Дата создания: 2014/03/24

Год от года всё убыстряющимися темпами развивается военное дело. Своим прогрессом оно обязано многим отраслям знаний. Огромное значение в этом процессе играет химия. Успехи химии позволили совершить поистине революционные преобразования в боевой технике и способах вооруженной борьбы. Без участия химии, использования её достижений нельзя себе представить создание химического оружия, отравляющих веществ, развитие производства взрывчатых веществ.

Неорганические вещества в военном деле

Кислород - сильный окислитель. Все процессы горения (горение пороха при проведении выстрела из всех видов стрелкового оружия, разнообразных орудий, ракетно-артиллерийских систем), взрывы мин, снарядов, фугасов, гранат происходят при прямом и непосредственном участии кислорода.

Любое пористое горючее вещество, например опилки, будучи пропитанными голубоватой холодной жидкостью - жидким кислородом, становится взрывчатым веществом. Такие вещества называются оксиликвитами и в случае необходимости могут заменить динамит.

При запуске и полете ракет, самолетов и вертолетов, при движении автомобилей, разнообразных боевых машин (танков, самоходных установок, боевых машин пехоты), движении кораблей необходимая для этого энергия появляется за счет процессов окисления разнообразных видов топлива. Чистый жидкий кислород применяют как окислитель в реактивных двигателях, как окислитель ракетных топлив. Поэтому баки с жидким кислородом - неотъемлемая принадлежность большинства жидкостных ракетных двигателей.

Нельзя забывать и о том, что кислород необходим для обеспечения дыхания и жизнедеятельности человека, поэтому так много внимания уделяется пополнению запасов кислорода в замкнутом объеме, например, на подводных лодках, на пунктах боевого дежурства ракетчиков и т.д. В состав системы регенерации воздуха подводного корабля входят кислородные баллоны и электролитические генераторы. Под действием постоянного тока в генераторах дистиллированная вода разлагается на кислород и водород. Одна такая установка, по данным зарубежной печати, способна производить до 70 кубических метров кислорода в сутки. В качестве аварийного средства пополнения запасов кислорода не только на подводных лодках, но и на космических кораблях используются так называемые хлоратные свечи - цилиндрической формы шашки, отлитые или спрессованные из смеси хлората натрия, железного порошка, пероксида бария и стеклянной ваты. При сгорании свечей хлорат натрия разлагается на хлорид натрия и кислород. Одна такая свеча дает до трех кубических метров кислорода.

Велико значение серы для военного дела. Еще древние китайцы изобрели черный или дымный порох. В 682 году философ-химик Сунь Сы-Мяо описал его состав и рецепт приготовления. Позднее, в XII веке, в Китае появилось и первое огнестрельное оружие - бамбуковая трубка, заряженная порохом и пулей. Затем рецепты изготовления пороха попали через Индию и арабские государства в Европу. Так в арабских книгах XIII-XIV веков даны описания многих способов грубой и тонкой очистки природной селитры при действии на нее зольного щелока с последующей перекристаллизацией образовавшегося продукта. В тех же источниках содержатся рецепты зажигательных смесей и пиротехнических составов для так называемых «китайских стрел» или «китайских огненных копий». Черный порох состоит из 75% селитры , 15% угля и 10% серы .

Первым ставшим известным в России рецептом изготовления черного пороха стал рецепт, описанный Максимом Греком в 1250 году в «Книге огня»: «Возьми один фунт живой серы, 2 фунта липового или ивого угля, 6 фунтов селитры. Очень мелко разотри эти три вещества на мраморной доске и смешай». Еще в книгах по арабскому военному искусству XIV века описаны способы использования такого пороха для стрельбы: вначале в дуло орудия засыпался "пороховой заряд", а поверх него - слой «орехов» (вероятно, свинцовых шариков). При воспламенении пороха образующиеся газы (молекулярный азот, углекислый газ, угарный газ, кислород в смеси с дымом, содержащим сульфат и карбонат калия) с силой выбрасывали «орехи» из ствола пушки. Изобретение пороха и применение его в военных целях, способствовало дальнейшему совершенствованию вооружения (привело к появлению пушек и ружей).

В 1839 году американец Чарльз Гудьир разработал способ вулканизации каучука, то есть способ превращения каучука в резину. Под действием серы при умеренном нагревании каучук приобретал большую твердость, прочность, становился менее чувствительным к переменам температуры. С тех пор началось победное шествие резинотехнических изделий по земному шару. В настоящее время уже невозможно представить не только развитие современного автомобилестроения, но авиации и даже космонавтики. Поскольку огромную роль в обеспечении живучести любого из названных (и не названных) видов техники играют именно разнообразные уплотнительные детали (прокладки, втулки, шланги и т.д.), сделанные из резины. Так, например, в такой небольшой машине, как легковой автомобиль типа "ФИАТ-124", число резиновых технических деталей составляет около 460 штук (288 наименований), а в современном военно-транспортном самолете число таких деталей превышает 100.000 штук. Для того, чтобы изготовить автомобиль нужно израсходовать около 14 кг серы.

Водо- и газонепроницаемость резины используются при создании современных средств защиты органов дыхания (противогаза) и кожных покровов (общевойсковой защитный комплект). Поэтому сера расходуется и на изготовление этих средств индивидуальной защиты. А, вместе с тем, сера как элемент, входит и в состав отравляющих веществ: иприта, кислородного иприта.

В качестве окислителя жидкого ракетного топлива на основе авиационных бензинов и керосинов применяется как сама концентрированная азотная кислота , так 20%-ный раствор диоксида азота (IV) в концентрированной азотной кислоте. Оксид азота (IV) вводится с целью снижения корродирующих свойств азотной кислоты, повышения стабильности окислителя и усиления его окислительных свойств. Интересно, что другой из оксидов азота - оксид азота (I) , так называемый "веселящий газ" или закись азота, используется в военной медицине как анестезирующее вещество при проведении операций под общим наркозом.

Очень важным является применение натриевой селитры (нитрата натрия) для производства желатин-динамита как одного из наиболее часто используемого взрывчатого вещества. Его состав: 62.5% нитроглицерина, 2,5% коллоксилина. 25% натриевой селитры. 8% древесной муки. Динамиты имеют большую энергию взрыва и относятся к числу самых мощных взрывчатых веществ.

Фосфор , как простое вещество, применяется в качестве одного из дымообразующих веществ, предназначенных для маскировки, и как зажигательное вещество.

Использование белого фосфора в качестве дымообразующего вещества в настоящее время является очень эффективным, так как маскирующие свойства его дыма в 3-4 раза выше, чем дымов других веществ. Горящий белый фосфор наносит тяжелые болезненные и трудноизлечимые ожоги. Применяется он или в обычном виде (твердое воскообразное вещество желтоватого цвета) или в пластифицированном виде (смесь белого фосфора с вязким раствором синтетического каучука, спрессованная в гранулы). Горящий белый фосфор, а температура его горения достигает 1200С, вызывает тяжелые болезненные и трудноизлечимые ожоги. При горении белый фосфор плавится, растекается. Любая попытка стряхнуть его заканчивается тем, что белый фосфор "размазывается" по еще большей площади, продолжая гореть. Тушить фосфор надо путем прекращения доступа к нему кислорода, прикрывая горящее место плотной тканью или засыпая песком. Пораженные участки тела необходимо промыть водой и наложить влажную повязку, смоченную 5%-ным раствором сульфата меди (II). При разрыве снаряда разрывного действия происходит вспышка длительностью 3-5 секунд, при этом фосфор разбрасывается вокруг и горит на грунте в течение 10-12 минут, при этом возникает столб густого белого дыма. Пластифицированный белый фосфор применяется для снаряжения не только снарядов, но и авиационных бомб, а также мин. Пластифицированный белый фосфор в отличие от обычного белого фосфора обладает способностью прилипать к вертикальным поверхностям и прожигать их. Белый фосфор часто применяется в качестве воспламенителя напалма и пирогеля в различных зажигательных боеприпасах.

Углекислый газ выделяется при приведении в боевое состояние углекислотных огнетушителей за счет протекания реакции взаимодействия гидрокарбоната натрия с серной кислотой. Сжиженным оксидом углерода (IV) снаряжаются системы пожаротушения реактивных двигателей, установленных на современных военных самолетах. Из солей угольной кислоты в военном деле широко применяется кальцинированная сода, пищевая сода и карбонат аммония. Раствор карбоната натрия применяется в качестве дегазатора дифосгена. 1-2%-ный раствор карбоната натрия используется для дегазации обмундирования кипячением; 1-2%-ный раствор пищевой соды - для промывания глаз, полостей рта и носа при поражении отравляющими веществами, карбонат аммония - в специальных машинах для получения аммиака с целью введения его в паровоздушно-аммиачную смесь при дегазации обмундирования.

Кремний один из основных полупроводниковых материалов в современной военной электронике. Приборы на его основе могут работать при температурах 200 градусов по Цельсию. Его используют для изготовления интегральных схем, диодов, транзисторов, солнечных батарей, фотоприемников, детекторов частиц в приборах радиационного контроля и радиационной разведки. Силикагель - белый, непрозрачный, чрезвычайно пористый продукт - используется в качестве адсорбента паров и газов. Силикагелем, обезвоженным гелем кремниевой кислоты, наполняют специальные тряпичные или мешочки, которые используют для обеспечения нормальных условий приборов и техники, находящейся на складах "НЗ", Жидкое стекло (раствор силиката натрия ) является хорошей огнезащитной пропиткой для тканей, дерева и бумаги.

Углерод как элемент входит в состав разнообразных видов горюче-смазочных материалов, взрывчатых веществ, зажигательных веществ, отравляющих веществ, лекарственных препаратов, современных полимерных материалов и т.д. Графит (аллотропная модификация углерода) является незаменимым материалом в разнообразных электрохимических производствах, он служит для изготовления электродов и нагревательных элементов электрических печей, скользящих контактов для электрических машин, самосмазывающихся подшипников и колец электромашин (в виде смеси с алюминием, магнием и свинцом под названием "граффалой"). Его используют в атомной технике (например, на атомных подводных лодках) в виде блоков, втулок, колец в реакторах, как замедлитель тепловых нейтронов и конструкционный материал в ракетной технике - для изготовления сопел ракетных двигателей, деталей внешней и внутренней теплозащиты, так как углерод в виде графита обладает чрезвычайной жаростойкостью и химической инертностью.

Древесный уголь в смеси с серой и селитрой используется в качестве черного пороха. Сажа как мелкокристаллическая модификация углерода входит в состав резины, идущей на производство разнообразных резинотехнических изделий, используемых в различных видах военной техники: автомобильной, бронетанковой, авиационной, артиллерийской, ракетной и т.д. Одним из самых интересных применений углерода в виде древесного угля является его использование в качестве адсорбента газов, отравляющих веществ в фильтрующих противогазах. Из соединений углерода для военного дела имеет оксид углерода (II) , так как на его основе синтезируют отравляющее вещество удушающего действия фосген (дихлорангидрид угольной кислоты). Дихлорангидрид угольной кислоты впервые был получен в 1811 году Дж. Деви (Англия), который и дал новому соединению название «фосген». С мая 1915 года фосген начал применяться Германией в смеси с хлором. В дальнейшем всеми воюющими странами применялся чистый фосген, которым снаряжались в основном артиллерийские химические снаряды. Всего в первую мировую войну было произведено 40 тысяч т фосгена. В 1935 году фосген применялся итальянской армией при нападении ее на Эфиопию, японская армия применяла его во время войны с Китаем (1937 - 1945 гг.). В годы второй мировой войны на вооружении иностранных армий состояли боеприпасы, снаряженные фосгеном, предназначенные для уничтожения живой силы ингаляционным путем. В настоящее время фосген как отравляющее вещество снят с вооружения, однако имеющиеся производственные мощности только в США превышают 0,5 млн. т в год, так как фосген применяется в производстве пестицидов, пластмасс, красителей, безводных хлоридов металлов.

Фосген действует на клеточные мембраны капилляров и альвеол. При отравлениях фосгеном происходит местное повышение проницаемости легочных капилляров и альвеол, в результате альвеолы заполняются плазмой крови и нормальный газообмен в легких нарушается. При отравлениях тяжелой степени более 30% плазмы крови переходит в легкие, которые разбухают, увеличиваются в массе с 500 - 600 г в нормальных условиях до 2,5 кг. Диффузия кислорода из легких в кровеносные капилляры затрудняется, кровь обедняется кислородом при одновременном увеличении содержания углекислого газа. Недостаток кислорода, потеря плазмы, повышенное содержание белковых молекул повышают вязкость крови почти вдвое. Эти потери затрудняют кровообращение и ведут к опасной перегрузке сердечной мышцы и падению кровяного давления. Токсический отек легких является причиной гибели организма из-за прекращения окислительно-восстановительных процессов. Фосген страшен тем, что антидотов против этого ОB нет.

Признаки токсического отека легких проявляются после периода скрытого действия, продолжающегося в среднем 4-6 часов. В течение всего периода скрытого действия пораженные не ощущают никаких признаков отравления. Коварство фосгена состоит еще в том, что первоначально чувствуется его запах (прелого сена или гнилых яблок), а затем он притупляет обонятельный нерв. К концу периода скрытого действия возникают першение и жжение в носоглотке, позывы к кашлю. В последующем кашель усиливается, наступает одышка. Губы, нос, уши, конечности синеют, пульс становится реже. Развивающийся отек легких ведет к сильному удушью, мучительному давлению в грудной клетке. Возрастает частота дыхания в 2-4 раза по сравнению со спокойным состоянием, пульс учащается до 100 ударов в минуту. Пораженные беспокойны, мечутся, хватают ртом воздух, но всякие движения еще более ухудшают состояние. Отек легких и угнетение дыхательного центра вызывают смертельный исход. В случае пребывания людей в атмосфере фосгена с концентрацией свыше 5 мг/л смерть может наступить через 2-3 секунды. Фосген обладает кумулятивным действием, то есть он способен накапливаться в организме, что может привести к смертельному исходу. Защитой от фосгена является противогаз.

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.

Муниципальное казённое общеобразовательное учреждение

«Чкаловская средняя общеобразовательная школа»

Химия на военной службе.

Дню Победы посвящается.

Разработка Интегрированного

внеклассного мероприятие

Учителя Химии и ОБЖ

МКОУ «Чкаловская СОШ»

Шевелева В.Б.

Лиджиев Д.Д.

Интерактивный устный журнал «Химия на военной службе»

Дню Победы посвящается.

Цели:

1.Расширить знания учащихся о химических элементах и веществах, применяемых в военном деле.

2.Развивать межпредметные связи, умение работать с различными источниками информации, мультимедийными презентациями.

3.Формирование интернациональных чувств, чувства патриотизма. Популяризация химических знаний.

Оборудование: Компьютер, мультимедийный проектор.

План организации подготовки к проведению устного журнала.

1.Разделить класс на группы, дать задание: найти материал и сделать презентацию:

1 группа: о химических элементах и веществах, применяемых в военном деле

2группа: о боевых отравляющих веществах,о взрывчатых веществах,о полимерах.

2.По своей теме подготовить тест или вопросы для игры на приз журнала - «Лучший слушатель».

Ход мероприятия.

Вступительное слово учителя об актуальности темы.

Химия на военной службе

Дню Победы посвящается

Слайд № 2-3 музыка «Священная война».

Ведущий: «Широко распростирает химия руки свои в дела человеческие» - эти слова М. В. Ломоносова никогда не потеряют актуальности. Слайд № 4. В современном обществе, пожалуй, нет такой отрасли производства, которая не была бы так или иначе связана с этой наукой. Химия необходима и тем, кто посвятил свою жизнь важной профессии, суть которой - защищать Родину.

Материалы устного журнала позволят вам узнать, что даёт армии химическая наука.

Слайд № 6. Страница 1.

Химические элементы в военном деле

Перед вами Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Многие элементы образуют вещества, широко используемые в военном деле.

Слайд № 7. Элемент № 1. На энергии термоядерной реакции с участием изотопов водорода - дейтерия и трития, идущей с образованием гелия и выделением нейтронов, основано действие водородной бомбы. Водородная бомба превосходит по своей силе атомную.

Слайд № 8. Элемент № 2. Гелием наполняют дирижабли. Заполненные,
гелием летательные аппараты, в отличие от заполненных водородом, более безопасны.

Гелий необходим и подводникам. Аквалангисты дышат сжиженным воздухом. При работе на глубине 100 м и более азот начинает растворяться в крови. При подъёме с большой глубины он быстро выделяется, что может привести к нарушениям в организме. Значит, подъём должен быть очень медленным. При замене азота гелием таких явлений не происходит. Гелиевый воздух использует морской спецназ, для которого главное - быстрота и внезапность

Слайд № 9. Элемент № 6. Углерод входит в состав органических веществ, которые составляют основу горюче-смазочных, взрывчатых, отравляющих веществ. Уголь входит в состав пороха и используется в противогазах.

Слайд № 10. Элемент № 8. Жидкий кислород используют как окислитель топлива для ракет и реактивных самолётов. При пропитывании жидким кислородом пористых материалов получают мощное взрывчатое вещество - оксиликвит.

Слайд № 11. Элемент № 10. Неон - инертный газ, которым заполняют электролампы. Неоновый свет далеко виден даже в тумане, поэтому неоновые лампы применяют на маяках, в сигнальных установках различных типов.

Слайд № 12. Элемент № 12. Магний горит ослепительным белым пламенем с выделением большого количества теплоты. Это свойство используют для изготовления зажигательных бомб и осветительных ракет. Магний входит в состав сверхлёгких и прочных сплавов, используемых в самолётостроении.

Слайд № 13. Элемент № 13. Алюминий - незаменимый металл для производства лёгких и прочных сплавов, которые используются в самолёто- и ракетостроении.

Слайд № 14. Элемент № 14. Кремний - ценный полупроводниковый материал, при повышении температуры электропроводность его усиливаетсвается, что позволяет использовать кремниевые приборы при высокой температуре.
Слайд № 15. Элемент № 15. Фосфор используется для изготовления напалмов и ядовитых фосфор-органических веществ.

Слайд № 16. Элемент № 16. С давних времён сера используется в военном деле как горючее вещество, она также входит в состав дымного пороха,.

Слайд № 17. Элемент № 17. Хлор входит в состав многих отравляющих веществ. Элемент № 35. Бром входит в состав слезоточивых отравляющих веществ - лакриматоров. Элемент № 33. Мышьяк входит в состав боевых отравляющих веществ.

Слайд № 18. Элемент № 22. Титан придаёт сталям твёрдость, эластичность, высокую коррозионную устойчивость. Эти свойства незаменимы для оборудования морских кораблей и подводных лодок.

Слайд № 19. Элемент № 23. Ванадиевая сталь, упругая, прочная на истирание и разрыв, стойкая к коррозии, используется для строительства небольших быстроходных морских кораблей, гидросамолётов, глиссеров.

Слайд № 20. Элемент № 24. Хром применяется получения специальных сталей, изготовления орудийных стволов, броневых плит. Стали, содержащие более 10% хрома, почти не ржавеют, из них делают корпуса подводных лодок.

Слайд № 21. Элемент № 26. В Античности и в Средние века железо изображали в виде бога войны Марса. Во время войны железо расходуется в огромных количествах в снарядах, бомбах, минах, гранатах и других изделиях. Элемент № 53. Иод входит в состав поляроидных стёкол, которыми оснащены танки. Такие стёкла позволяют водителю видеть поле битвы, гася ослепляющие блики пламени. Элемент № 42. Молибденовые сплавы идут на изготовление сверхострого холодного оружия. Добавка 1,5-2% этого металла в сталь делает броневые листы танков неуязвимыми для снарядов, а обшивку кораблей - химически устойчивой к действию морской воды.

Слайд № 22. Элемент № 29., Медь - первый металл, использованный человеком. Из него делали наконечники копий. Позже его стали называть пушечным металлом: сплав из 90% меди и 10% олова использовали для отливки орудийных стволов. И сейчас главный потребитель меди - военная промышленность: детали самолётов и судов, латунные гильзы, пояски для снарядов, электротехнические детали - всё это и многое другое делают из меди. Элемент № 30. Цинк вместе с медью входит в состав латуней - сплавов, необходимых для военного машиностроения. Из него изготовляют гильзы артиллерийских снарядов.

Слайд № 23. Элемент № 82. С изобретением огнестрельного оружия свинец стал расходоваться в больших количествах на изготовление пуль для ружей и пистолетов, картечи для артиллерии. Свинец защищает от губительного радиоактивного излучения.

Слайд № 24. Элементы № 88, 92 и др. Соединения радиоактивных элементов радия, урана и их собратьев - сырьё для изготовления ядерного оружия.

Слайд № 25-26. Тест. 1. Изготовление водородной бомбы основано на применение:

а) изотопов водорода в) изотопов кислорода

б) изотопов гелия г) изотопов азота

2. Дирижабли делают:

а) водорода в) азота

б) гелия г) смесью водорода и гелия

3)Неоном заполняют электролампы применяемые на маяках и сигментных установках т. к. он

а) красивый б) далеко светит в) дешёвый г)инертный

4. Для защиты от корозии корпуса подводных лодок делают из стали, содержащих 10%:

а)Сu б)Zn в)Al г)Cr

5. Какой окислитель топлива для ракет и самолётов используется:

а) жидкий кислород б) бензин в) керосин г) водород

Ведущий. Страница 2.

Слайд № 27-28. Боевые отравляющие вещества

Инициатива применения боевых отравляющих веществ (ОВ) в качестве оружия массового уничтожения принадлежит Германии. Впервые ядовитый газ хлор был применён 22 апреля 1915 г. на Западном фронте недалеко от бельгийского города Ипра против англо-французских войск. Первая газовая атака лишила боеспособности целую дивизию, оборонявшую данный участок: 15 тыс. человек были выведены из строя, из них 5 тыс. навсегда.

Примерно месяц спустя газовая атака была повторена на Восточном фронте против русских войск. В ночь на 31 мая 1915 г. в районе польского городка Болимова на участке фронта протяжённостью 12 км при ветре, дувшем в сторону русских позиций, из 12 000 баллонов было выпущено 150 т ядовитого газа. Передовые линии атакованного газами участка, представлявшие собой сплошной лабиринт окопов и путей сообщения, были завалены трупами и умиравшими людьми. Из строя выбыли 9 тыс. человек.

Английский поэт Уилфред Оуэн, погибший в Первую мировую войну, оставил стихотворение, написанное под впечатлением газовой атаки:

Слайд № 29 - Газ! Газ! Скорей! - Неловкие движенья, Натягивание масок в едкой мгле...

Один замешкался, давясь и спотыкаясь,

Барахтаясь, как в огненной смоле,

В просветах мутного зелёного тумана.
Бессильный, как во сне, вмешаться и помочь,

Я видел только - вот он зашатался,

Рванулся и поник - бороться уж невмочь.

В память о первой газовой атаке отравляющее вещество дихлордиэтилсульфид S(CH 2 CH 2 C1) 2 было названо ипритом. Хлор содержится и в составе дифосгена СС1 3 ОС(О)С1. А вот табун (CH 3 ) 2 NP(O)(OC 2 H 5 )CN - жидкость с сильным фруктовым запахом - производное цианфосфорной кислоты.

Отравляющие вещества, содержащие мышьяк, в отличие от других способны пpоникать через примитивные противогаз. Вызывая нестерпимое раздражение дыхательных путей, выражающееся в чиханье кашле, они заставляют человека срывать маску и подвергаться воздействию удушающего газа.

Особую группу ОВ составляют вещества лакриматоры, вызывающие слезотечение чиханье. Так, в 1918 г. американским химиком Р. Адамсом было предложено вещество адамсит, содержащее и мышьяк, и хлор. Оно раздражает верхние дыхательные пути, а также способно возгораться образуя тончайший ядовитый дым.

Большинство лакриматоров содержат хлор и бром.

Современные боевые ОВ еще более страшны и безжалостны.

Для самозащиты, а также при антитеррористических операциях используют менее токсичные вещества.

Слайд № 30. Страница 3.

Защита от отравляющих веществ

В 1785 г. помощник аптекаря (впоследствии русский академик) Товий Егорович Ловиц обнаружил, что древесный уголь способен удерживать на своей поверхности (адсорбировать) различные жидкие и газообразные вещества. Он указал на возможность использования этого свойства для практических целей, например для очистки воды. С 1794 %. активированный уголь стали применять для очистки сахара-сырца. Явление адсорбции нашло оригинальное применение в Англии, где с помощью угля очищали воздух, подаваемый в здание парламента.

Однако только во время Первой мировой войны это свойство стали использовать в больших масштабах. Поводом для этого послужило применение отравляющих веществ для массового поражения живой силы воюющих армий.

Начавшаяся химическая война готовила человечеству неисчислимые жертвы и страдания. Создать защиту от ОВ позволило использование одной из разновидностей аморфного углерода - древесного угля.

Слайд № 31-32. Выдающийся химик профессор Н. Д. Зелинский (впоследствии академик) разработал, испытал и в июле 1915 г. предложил противогаз, действующий на основе явления адсорбции, происходящей на поверхности частиц угля. Прохождение отравленного воздуха через уголь полностью освобождало его от примесей и предохраняло солдат," защищенных противогазом, от боевых отравляющих веществ.

Изобретение Н. Д. Зелинского спасло множество человеческих жизней.

По мере разработки новых отравляющих веществ совершенствовался и противогаз. Наряду с активированным углем в современном противогазе используются и более активные адсорбенты.

Слайд № 33-34. Страница 4.

Взрывчатые вещества

Единого мнения по вопросу об изобретении пороха нет: считается, что огненный порошок пришел к нам от древних китайцев, арабов, а может, его изобрёл средневековый I монах-алхимик Роджер Бэкон.

На Руси специалистов по изготовлению «пушечного зелья» называли зелейщиками.

Чёрный порох называют дымным. Много лет он окутывал клубами дыма поля битв, делая неразличимыми людей и машины.

Шагом вперёд стало использование в военном деле взрывчатых органических веществ: они оказались более мощными и образовывали меньше дыма.

Среди органических веществ имеется группа нитросоединений, молекулы которых содержат группу атомов -NO 2 . Эти вещества легко разлагаются, часто со взрывом. Увеличение числа нитрогрупп в молекуле повышает способность вещества взрываться. На основе нитросоединений и получают современные взрывчатые вещества.

Производное фенола - тринитрофенол, или пикриновая кислота, способно взрываться от детонации и под названием «мелинит» применяется для наполнения артиллерийских снарядов.

Производное толуола - тринитротолуол (тротил, тол) - одно из наиболее важных дробящих взрывчатых веществ. Оно применяется в громадных количествах для изготовления артиллерийских снарядов, мин, подрывных шашек. Мощность других взрывчатых веществ сравнивают с мощностью тротила и выражают в тротиловом эквиваленте.

Производное многоатомного спирта глицерина - нитроглицерин - жидкость, взрывающаяся при поджигании, детонации и обычном встряхивании,. Нитроглицерин способен разлагаться почти мгновенно с выделением тепла и огромного количества газов: 1 л его даёт до 10 000 л газов. Для стрельбы он не годится, потому что разрывал бы стволы оружия. Он используется для подрывных работ, но не в чистом виде (очень легко взрывается), а в смеси с пористой инфузорной землёй или древесными опилками. Такую смесь называют динамитом. Промышленное производство динамита разработал Альфред Нобель. В смеси с нитроклетчаткой нитроглицерин даёт студенистую взрывчатую массу - гремучий студень.

Производное целлюлозы - тринитроцеллюлоза, иначе называемая пироксилином, также обладает взрывчатыми свойствами и применяется для изготовления бездымного пороха. Способ получения бездымного пороха (пироколлодия) был разработан Д. И. Менделеевым.

Слайд № 35-36. Страница 5.

Волшебное стекло в армии

Стёкла, используемые в военной технике, должны обладать некоторыми специфическими свойствами.

В армии нужна точная оптика. Добавление к исходным веществам соединений галлия позволяет получать стёкла с высоким коэффициентом преломления световых лучей. Такие стёкла применяют в системах наведения ракетных комплексов и навигационных приборах. Стекло, покрытое слоем металлического галлия, отражает практически весь свет, до 90%, что даёт возможность изготовлять зеркала с большой точностью отражения. Подобные зеркала используют в навигационных приборах и системах наведения орудий при стрельбе по невидимым целям, в системах маяков, перископических системах подводных лодок. Эти зеркала выдерживают очень высокую температуру, поэтому их используют в ракетной технике. Для усиления оптических свойств в сырьё для производства стекла добавляют также соединения германия.

Широкое применение находит инфракрасная оптика: стёкла, хорошо пропускающие тепловые лучи, используют в приборах ночного видения. Такие свойства стеклу придаёт оксид галлия. Приборы применяют разведывательные группы, пограничные дозоры.

Ещё в 1908 г. был разработан метод получения тонких стеклянных волокон, но лишь недавно учёные предложили делать двухслойные стекловолокна - световоды, которые используют в армейской системе связи. Так, кабель толщиной 7 мм. составленный из 300 отдельных волокон, обеспечивает одновременно 2 млн. телефонных переговоров.

Введение в стекло оксидов металлов в разных степенях окисления придаёт стеклу электропроводность. Подобные полупроводниковые стёкла используют для телевизионной аппаратуры космических ракет.

Стекло - материал аморфный, но сейчас получают и кристаллические стекломатериалы - ситаллы. Некоторые из них имеют твёрдость, сравнимую с твёрдостью стали, и коэффициент теплового расширения почти такой, как у кварцевого стекла, выдерживающего резкие перепады температур.

Слайд № 37-38. Страница 6.

Использование полимеров в военно-промышленном комплексе

XX в. называют веком полимерных материалов. Полимеры широко применяются в военной промышленности. Пластмассы заменили древесину, медь, никель и бронзу, другие цветные металлы в конструкции самолётов и автомашин. Так, в боевом самолёте в среднем 100 000 деталей, изготовляемых из пластмасс.

Полимеры необходимы для изготовления отдельных элементов стрелкового оружия (рукоятки, магазины, приклады), корпусов некоторых мин (обычно противопехотных) и взрывателей (для затруднения обнаружения их миноискателем), изоляции электропроводки.

Также из полимеров производят антикоррозионные и гидроизоляционные покрытия стаканов шахт ракетных комплексов и колпаки контейнеров подвижных боевых ракетных комплексов. Корпуса многих электроприборов, приборов радиационной, химической и биологической защиты, элементы управления приборами и системами (тумблеры, переключатели, кнопки) сделаны из полимеров.

Для современной техники нужны материалы, обладающие химической стойкостью при повышенной температуре. Такими свойствами обладают волокна из фторсодержащих полимеров - фторопластов, которые устойчивы при температуре от -269 до +260 °С. Фторопласты используют для изготовления аккумуляторных ёмкостей: наряду с химической стойкостью они обладают прочностью, что важно в полевых условиях. Высокая термостойкость и химическая устойчивость позволяют использовать фторопласты как электроизоляционный материал, применяемый в экстремальных условиях: в ракетной технике, полевых радиостанциях, подводном оборудовании, подземных ракетных шахтах.

С развитием современных видов вооружения стали востребованы вещества, способные выдерживать высокую температуру в течение сотен часов. Конструкционные материалы, произведённые на основе термостойких волокон, применяют в самолёто- и вертолёто-строении.

Полимеры используют и как взрывчатые вещества (например, пироксилин). Современные пластиды также имеют полимерное строение.

Ведущий: Закрыта последняя страница журнала.

Вы убедились, что химические знания необходимы для укрепления обороноспособности нашей Родины, а мощь нашей державы - надёжный оплот мира.

Вопросы на приз лучший слушатель:

1. Какой газ впервые был применён как ОВ?
2. Как назывался этот газ?
3. Какое вещество обладает адсорбирующими свойствами?
4. Кто изобрёл первый противогаз?
5. Почему чёрный порох называют дымным?
6. Какие вещества используют сейчас для производства более мощных взрывчатых веществ?
7. Кто разработал получение бездымного пороха?
8. Производство какого взрывчатого вещества разработал Альфред Нобель?
9. Какие свойства полимерных материалов используют в военно-промышленном комплексе?

Методобеспечение.

1. Научно - методический журнал «Химия в школе» - М.: Центрхимпресс, №4, 2009
2. Интернетрессурсы

Оформление кабинета. Портреты ученых-химиков, газета «Химическое оружие вчера, сегодня, завтра», газета «Химические элементы на службе Родине», выставка книг о войне, репродукции, фотографии; оборудование: кодоскоп, видеомагнитофон, магнитофон.

Учитель. Сегодня мы проводим конференцию, посвященную 65-летию победы нашего народа во второй мировой войне. Этой конференцией мы хотим показать, что победа ковалась и в тылу трудом многих советских людей, видных ученых, рассказать о применении многих известных химических веществ во время войны, показать интересные опыты. Итак, «Химия и война».

1-й ученик.

«Казалось, было холодно цветам,
И от росы они слегка поблекли.
Зарю, что шла по травам и кустам,
Обшарили немецкие бинокли.
Цветок, в росинках весь, к цветку приник,
И пограничник протянул к ним руки.
А немцы, кончив кофе пить, в тот миг
Влезали в танки, закрывали люки.
Такою все дышало тишиной,
Что вся земля еще спала, казалось,
Кто знал, что между миром и войной
Всего каких-то пять минут осталось».

2-й ученик. Вспомним начало войны, 1941 г. Немецкие танки рвались к Москве, Красная Армия буквально грудью сдерживала врага. Не хватало обмундирования, продовольствия и боеприпасов, но самое главное – катастрофически не хватало противотанковых средств. В этот критический период на помощь пришли ученые-энтузиасты: в два дня на одном из военных заводов был налажен выпуск бутылок КС (Качурина–Солодовникова), или просто бутылок с горючей смесью. Это незамысловатое химическое устройство уничтожало немецкую технику не только в начале войны, но и даже весной 1945 г. – в Берлине.
Что представляли собой бутылки КС? К обыкновенной бутылке прикреплялись резинкой ампулы, содержащие концентрированную серную кислоту, бертолетову соль, сахарную пудру. (Демонстрация модели бутылки.) В бутылку заливали бензин, керосин или масло. Как только такая бутылка при ударе разбивалась о броню, компоненты запала вступали в химическую реакцию, происходила сильная вспышка, и горючее воспламенялось.
Реакции, иллюстрирующие действие запала (на экран через кодоскоп проецируют уравнения реакций):

3KClO 3 + H 2 SO 4 = 2ClO 2 + K СlO 4 + K 2 SO 4 + H 2 O,

2ClO 2 = Cl 2 + 2O 2 ,

C 12 H 22 O 11 + 12O 2 = 12CO 2 + 11H 2 O.

Три компонента запала берутся в отдельности, их нельзя смешивать заранее, т.к. получается взрывоопасная смесь.

Демонстрационный опыт . Действие H 2 SO 4 на смесь KClO 3 и сахарной пудры. 1 г мелкокристаллического KСlO 3 осторожно перемешивают с 1 г сахарной пудры. Высыпают смесь на крышку от тигля и смачивают ее 2–3 каплями концентрированной H 2 SO 4 . Смесь вспыхивает.

В качестве фона звучит приглушенная стрельба, слышатся взрывы бомб.
3-й ученик. Многие наши сверстники в военные годы во время налетов дежурили на крышах домов, тушили зажигательные бомбы. Начинкой таких бомб была смесь порошков Al, Mg и оксида железа, детонатором служила гремучая ртуть. При ударе бомбы о крышу срабатывал детонатор, воспламенявший зажигательный состав, и все вокруг начинало гореть. На экране приведены уравнения реакций, происходящих при взрыве бомбы:

4Al + 3O 2 = 2Al 2 O 3 ,

2Mg + O 2 = 2MgO,

3Fe 3 O 4 + 8Al = 9Fe + 4Al 2 O 3 .

Горящий зажигательный состав нельзя потушить водой, т.к. раскаленный магний реагирует с водой:

Mg + 2Н 2 O = Mg(ОН) 2 + Н 2 .

4-й ученик. Aлюминий использовали не только в зажигательных бомбах, но и для «активной» защиты самолетов. Так, при отражении налетов авиации на Гамбург операторы немецких радиолокационных станций обнаружили на экранах индикаторов неожиданные помехи, которые делали невозможным распознавание сигналов от приближающихся самолетов. Помехи были вызваны лентами из алюминиевой фольги, сбрасываемыми самолетами союзников. При налетах на Германию было сброшено примерно 20 000 т алюминиевой фольги.

5-й ученик. Во время ночных налетов для освещения цели бомбардировщики сбрасывали на парашютах осветительные ракеты. В состав такой ракеты входили порошок магния, спрессованный с особыми составами, и запал из угля, бертолетовой соли и солей кальция. При запуске осветительной ракеты высоко над землей красивым ярким пламенем горел запал; по мере снижения свет постепенно делался более ровным, ярким и белым – это загорался магний. Наконец, когда цель была освещена и видна так же хорошо, как и днем, летчики начинали прицельное бомбометание.

Демонстрационный опыт. Горение магниевой ленты (опыт показывает ученик).

6-й ученик. Магний использовали не только для создания осветительных ракет. Основным потребителем этого металла была военная авиация. Магния требовалось много, поэтому его добывали даже из морской воды. Технология извлечения магния такова: морскую воду смешивают в огромных баках с известковым молоком, затем, действуя на выпавший осадок соляной кислотой, получают хлорид магния. При электролизе расплава MgCl 2 получают металлический магний (на экран проецируются уравнения реакций):

7-й ученик. В 1943 г. датский физик, лауреат Нобелевской премии Нильс Хенрик Давид Бор, спасаясь от гитлеровских оккупантов, был вынужден покинуть Копенгаген. Но у него хранились две золотые нобелевские медали его коллег – немецких физиков-антифашистов Джеймса Франка и Макса фон Лауэ (медаль самого Бора была вывезена из Дании раньше). Не рискуя взять медали с собой, ученый растворил их в царской водке, и поставил ничем не примечательную бутылку подальше на полку, где пылилось много таких же бутылок и пузырьков с различными жидкостями. Вернувшись после войны в свою лабораторию, Бор прежде всего нашел драгоценную бутылку. По его просьбе сотрудники выделили из раствора золото и заново изготовили обе медали. На экране приведено уравнение реакции растворения золота в царской водке:

8-й ученик. С золотом связана еще одна интересная история. В конце войны правители «независимого» Словенского государства, сформированного Гитлером на территории Чехословакии, задумали припрятать часть золотого запаса страны. Когда линия фронта значительно приблизилась, эсэсовцы окружили здание банка, и офицер, угрожая служащим расстрелом, приказал сдать ценности. Через несколько минут ящики с золотом перекочевали из сейфов в эсэсовские грузовики. Налетчики не подозревали, что в ящиках хранятся слитки «золота», предусмотрительно изготовленные директором монетного двора из… олова! Настоящее же золото осталось в тайниках дожидаться окончания войны.

9-й ученик. Было бы несправедливо не вспомнить сегодня о порохе. Во время войны в основном использовался порох нитроцеллюлозный (бездымный) и реже черный (дымный). Основой первого является высокомолекулярное взрывчатое вещество нитроцеллюлоза, а второй представляет собой смесь нитрата калия (75%), угля (15%) и серы (10%). Грозные боевые «катюши» и знаменитый штурмовик ИЛ-2 были вооружены реактивными снарядами, топливом для которых служили баллиститные (бездымные) пороха – одна из разновидностей нитроцеллюлозных порохов.

Взрывчатое вещество кордит, используемое для начинки гранат и разрывных пуль, содержит приблизительно 30% нитроглицерина и 65% пироксилина (пироксилин представляет собой тринитрат целлюлозы).

Демонстрационный опыт. Горение бездымного пороха – нитроцеллюлозы.

10-й ученик. В 1934 г. в Германии был наложен запрет на все публикации, связанные с H 2 O 2 (пероксидом водорода). В 1938–1942 гг. инженер Гельмут Вальтер построил подводную лодку
U-80, работавшую на пероксиде водорода высокой концентрации. На испытаниях U-80 показала высокую подводную скорость – 28 узлов (52 км/ч). Еще в 1934 г. прошла испытания первая подводная лодка с двумя турбинами, работающими на H 2 O 2 . Всего же немцы успели построить 11 таких лодок. Высокоэффективные энергетические установки, работающие на пероксиде водорода, были разработаны не только для подводных лодок, но и для самолетов, а позже – для ракет Фау-1 и Фау-2.

11-й ученик. Двигательная установка лодки U-80 работала по так называемому холодному процессу. Пероксид водорода в присутствии перманганатов натрия и кальция разлагался. Получающиеся в результате пары воды и кислород использовали в качестве рабочего тела в турбине и удаляли за борт (на экран проецируется уравнение реакции):

Ca(MnO 4) 2 + 3H 2 O 2 = 2MnO 2 + Ca(OH) 2 + 2H 2 O + 3O 2 .

В отличие от U-80 двигатели более поздних подводных лодок работали по «горячему процессу»: Н 2 О 2 разлагался на водяной пар и кислород. В кислороде сжигалось жидкое топливо. Водяной пар смешивался с газами, образующимися от сгорания топлива. Полученная смесь приводила в движение турбину.

В наши дни подводный флот приобрел стратегическое значение. Атомные силовые установки во много раз увеличили дальность действия подводных лодок. Непрерывный контроль за составом воздуха, которым дышат подводники, его очистка и кондиционирование стали важны, как никогда. Роль химических средств очистки и регенерации воздуха по-прежнему первостепенна. Поэтому подводники с полным правом могут сказать: «Химия – это жизнь».

12-й ученик. Трудная задача стояла перед войсками противовоздушной обороны. На нашу Родину были брошены тысячи самолетов, пилоты которых уже имели опыт войны в Испании, Польше, Норвегии, Бельгии, Франции. Для защиты городов использовали все возможные средства. Так, помимо зенитных орудий небо над городами защищали наполненные водородом шары, которые мешали пикированию немецких бомбардировщиков. Во время ночных налетов пилотов ослепляли специально выбрасываемыми составами, содержащими соли стронция и кальция. Ионы Са 2+ окрашивали пламя в кирпично-красный цвет, ионы Sr 2+ – в малиновый.

Демонстрационный опыт . Окрашивание пламени солями стронция и кальция. Полоски фильтровальной бумаги смачивают в концентрированных растворах нитратов кальция и стронция. Высушенные полоски укрепляют на металлическом стержне. При поджигании полосок они горят, окрашивая пламя в кирпично-красный (катион Са 2+) и малиновый (катион Sr 2+) цвет.

13-й ученик. Для заполнения шаров водородом в военном деле использовался силиконовый способ, основанный на взаимодействии кремния с раствором гидроксида натрия. Реакция идет по уравнению:

Si + 2NaOH + H 2 O = Na 2 SiO 3 + 2H 2 .

Часто для получения водорода использовали гидрид лития. Таблетки LiH служили американским летчикам портативным источником водорода. При авариях над морем под действием воды таблетки моментально разлагались, наполняя водородом спасательные средства – надувные лодки, жилеты, сигнальные шары-антенны:

LiH + H 2 O = LiOH + H 2 .

14-й ученик. Искусственно созданные дымовые завесы помогли сохранить жизни тысяч советских бойцов. Эти завесы создавались при помощи дымообразующих веществ. Прикрытие переправ через Волгу у Сталинграда и при форсировании Днепра, задымление Кронштадта и Севастополя, широкое применение дымовых завес в берлинской операции – это далеко не полный перечень использования их в годы Великой Отечественной войны. Одним из первых дымообразующих веществ был белый фосфор. Дымовая завеса при использовании белого фосфора состоит из частичек оксидов (Р 2 О 3 , Р 2 О 5) и капель фосфорной кислоты.

Демонстрационный опыт . «Дым без огня». В цилиндр наливают несколько капель концентрированной соляной кислоты, на стекло капают несколько капель 25%-го раствора аммиака. Цилиндр накрывают стеклом. Образуется белый дым.

15-й ученик. В начале войны, когда от торпед и бомб, привязанных к специально обученным акулам, тонуло немало кораблей, возникла необходимость в надежном средстве защиты от акул. В решении этой проблемы приняли участие многие охотники на акул и ученые. Эрнест Хемингуэй помог этим исследованиям – он показал места, где сам не раз охотился на морских хищниц. Оказалось, что акулы просто не переносят сульфата меди(II). Акулы за версту обходили приманки, обработанные этим веществом, и с жадностью хватали приманки без сульфата меди .
Учитель. Сейчас с небольшими сообщениями перед нами выступят ученики 8-го класса.

Таблица Менделеева на защите Родины

В руках каждого ученика табличка с символом элемента, о котором он рассказывает.

Сообщения учеников

В годы Великой Отечественной войны элемент литий приобрел особое значение. Металлический литий бурно реагирует с водой, при этом выделяется большой объем водорода, которым заполняли аэростаты и спасательное снаряжение при авариях самолетов и судов в открытом море. Добавка гидроксида лития в щелочные аккумуляторы увеличивает срок их службы в 2–3 раза, что было очень нужно для партизанских отрядов. Трассирующие пули с добавками Li при полете оставляли сине-зеленый след. Соединения лития использовались на подводных лодках для очистки воздуха.

Бериллиевая бронза (сплав меди и 1–2,5% Ве с добавками 0,2–0,5% Ni и Со) используется в самолетостроении. А сплав Ве, Mg, Al, Ti необходим в создании ракет и скорострельных авиационных пулеметов, впервые примененных в годы войны.

Азот обязательно входит в состав взрывчатых веществ. Ни одно взрывчатое вещество нельзя приготовить без азотной кислоты HNO 3 и ее солей.

На основе Mg и Al изготовлялись прочные и сверхлегкие сплавы для самолетостроения.

Сплав титана (до 88%) с другими металлами идет на изготовление танковой брони. В 1943 г. Гитлер издал приказ вступать в бой с советскими танками ИС-3 на расстоянии не более 1 км. Состав брони у этого танка был такой, что его не могли пробить фашистские снаряды. Титан применяют также в радиотехнике.

Из ванадиевой стали изготавливали солдатские каски, шлемы, броневые плиты на пушках, бронебойные снаряды.

Хромовые стали нужны для изготовления огнестрельных орудий, корпусов подводных лодок.

Более 90% всех металлов, которые использовались в Великой Отечественной войне, приходилось на железо. Fe – главная составляющая часть чугунов и сталей.
Кобальтовая сталь использовалась для изготовления магнитных мин.

Сплав Cu (90%) и Sn (10%) – пушечный металл. Сплав Cu (68%) и Zn (32%) – латунь – использовали для изготовления артиллерийских снарядов и патронов.

Без германия не было бы радиолокаторов.

Мышьяк – составная часть отравляющих веществ.

Тантал – важнейший стратегический материл для изготовления радарных установок, передаточных радиостанций.

Из вольфрамовых сталей и сплавов изготавливают танковую броню, оболочки торпед и снарядов.

Величайшее достижение науки породило величайшую трагедию человечества. Первая атомная (урановая) бомба была создана в США и 6 августа 1945 г. сброшена на Хиросиму.

Первая плутониевая бомба была также изготовлена в США. 9 августа 1945 г. она была сброшена на Нагасаки. Ее взрыв повлек за собой десятки тысяч смертей и сотни тысяч тяжелых увечий. Последствия взрыва сказываются и сейчас на новых поколениях.

Учитель. Слово предоставляется ученикам 9-го класса.

Ученые-химики в период
Великой Отечественной войны

1-й ученик. Вместе со всеми трудящимися нашей страны советские ученые принимали самое активное участие в обеспечении победы над фашистской Германией в годы Великой Отечественной войны. Ученые-химики создавали новые способы производства самых разных материалов, взрывчатых веществ, топливо для реактивных снарядов «катюш», высокооктановые бензины, каучук, материалы для изготовления броневой стали, легкие сплавы для авиации, лекарственные препараты. Выпуск химической продукции к концу войны приблизился к довоенному уровню, а в 1945 г. он достиг 92% от уровня 1940 г.
Мы расскажем о деятельности некоторых ученых-химиков в годы войны.

На стенде представлены портреты ученых-химиков. Ученики рассказывают об ученых, показывают их портреты.

А.Е.Арбузов (1877–1968)

2-й ученик. Александр Ерминингельдович Арбузов. Выдающийся ученый, основоположник одного из новейших направлений науки – химии фосфорорганических соединений. Вся жизнь и деятельность его были неразрывно связаны с прославленной Казанской школой химиков. Исследования Арбузова в годы войны были всецело посвящены нуждам обороны и медицины. Так, в марте 1943 г. виднейший советский физик-оптик С.И.Вавилов писал Арбузову: «Глубокоуважаемый Александр Ерминингельдович! Обращаюсь к Вам с большой просьбой – изготовить в Вашей лаборатории 15 г 3,6-диаминофталимида. 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…» Значительно позднее Арбузов узнал, что изготовленного им препарата было достаточно для снабжения оптики танковых частей нашей армии и имело значение для обнаружения врага на далеком расстоянии. В дальнейшем Арбузов выполнял и другие заказы оптического института на изготовление различных реактивов.

Н.Д.Зелинский (1861–1953)

3-й ученик. Николай Дмитриевич Зелинский. С именем Зелинского связана целая эпоха в истории отечественной химии. Обладая творческой силой мысли и будучи патриотом своей Родины, Зелинский вошел в ее историю как деятель науки, который в критические моменты исторических судеб своей страны без колебания становился на ее защиту. Так было в истории с противогазом в первую мировую войну, с синтетическим бензином в гражданскую и авиационным топливом в Великую Отечественную войну. Зелинский в период 1941–1945 гг. – это не просто химик-исследователь, он был уже славой едва ли не самой большой в стране научной школы, исследования которой были направлены на разработку способов получения высокооктанового топлива для авиации, мономеров для синтетического
каучука.

Н.Н.Семенов (1896–1986)

4-й ученик. Николай Николаевич Семенов. Вклад академика Семенова в обеспечение победы в войне всецело определялся разработанной им теорией цепных разветвленных реакций. Эта теория давала в руки химиков возможность ускорять реакции вплоть до образования взрывной лавины, замедлять их и даже останавливать на любой промежуточной стадии. Исследования процессов взрыва, горения, детонации, проводимые Семеновым с сотрудниками, уже в начале 1940-х гг. привели к выдающимся результатам. Новые достижения во время войны в том или ином виде использовались в производстве патронов, артиллерийских снарядов, взрывчатых веществ, зажигательных смесей для огнеметов. Были проведены исследования, посвященные вопросам отражения и столкновения ударных волн при взрывах. Результаты этих исследований были использованы уже в первый период войны при создании кумулятивных снарядов, гранат и мин для борьбы с вражескими танками.

Демонстрируется фрагмент художественного фильма «Освобождение», где Гитлер осматривает пробоины в танках, сделанные нашими снарядами.

А.Е.Ферсман (1883–1945)

5-й ученик. Александр Евгеньевич Ферсман. Из выступления академика Ферсмана на антифашистском митинге советских ученых, 1941 г., Москва: «Война потребовала грандиозного количества основных видов стратегического сырья. Потребовался целый ряд новых металлов для авиации, для бронебойной стали, потребовались магний и стронций для осветительных ракет и факелов, потребовалось больше йода и еще длинный ряд самых разнообразных веществ. И на нас лежит ответственность за обеспечение стратегическим сырьем. Необходимо помочь своими знаниями создать лучшие танки, самолеты, чтобы скорее освободить все народы от нашествия гитлеровской банды».
Ферсман не раз говорил, что его жизнь – это история любви к камню. Он 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.

С первых дней после начала войны Ферсман активно включился в перестройку науки и промышленности на военные рельсы. Выполнял специальные работы по военно-инженерной геологии, военной географии, маскировочным краскам, по вопросам стратегического сырья.

С.И.Вольфкович (1896–1980)

6-й ученик. Семен Исаакович Вольфкович. Крупнейший советский химик-технолог, был директором НИИ удобрений и инсектицидов, занимался соединениями фосфора. Сотрудники руководимого им института создавали фосфорно-серные сплавы для стеклянных бутылок, которые служили противотанковыми «бомбами», изготавливали химические грелки, которые использовались для обогрева бойцов дозоров. Санитарной службе требовались средства против обморожения, ожогов, лекарственные средства. Над этим работали сотрудники его института.

И.Л.Кнунянц (1906–1990)

7-й ученик. Иван Людвигович Кнунянц. Во время войны и после нее – профессор и заведующий кафедрой Военной Академии химической защиты. Премия, которой Иван Людвигович Кнунянц был удостоен в 1943 г., была присуждена ему за разработку надежного средства индивидуальной защиты людей от отравляющих веществ. Иван Людвигович является основоположником химии фторорганических соединений.

М.М.Дубинин (1901–1993)

1-й ученик. Михаил Михайлович Дубинин. Еще до начала Великой Отечественной войны на посту начальника кафедры и профессора Военной Академии химической защиты он проводил исследования сорбции газов, паров и растворенных веществ твердыми пористыми телами. Михаил Михайлович – признанный авторитет по всем основным вопросам, связанным с противохимической защитой органов дыхания.

Н.Н.Мельников (1908–2000)

2-й ученик. Николай Николаевич Мельников. С самого начала войны перед учеными была поставлена задача разработать и организовать производство препаратов для борьбы с инфекционными заболеваниями, в первую очередь с сыпным тифом, который переносят вши. Под руководством Мельникова было организовано производство дуста, различных антисептиков для деревянных деталей самолетов.

А.Н.Фрумкин (1895–1976)

3-й ученик. Александр Наумович Фрумкин. Выдающийся ученый, один из основоположников современного учения об электрохимических процессах, основатель советской школы электрохимиков. Занимался вопросами защиты металлов от коррозии, разработал физико-химический метод крепления грунтов для аэродромов, рецептуру для огнезащитной пропитки дерева. Вместе с сотрудниками разработал электрохимические взрыватели. Хочется привести слова Фрумкина на антифашистском митинге советских ученых в 1941 г.: «Я – химик. Позвольте мне сегодня говорить от имени всех советских химиков. Несомненно, что химия является одним из существенных факторов, от которых зависит успех современной войны. Производство взрывчатых веществ, качественных сталей, легких металлов, топлива – все это разнообразные виды применения химии, не говоря уже 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 ученых всего мира использовать свои знания для борьбы с фашизмом».

С.С.Наметкин (1876–1950)

4-й ученик. Сергей Семенович Наметкин является одним из основоположников нефтехимической науки. Он успешно работал в области синтеза новых металлорганических соединений, отравляющих и взрывчатых веществ. Сергей Семенович отдал во время войны много сил для развития производства моторных топлив и масел, занимался вопросами химической защиты.

В.А.Каргин (1907–1969)

5-й ученик. Валентин Алексеевич Каргин. Исследования академика Валентина Алексеевича Каргина охватывают широкий круг вопросов, относящихся к физической химии, электрохимии и физикохимии высокомолекулярных соединений. 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.

Ю.А.Клячко (р. 1910)

6-й ученик. Юрий Аркадьевич Клячко. Профессор, замначальника Военной Академии химической защиты и начальник кафедры аналитической химии. Организовал из состава академии химической защиты батальон и был начальником боевого участка на ближайших подступах к Москве. Под его руководством была развернута работа по созданию новых средств химической обороны, в том числе по дымам, антидотам, огнеметным средствам.

Современный реактивный пехотный огнемет РПО-А

Химическое оружие – боевые отравляющие вещества

Учитель. Сейчас мы расскажем вам о более современном и страшном оружии – химическом. Предоставляю слово ученикам 10-го класса.
Формулы отравляющих веществ выполнены тушью на ватмане, схемы синтезов проецируются на экран через кодоскоп.
1-й ученик. 22 апреля 1915 г. во время сражения на реке Ипр (Бельгия) немецкие войска впервые применили отравляющее вещество, выпустив огромное ядовитое облако хлора. Так началась химическая война.
Уилфред Оуен был одним из почитаемых поэтов первой мировой войны. Вот отрывок из его стихотворения, посвященного описанию смерти солдата от отравления хлором во время газовой атаки. Названием стихотворения послужило начало строки, заимствованной у древнеримского поэта Горация: «Нет больше радости и чести, чем умереть за родину».

2-й ученик.

Согнувшись пополам, как нищие с мешками,
Спиной к преследующим вспышкам боя,
Хромая, кашляя надрывно, мы плелись
Устало к месту вожделенного покоя.
Шли, дремля на ходу, в грязи башмак теряя,
Покорно волоклись сквозь этот ад,
Брели на ощупь, позади не различая
Глухих разрывов газовых гранат.
Газ! Газ! Скорей! – Неловкие движенья,
Напяливание масок в едкой мгле.
Один замешкался, давясь и спотыкаясь,
Барахтаясь, как в огненной смоле,
В просветах мутного зеленого тумана,
Бессильный, как во сне, вмешаться и помочь,
Я видел только – вот он зашатался,
Рванулся и поник – бороться уж невмочь.
О, если б ты потом тащился вместе с нами
За той повозкой, куда кинули его,
Смотрел в лицо с разинутыми бельмами-глазами,
Не видящими больше ничего,
Слыхал, как от толчков повозки вновь и вновь
В забитых пеной легких клокотала кровь, –
Ты не посмел бы, друг мой, повторять
Избитой лжи, юнцов наивных распаляя:
«Нет больше радости и чести жизнь отдать,
За родину солдатом погибая!»

3-й ученик. В период первой мировой войны исследования выдающихся химиков Н.Д.Зелинского и Н.А.Шилова привели к разработке противогаза, который позволил сберечь жизни тысяч людей: потери от химического оружия намного превысили последствия самых тяжелых катастроф мирного времени.
В 1920–1930 гг. нависла угроза развязывания второй мировой войны. Крупнейшие мировые державы лихорадочно вооружались, наибольшие усилия для этого прилагали Германия и СССР. Однако, даже владея отравляющими веществами нового поколения, Гитлер не решился развязать химическую войну, вероятно, понимая, что последствия ее для сравнительно маленькой Германии и необъятной России будут несоизмеримы.

4-й ученик. После второй мировой войны гонка химических вооружений продолжалась на более высоком уровне. В настоящее время ведущие мировые державы не производят химического оружия, однако на планете скопились огромные запасы смертоносных отравляющих веществ, что представляет серьезную опасность для природы и общества.
На вооружение были приняты и хранятся на складах: иприт, люизит, зарин, зоман и еще один продукт, который принято обозначать американским шифром «VX». Рассмотрим их подробнее.

5-й ученик. Немецкий химик В.Мейер открыл тиофен и предложил Николаю Дмитриевичу Зелинскому осуществить синтез тетрагидротиофена. «Идя по пути такого синтеза, – писал Зелинский, – мною приготовлен был промежуточный продукт – дихлордиэтилсульфид, – оказавшийся сильным ядом, от которого я жестоко пострадал, получил ожоги рук и тела».
Иприт относится к кожно-нервным отравляющим веществам. Проникая через кожу, эта жидкость вызывает образование волдырей и труднозаживающих язв, поражает органы дыхания, желудочно-кишечный тракт, кровеносную систему. При тяжелых поражениях спасти человека обычно не удается, а при поражении кожи пострадавший надолго теряет трудоспособность. Существует много методов промышленного синтеза иприта (уравнения реакций демонстрируются на экране):

Как видно из приведенных схем, применяемое сырье и относительная простота синтеза сделали иприт доступным для многих стран, обладающих достаточно развитой химической отраслью промышленности.
6-й ученик. Название другого отравляющего вещества – люизит.

Сырьем для получения люизита служат хлорид мышьяка(III) и ацетилен:

Это вещество разработали американские ученые как альтернативу немецкому иприту. Токсичное действие люизита аналогично действию иприта, но существенно слабее, а поражение им обычно заканчивается выздоровлением.

7-й ученик. Значительная часть погибших от химического оружия людей стала жертвами фосгена и синильной кислоты .

Фосген и синильная кислота – многотоннажные продукты химической отрасли промышленности. В основе технологии их получения лежат реакции, отвечающие схемам:

Фосген и синильная кислота при обычных условиях – газообразные вещества, поэтому они поражают человека через органы дыхания.

8-й ученик. В 1940–1950 гг. появилось новое поколение отравляющих веществ – нервно-паралитического действия. Все вещества с таким действием относятся к фосфорорганическим соединениям. Это эфиры фосфорной и алкилфосфоновых кислот.
Первым фосфорорганическим отравляющим веществом был табун. Дальнейшие исследования привели к разработке групп алкиловых эфиров фторфосфоновых кислот, среди которых наиболее токсичными оказались зарин и зоман.

Фосфорорганические отравляющие вещества вызывают сокращение мышц, судороги, сужение зрачков, а затем и смерть.

9-й ученик. Наиболее простым с технологической точки зрения является производство зарина. На схеме представлен один из вариантов синтеза зарина, разработанный в Германии во время второй мировой войны:

Аналогичным путем можно получить зоман, используя на последней стадии вместо изопропилового спирта 3,3-диметилбутанол-2.

10-й ученик. В 1956 г. шведский биохимик Л.Таммелин синтезировал тиохолинфосфонаты – вещества, отвечающие общей формуле:

Эти соединения оказались чрезвычайно токсичными: одна капля вещества, попавшая на кожу, вызывала смертельное отравление. Все исследования, связанные с соединениями этого класса, были сразу засекречены, и вскоре в США было организовано промышленное производство такого фосфорорганического вещества под шифром «VX» c составом: R = метил, R " = этил,
R "" = изопропил. В 1960-е гг. VX-газы заняли ведущее место в арсеналах супердержав. Запасы его оказались настолько огромными, что промышленное производство в США в 1969 г. было прекращено.

11-й ученик. На сегодняшний день среди запасов химического оружия, хранящегося на военных складах, в основном находятся нервно-паралитические отравляющие вещества
(около 32 тыс. т), кожно-нервные отравляющие вещества (около 6 тыс. т).
Применение химического оружия в наши дни совершенно исключено, поэтому необходимо было решить вопрос о его дальнейшей судьбе.
Принято решение уничтожить химическое оружие. В первой половине XX в. его либо топили в море, либо закапывали в землю. Какими последствиями чреваты такие захоронения, пояснять не надо. Сейчас отравляющие вещества сжигают, но и здесь есть свои недостатки. При горении в обычном пламени концентрация ядов в отходящих газах в десятки тысяч раз превышает предельно допустимую. Относительную безопасность дает высокотемпературный дожег отходящих газов в плазменной электропечи (метод, применяемый в США).

12-й ученик. Другой подход к уничтожению химического оружия заключается в предварительном обезвреживании отравляющих веществ. Образовавшиеся нетоксичные массы можно сжечь, а можно перевести в твердые нерастворимые блоки, чтобы затем эти блоки захоронить в специальных могильниках или использовать в дорожном строительстве.

Учитель. В настоящее время широко обсуждается концепция уничтожения отравляющих веществ непосредственно в боеприпасах, предлагается переработка нетоксичных реакционных масс в химическую продукцию коммерческого назначения. Пока же у правительства нет денег не только на уничтожение химического оружия, но и на научные исследования в этой области. И в XXI век мы входим с тяжелым наследием прошлого. Хотелось бы надеяться, что трезвый ум возьмет верх над алчностью. Пусть мощь этой прекрасной науки – химии – будет направлена не на разработку новых отравляющих веществ, а на решение глобальных общечеловеческих проблем.
Завершим мы нашу конференцию символическим салютом в честь тех, кто сделал все возможное и невозможное для приближения победы над фашизмом.
Звучит песня «День Победы». На лабораторном столе учащиеся демонстрируют «салют».

Опыт. Перемешать на листе бумаги по 3 ложечки KMnO 4 , порошка угля, порошка железа. Полученную смесь высыпать в железный тигель и нагреть в пламени спиртовки. Начинается реакция, смесь выбрасывается из тигля в виде множества искр.

ЛИТЕРАТУРА

Химия (ИД «Первое сентября»), 2001, № 7; 1999, № 16;
Фримантл М . Химия в действии. Т. 2. М.: Мир, 1998, с. 258;
Химия в школе, 1985, № 1, 2; 1984, № 6; 1995, № 4; 1996, № 1.

← Вернуться