Отравляющие вещества 
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 + MnO2 = MnO + CO2.
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:
2NaHCO3 + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O + 2CO2 .
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 Na2SiO3 и K2SiO3) - 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 Fe3O4 c порошком AI) применяют для изготовления зажигательных бомб и снарядов. При поджигании этой смеси происходит бурная реакция с выделением большого количества теплоты:
8AI + 3Fe3O4 = 4AI2O3 + 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 Na2O2 применяют как регенератор кислорода на военных подводных. Твёрдый пероксид натрия, заполняющий систему регенерации, взаимодействует с углекислым газом:
2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 .
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 + H2O = LiOH + H2.
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.
Страницы: 1, 2
|
