Методический материал Химическое оружие в годы ВОВ. Роль металлов в годы ВОВ

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Комаровская средняя общеобразовательная школа»
Верещагинский район Пермского края
Методический материал
Химическое оружие в годы ВОВ.
Роль металлов в годы ВОВ
Подготовлен: Мартюшевой
Ириной Викторовной
Учителем химии
МБОУ «Комаровская СОШ»
Комары-2016
Роль химии в годы Великой Отечественной Войны
Цели: 1. Показать учащимся роль науки химии в годы ВОВ.
2. Расширить кругозор школьников об истории развития химии, о металлах, применяемых в военных целях, о химическом оружии.
3. Развивать универсальные умения школьников.
4. Формировать патриотические качества личности.
Представленную информацию можно использовать при проведении уроков, внеурочных занятий, а также использовать при оформлении стендов, посвященных Дню Победы.
Часть 1. Металлы тоже ковали Победу
«.… Только шесть химических
элементов не нашли себе
применения в военной технике…»
- писал в годы войны А.Е. Ферсман.
Al - Алюминий
«Крылатый металл» алюминий в виде сплавов с другими элементами использовался в самолетостроении.
Из сплава алюминия, меди и марганца делали корпуса судов на подводных крыльях, баки для хранения и перевозки сжиженного газа.
Тончайший алюминиевый порошок использовали для получения горючих и взрывчатых смесей.
Начинка зажигательных бомб состояла из смеси порошков алюминия, магния и оксида железа.
V - Ванадий
Ванадий называют “автомобильным” металлом. Ванадиевая сталь дала возможность облегчить автомобили, сделать новые машины прочнее, улучшить их ходовые качества.
Из стали с применением ванадия изготовляют солдатские каски, шлемы, броневые плиты на пушках.
Li – Литий
В годы Великой Отечественной войны гидрид лития использовали для заполнения аэростатов и спасательного снаряжения при авариях самолетов и судов в открытом море.
Добавка гидроксида лития в щелочные аккумуляторы увеличивала срок их службы в 2 - 3 раза, что было ценно для партизанских отрядов.
Трассирующие пули с добавкой лития при полете оставляли сине - зеленый след.
Соединения лития использовались и на подводных лодках для очистки воздуха.
La - Лантан
Сплав лантана, церия и железа дает так называемый кремень, который использовался в солдатских зажигалках.
Из него же изготовляли специальные артиллерийские снаряды, которые во время полета при трении о воздух искрят (можно наблюдать за их ночным полетом).
Лантановые стекла применяли в полевых оптических приборах.
Zn - Цинк
Сплав цинка и меди - латунь использовали для изготовления гильз патронов и артиллерийских снарядов.
Более половины добываемого цинка расходовалось на изготовление оцинкованного железа и оцинкованной проволоки.
W - Вольфрам
Вольфрам относится к числу самых ценных стратегических материалов. Из вольфрамовых сталей и сплавов изготавливают танковую броню, оболочку торпед и снарядов, наиболее важные детали самолетов и двигатели.
Ge – Германий
Без германия не было бы радиолокаторов.
В начале Великой Отечественной войны на основе свойства германия превращать тепловую энергию в электрическую советские ученые создали генераторы для питания раций партизанских отрядов.Pb - Свинец
Используют на изготовление пуль для ружей, пистолетов и картечи для артиллерии для изготовления пластин для аккумуляторов, оболочек электрических кабелей.
. Свинец не раз решал исход грандиозных военных баталий, за что его стали называть “смертоносным” металлом.
В производстве подшипников для военной техники очень важны сплавы свинца – баббиты, свинцовые бронзы.
Сu - Медь
Главное применение – производство проводов.
Более 30 % меди идет на сплавы.
Сплав меди (90%) и олова (10%) – пушечный металл.
Гильзы сделаны из латуни – сплава меди (68%) с цинком (32 %).
Mo - Молибден
Молибден называют «военным» металлом, так как 90% его идет на военные нужды.
Стали с добавкой молибдена очень прочны, из них отливали стволы орудий, винтовок, ружей, детали самолетов, автомобилей.
Cr – Хром
Хромовые стали нужны были для изготовления огнестрельных орудий, броневых плит, корпусов подводных лодок, рессор, пружин, шарикоподшипников.
Ag – Серебро
Обеззараживающие свойства серебра и его соединений использовали в медицине, соединения серебра с бромом – в фотографии.
Серебро в сплавах с индием использовалось для изготовления прожекторов. Так, при штурме Берлина войсками Первого Белорусского фронта 143 прожектора огромной светосилы ослепили гитлеровцев в их оборонительной полосе, и это способствовало быстрому исходу операции.
Fe - Железо
Колоссальная масса железа истрачена на земном шаре в ходе войн. За Вторую мировую – примерно 800 млн. тонн. Чтобы судить о масштабах расхода железа в Великой Отечественной войне, назовем одно число: миллион бомб сбросили фашисты на Сталинград!
Более 90% всех металлов, которые использовались в Великой Отечественной войне, приходится на железо.
Ni – Никель
Без никеля нет брони. Без брони нет танков. Без танков нет победы на военных дорогах второй мировой войны.
Mg- Магний
Свойство магния гореть белым ослепительным пламенем широко используется в военной технике для изготовления осветительных и сигнальных ракет, трассирующих пуль и снарядов, зажигательных бомб.
Ta-Тантал
Тантал – важнейший стратегический металл для изготовления радарных установок, передаточных радиостанций.
Тантал –металл восстановительной хирургии.
Со – Кобальт
Кобальт называют металлом чудесных сплавов (жаропрочных, быстрорежущих). Кобальтовая сталь использовалась для изготовления магнитных мин.
Sr- Стронций
Стронций – металл фейерверков, потех и салютов.
Соединения стронция применяют в пиротехнике для получения красных огней.
При взрыве атомной или водородной бомбы образуется радиоактивный изотоп Sr-90, который вызывает тяжелое заболевание организма.
Sn – Олово
Олово – компонент многих сплавов. Идет на покрытие металлов для защиты их от коррозии, на изготовление белой жести для консервных банок.
Сплав олова с другими металлами используется для изготовления подшипников.
Из олова изготовляли блестящие оловянные солдатские пуговицы.
K – Калий
Обыкновенный порох – это смесь мелко измельченных: серы, калиевой селитры KNO3 и угля.
Еще два соединения – хлорат калия (бертолетова соль) KClO3 и дихромат калия K2Cr2O7 – применяются в спичечном производстве и пиротехнике.
Au- Золото
Из сплавов золота с платиной делают химически стойкую аппаратуру.
Часть 2. Химическое оружие – боевыеотравляющие вещества
Учитель. Мы расскажем вам о самом страшном оружии – химическом.
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 плелисьУстало 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 намиЗа той повозкой, куда кинули его,Смотрел в лицо с разинутыми бельмами-глазами,Не видящими больше ничего,Слыхал, как от толчков повозки вновь и вновьВ забитых пеной легких клокотала кровь, – Ты не посмел бы, друг мой, повторятьИзбитой 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.
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.
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». 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.