Статья Использование военной тематики на уроках химии

Использование военной тематики на уроках химии для развития мотивации
учебно-познавательной деятельности учащихся.

Как справедливо отмечал великий германский педагог А.Дистервег, ум ребенка нельзя наполнить знаниями, он сам должен схватить и усвоить их; человеку нельзя сообщить знания, их можно ему предложить, но овладеть ими он должен в результате собственной деятельности (он даже подчеркивает – самодеятельности). Поэтому учителю надо возбудить самодеятельность школьников: «Все искусство воспитания и образования не более и не менее как искусство возбуждения». Таково значение использования в учебном процессе специальных средств и мер, направленных на стимулирование учебной деятельности.
Необходимость стимулирования учебной деятельности связана с тем, что человек включается в любую (в том числе учебную) деятельность только тогда, когда это нужно именно ему, когда у него имеются определенные мотивы для ее выполнения.
Мотив отражает наличие некоторых потребностей, которые сможет удовлетворить начатая деятельность.
Одним из стимулов обучения является практическая значимость знаний для самих школьников. Этот стимул опирается на потребность учащихся активно действовать и добиваться успеха. Действительно, смысл познания – ориентация в мире, успех в деятельности, достижении целей, нахождение своего места и утверждение в обществе. «Только те знания, которые используются, закрепляются в нашем сознании» (Д.Карнеги). Именно поэтому, школьники проявляют большой интерес к той информации, которая поможет им решать свои жизненные проблемы.
Мы ищем стимулы, которые помогут
Уснувшую потребность разбудить,
Чтоб понял ученик: «Мне это надо!»
И на урок стал с радостью ходить.
В нашей школе обучается много детей, родители которых являются военнослужащими. Нередко юноши мечтают сами овладеть военной профессией. Именно поэтому военная тематика вызывает большой интерес у наших учеников. Я очень часто использую эту тему на своих уроках. Раз в год провожу целые уроки, посвященные химии и военному делу (в феврале или в мае), но чаще – это небольшая информация, связанная с различными химическими темами.
В качестве примера, я хотела бы остановиться на теме использования неорганических веществ в военном деле. Чтобы упорядочить изложение материала, расположим химические элементы, образующие эти вещества, «в порядке возрастания зарядов их атомных ядер».



3Li
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 лития при полете оставляли сине-зеленый след. Соединения лития использовались на подводных лодках для очистки воздуха.
4Ве
Бериллиевая бронза (сплав меди и 1–2,5% Ве с добавками 0,2-0,5% Ni и Co) используется в самолетостроении. А сплав Be, Mg, Al, Ti необходим в создании ракет и скорострельных пулеметов, впервые примененных в голы войны.
6С
Аллотропная модификация углерода – графит широко применяется для получения смазочных материалов, применяющихся в условиях высоких и низких температур. Чрезвычайная жаростойкость и химическая инертность графита позволяет использовать его в атомных реакторах на атомных подводных лодках.
Сажу (технический углерод) применяют в качестве наполнителя резины, используемой для оснащения бронетанковой, авиационной, автомобильной, артиллерийской и другой военной техники.
Активированный уголь – хороший адсорбент газов был использован в противогазе, созданном Н.Д.Зелинским для защиты от отравляющих веществ.
Оксид углерода(IV) (углекислый газ) в 1,5 раза тяжелее воздуха и не поддерживает горения, применяется для тушения пожаров. В углекислотных огнетушителях протекает реакция6
2NaHCO3 + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O + 2CO2
В годы Великой Отечественной войны такие огнетушители использовали при защите жилых зданий городов и промышленных объектов.
7N
Азот обязательно входит в состав взрывчатых веществ. Ни одно взрывчатое вещество нельзя приготовить без азотной кислоты HNO3 и ее солей – нитратов.
Нитрат аммония, например, служит для производства взрывчатых веществ – аммонитов, содержащих порошкообразный алюминий. Основная реакция, которая протекает при его взрыве:
3NH4NO3 + 2Al = 3N2 + 6H2O + Al2O3 + Q


8О
Оксиквиты – взрывоопасные смеси 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. Оксиликвитные патроны иногда использовались и в годы Великой Отечественной войны, хотя в основном для этой цели использовали тринитротолуол.
11Na
Натрий как теплоноситель используют в авиамоторах и атомных реакторах.
Пероксид натрия (Na2O2) применяют как регенератор кислорода на военных подводных лодках, используя химическую реакцию:
2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2
Эта же реакция лежит в основе действия современных изолирующих противогазов (ИП), которые используют в условиях недостатка кислорода в воздухе, применения боевых отравляющих веществ. Такие противогазы находятся на вооружении экипажей современных военно-морских кораблей и подводных лодок, именно изолирующие противогазы обеспечивают выход экипажа из затопленного танка.
12Mg, 13Al
На основе Mg и Al изготовлялись прочные и сверхлегкие сплавы для самолетов и некоторых частей корпусов кораблей и подводных лодок. Одним из таких сплавов является дуралюмин (94% Al, 4% Cu, 0,5% Mg, 0,5% Mn, 0,5% Fe, 0,5% Si). В первых «Катюшах», управляемых ракетных снарядах использовались сплавы Al-Mg, Al-Mn. Ведение войны требовало повышенного расхода алюминия. На Северном Урале в начале войны под руководством академика Д.В.Наливкина было открыто месторождение бокситов. К 1943 г. производство алюминия по сравнению с довоенным возросло в три раза.
Многие юноши и девушки 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. Происходили следующие процессы:
4Al + 3O2 = 2Al2O3
2Mg + O2 = 2MgO
3Fe3O4 + 8Al = 9Fe + 4Al2O3
Горящий зажигательный состав нельзя потушить водой, так как раскаленный магний реагирует с ней:
Mg +2H2O = Mg(OH)2 + H2
14Si
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 (насыщенный раствор Na2SiO3 и K2SiO3) – хорошая огнезащитная пропитка для ткани, дерева, бумаги.
Силикатная промышленность производит различные виды оптических стекол, используемых в военных приборах (бинокли, перископы, дальномеры); цемент, для сооружения военно-морских баз, шахтных пусковых установок, защитных сооружений.
В виде стеклянного волокна стекло идет на производство стеклопластиков, используемых в ракетах и подводных лодках.
15P
Искусственно созданные дымовые завесы помогли сохранить жизни тысяч советских бойцов. Одним из первых дымообразующих веществ был белый фосфор. Дымовая завеса при использовании белого фосфора состоит из частичек оксидов (Р2О5, Р2О3) и капель фосфорной кислоты.
Специальными опытами было установлено, что кусочки фосфора загораются на воздухе при температуре 40 0С, а порошок, образующийся после испарения растворителей, - при 0 0С. Это свойство фосфора и привлекло внимание военных. Во время второй мировой войны немцы применили против англичан «бомбы-листочки» для поджигания хлебов на корню, сельских построек, лесов. Такие же бесшумные диверсионные устройства сбрасывались на мирные города и села Кореи, Индонезии, Кубы.
Вся «бомба» представляет собой целлулоидную пластинку, в центре которой укреплена таблетка белого фосфора, прикрытая мокрой ватой. Во время падения вода испаряется, и «бомба» загорается. Горение продолжается около одной минуты.
Раствор белого фосфора в сероуглероде и скипидаре применяется в огнеметах.
На вооружении американской армии имеются фосфорные снаряды, содержащие до 7 кг белого фосфора, и дымовые мины с таким же зарядом.
Во время второй мировой войны использовались зажигательные бутылки (раствор белого фосфора в сероуглероде).
16S
Сера издавна входила в состав взрывчатых веществ. Черный или дымный порох представляет из себя смесь нитрата калия, серы и угля (75% KNO3, 10% S, 15% C). Реакчия горения дымного пороха выражается уравнением:
2KNO3 + 3C + S = N2 + 3CO2 + K2S +Q.
Два продукта реакции – газы, а сульфид калия – твердое вещество, образующие после взрыва дым. Шесть веков продолжалось господство черного пороха в военном деле (до середины прошлого века).
Серная кислота используется при производстве взрывчатых веществ (тротил, октоген, пикриновая кислота, тринитроглицерин) в качестве водоотнимающего средства в составе нитрующей смеси (HNO3 и H2SO4).
17Сl
В годы первой мировой войны хлор использовался в качестве отравляющего вещества. Первая газовая атака была осуществлена 22 апреля 1915 г. вблизи г. Ипр немцами против французских и английских войск. Из 6 тыс. металлических баллонов было выпущено 180 т. 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 тыс. солдат, из них 5 тыс. погибли от удушья.
Позднее появились более сильные отравляющие вещества, содержащие хлор: иприт, хлорпикрин, хлорциан, фосген и др. Процесс получения фосгена прост:
Cl2 + CO = COCl2
При проникновении в организм человека фосген подвергается гидролизу:
COCl2 + H2O = CO2 + 2HCl,
что приводит к образованию соляной кислоты, от которой воспаляются ткани дыхательных органов и затрудняется дыхание.
20Ca, 38Sr
Трудная задача стояла перед войсками противовоздушной обороны в Великую Отечественную войну. 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 городом защищали наполненные водородом шары, которые мешали пикированию немецких бомбардировщиков. Во время ночных налетов пилотов ослепляли специально выбрасываемыми составами, содержащими соли стронция и кальция. Ионы Ca2+ окрашивали пламя в кирпично-красный цвет, ионы Sr2+ - в малиновый.
22Ti
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.



23V
Из ванадиевой стали изготавливали солдатские каски, шлемы, броневые плиты на пушках, бронебойные снаряды.
24Cr
Хромовые стали нужны для изготовления огнестрельных орудий, корпусов подводных лодок.
26Fe, 27Co
Более 90% всех металлов, которые использовались в Великой Отечественной войне, приходилось на железо. Fе – главная составляющая часть чугунов и сталей. Кобальтовая сталь использовалась для изготовления магнитных мин.
28Ni
Никель был неотъемлемой составляющей бронированных орудий и танков. Природа обделила Германию никелем, незначительные запасы есть в Рейнской долине. Основную часть никеля Германия получала из Канады. Началась война, и канадский никель был потерян для Рейха. Недостаток никеля в германской стали привел к тому, что к 1944 г. имперские военные заводы были вынуждены изготовлять танковую броню повышенной толщины и «тигры», «пантеры» и «фердинанды», одетые в нее, оказывались тяжелее и слабее советских танков и самоходок.
Именно на Урале в короткие сроки было налажено производство таких танков – Т-34. Эти танки по сравнению со всеми немецкими танками имели лучшую подвижность, проходимость, больший запас хода, абсолютное превосходство в броне и вооружении.
29Сu, 50Sn
Металлы медь и олово образуют сплав бронзу. Из бронзы во всем мире изготавливают памятники воинам. В Трептов-парке в г. Берлине у памятника воинам Советской Армии, павшим при штурме столицы фашистской Германии, были отлиты пять огромных ( до пяти метров в диаметре) бронзовых венков, лежащих на братских могилах.
32Ge
Без германия не было бы радиолокаторов.
33As
Мышьяк – составная часть отравляющих веществ.
42Мо
Молибден придает стали высокую твердость, прочность и вязкость. Известен следующий факт: броня английских танков, участвующих в первой мировой войне, была изготовлена из твердой, но хрупкой марганцевой стали. Снаряды немецкой артиллерии легко 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 идет на изготовление брони танков, корпусов кораблей, стволов орудий, деталей самолетов.
73Ta
Тантал – важнейший стратегический материал для изготовления радарных установок, передаточных радиостанций.
74W
Из вольфрамовых сталей и сплавов изготавливают танковую броню, оболочки торпед и снарядов.
79Au
Золото. Ради обладания этим металлом велись войны, порабощались государства. Для ведения войн было необходимо много золота. В 1918 г. Германия должна была уплатить победителям с каждой «немецкой души» 3000 долларов золотом.
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. 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.
Au + HNO3 + 4HCl = H[AuCl4] + NO + 2H2O
92U
Величайшее достижение науки породило величайшую трагедию человечества. Первая атомная (урановая) бомба была создана в США и 6 августа 1945 г. сброшена на Хиросиму.
94Pu
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.








13PAGE 15


13PAGE 14715




15