недоразумению: на сушу приходится? её территории, а всё остальное – Вода! Правильно было бы назвать её планета Вода!
Нахождение воды в природе:
3/4 земного шара
97% океаны и моря
3% озёра, реки, подземные воды
70% содержат животные организмы
90% содержат плоды огурца, арбуза
65% массы тела человека
(Сначала ученик пытается сформулировать общий вывод)
Вывод: Вода является самым распространённым веществом на Земле. Нет такого минерала, горной породы, организма, в состав которого не входила бы вода. (С появлением)
Учитель химии. Кем, когда и при помощи каких методов был установлен качественный и количественный состав молекулы воды?
Лавуазье доверено,
Чтоб было всё проверено,
С Лапласом выполнял эксперимент.
Всё проанализировал,
Он воду синтезировал,
И доказал: она не элемент
Ученик записывает уравнение на доске уравнение синтеза воды
Учитель химии. Для доказательства того, что вода не элемент, а также для подтверждения состава воды Лавуазье и химик Жак Менье осуществили знаменитые опыты по разложению воды.
Работы продолжение
Он видит в разложении
Воды в стволе, нагретом докрасна.
И это путь единственный
Для утвержденья истины:
На газы разлагается она.
Ученик записывает уравнение на доске уравнение разложения воды
Учитель химии. В основе изучения качественного и количественного состава вещества лежат два метода: синтез и анализ. Давайте вспомним сущность этих методов. (Работа с опорным конспектом)
Диск (химия):
Дадим общую характеристику воды по химической формуле.
Задание: Запишите молекулярную формулу воды и рассчитайте её молекулярную и молярную массу, массовые доли элементов
Молекулярная формула – ?
Мr(Н 2 О) = ?
M(Н 2 О) = ?
w (Н) = ?
w (О) = ?
Запись на доске учащимся
Молекулярная формула – Н 2 О
Мr(Н 2 О) = 18
M(Н 2 О) = 18 г/моль
w (Н) = 11%
w (О) = 89%
Учитель физики. Давайте вспомним физические свойства воды. Вода – поразительная жидкость – у неё есть особые свойства. Для воды будто законы не писаны! Но, благодаря этим особым свойствам, зародилась и развилась жизнь. Давайте перечислим физические особенности воды.
Слово учащимся (работа с использование опорного конспекта)
Опорный конспект:
Плотность воды = 1000 кг/м 3
Удельная теплоёмкость воды с = 4200 Дж/кг0С
Температура кипения t = 1000С
Удельная теплота парообразования g = 2300 000 Дж/кг
Температура замерзания t = 00С
Удельная теплота замерзания = 330000 Дж/кг
Ученик. Первая особенность: воде по её химической структуре положено плавиться и кипеть при низких температурах, которых на земле не бывает. Не было бы, значит, на Земле ни твёрдой, ни жидкой воды, а был бы один пар. А она кипит при 1000С.
Ученик. Вторая особенность: у воды очень высокая удельная теплота парообразования. Если бы у воды не было этого свойства, многие озёра и реки летом быстро бы пересохли до дна, и вся жизнь в них погибла.
Ученик. Третья особенность: замерзая, вода расширяется на 9% по отношению к прежнему объёму. Поэтому лёд всегда легче незамёрзшей воды и всплывает вверх. Под такой «шубой» даже зимой в Арктике морским животным не очень холодно.
Ученик. Четвёртая особенность: высокая теплоёмкость. У воды она в 10 раз больше, чем у железа. Из-за исключительной способности воды поглощать тепло, температура при её нагревании и охлаждении изменяется незначительно, поэтому морские обитателям никогда не угрожает ни сильный перегрев, ни чрезмерное охлаждение.
Учитель физики. Давайте решим интересную задачу по теплоёмкости воды. На какую высоту можно поднять слона массой 4 тонны, если затратить столько же энергии, сколько требуется для нагревания 3 литров воды от температуры 200С до кипения?
Учитель биологии. Земля давно бы остыла и стала безжизненной, если бы не вода. Земная вода поглощает и выделяет много тепла, тем самым «выравнивая» климат. А от космического холода предохраняют молекулы воды, рассеянные в атмосфере. Один поэт написал о капле дождя:
Слайд 14
Она жила и по стеклу текла.
Но вдруг её морозом оковало,
И неподвижной льдинкой капля стала,
И в мире поубавилось тепла.
Учитель химии. Мы рассмотрели физические свойства воды, а теперь давайте вспомним её химические свойства. Химические свойства любого вещества проявляются в их взаимодействии с другими веществами.
Диск (химия):
Схема «Химические свойства воды» (без звука)
Запись на доскеучащимися:
1. С металлами
2. С отдельными неметаллами
3. С основными оксидами
4. С солями
5. С кислотными оксидами (реакция с СО 2)
Учитель биологии. А в живых клетках вода и углекислый газ участвуют в другой, куда более сложной и важной реакции.
Ученик. Этот процесс происходит в растительных клетках и называется фотосинтезом. При фотосинтезе солнечная энергия запасается в органических веществах. Исходными соединениями для фотосинтеза служат углекислый газ и вода. В качестве побочного продукта фотосинтеза образуется молекулярный кислород.
Учитель химии. А теперь решим задачу. Определите массу глюкозы, которая образуется при поглощении 132 г. оксида углерода (IV) растением при фотосинтезе.
Учитель биологии. Какие ещё жизненно важные процессы, кроме фотосинтеза, происходят в растениях при участии воды?
Ученик. Растениям необходимо охлаждение. Поэтому им приходится постоянно испарять воду. В результате происходит выделение тепловой энергии.
Учитель биологии. Вода хороший растворитель. В воде растворяются минеральные соли почвы. В поисках воды и минеральных солей корни растений проникают в толщу земли, порой на большую глубину.
Слайд 18
А меж растениями царствует война.
Деревья, травы вверх растут задорно,
А корни их в земле, неся свой труд,
За почву и за влагу спор ведут.
Диск (биология): Вода – основа жизни.
Учитель биологии. Жизни человека также зависит от воды. Вода составляет более половины массы тела человека (65%). Она входит в состав крови, пищеварительных соков, слёз и других жидкостей.
Учитель биологии. Для нормального существования человек должен потреблять воды примерно в 2 раза больше, чем питательных веществ. Потеря 12-15% воды приводит к нарушению обмена веществ, а потеря 25% воды – к гибели организма.
Учитель химии. Население земного шара каждые сутки потребляет 7 млрд. м3 воды. Вода – это единственное богатство нашей планеты, не имеющее заменителей. Для своих нужд человек использует только пресные поверхностные и подземные воды, которые требуют предварительной очистки. На долю пресной воды приходится только 3% её общих запасов. Поэтому очень остро стоит проблема загрязнения воды.
Сообщение ученика о загрязнении и охране вод.
Учитель физики. Теперь подведём итоги знаниям о свойствах воды, о которых мы сегодня говорили на уроке.
Вода входит в
состав всех живых организмов и является
участницей всех процессов жизнедеятельности.
В водном растворе происходят важные химические
процессы, т.к. вода – хороший растворитель.
Вода является средой обитания для многих
организмов.
Вода – оксид водорода – весьма реакционное
вещество.
Вода – важнейший терморегулятор Земли
Учитель биологии.
Необходимая
составная часть всего живого. Вода!
У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха; тебя не
опишешь, тобой наслаждаешься, не понимая, что ты
такое. Ты не просто необходима для жизни, ты и
есть сама жизнь. С тобой во всем существе
разливается блаженство, которое не объяснишь
только нашими пятью чувствами…
Ты величайшее в мире богатство… Антуан де
Сент-Экзюпери
Учитель химии. Этими словами Антуана де Сент-Экзюпери, чудом избежавшего смерти от жажды в раскалённой пустыне нам хочется закончить наш урок посвящённой самому уникальному и удивительному веществу на Земле – Воде!