Химические материалы в военном деле. Неорганические вещества в военном деле

ВОЕННО-ХИМИЧЕСКОЕ ДЕЛО , область военной деятельности, обнимающая вопросы: 1) применения на войне боевых химических веществ, 2) защиты от них, осуществляемой как в индивидуальном, так и в коллективном порядке, и 3) подготовки к химической борьбе.

I. Применение боевых химических веществ . Для боевых целей служат отравляющие, дымообразующие и зажигательные вещества; все они действуют непосредственно и являются т. о. основной действующей частью химического оружия.

Из отравляющих веществ важное военное значение имеют хлор (Сl 2), фосген (СО∙Сl 2), дифосген (Сl∙СO∙O∙С∙Сl 3), иприт , арсины (CH 3 ∙AsCl 2 ; C 2 H 5 ∙ASCl 2 ; (C 6 H 5) 2 AsCl; ClAs(C 6 H 4) 2 NH; AS(CH:CHCl)Cl 2 и другие], хлорацетофенон (Сl∙СН 2 ∙СО∙С 6 Н 5), хлорпикрин (C∙Cl 3 ∙NO 3) и некоторые другие. В зависимости от своих физических и химических свойств все отравляющие вещества обычно делятся на стойкие (долговременного действия) и нестойкие (кратковременного действия). Для целей химического нападения отравляющие вещества могут быть применены следующими способами.

А. Специальные способы применения отравляющих веществ . 1) Газовые баллоны . Газобаллонные атаки являются первым серьезным способом массового применения отравляющих веществ. Для создания газовых волн, направляемых по ветру на неприятеля, служит смесь хлора с фосгеном (80% и 20%), выпускаемая из специальных стальных баллонов (см. Арматура газовая), где эта смесь находится в сжиженном состоянии под давлением. Боевые нормы применения: 1000-1200 кг смеси на 1 км фронта в 1 минуту при силе ветра в 2-3 м/сек. Для вычисления количества боевой смеси, потребной для производства газобаллонной атаки, употребляется формула: а = б∙в∙г, где а - искомое количество нужной боевой смеси, б - боевая норма в кг/км в 1 минуту, в - продолжительность выпуска и г - длина фронта. 2) Ядовитые свечи - металлические цилиндры разных величин (начиная от 0,5 л), снаряженные смесью горючего с твердыми раздражающими отравляющими веществами (по преимуществу арсинами). При горении арсины возгоняются и дают ядовитый дым, трудно задерживаемый противогазами. Этот способ еще не применялся в прошлой войне, но в будущей войне с ним, вероятно, придется встретиться. 3) Газометы - стальные трубы весом 80-100 кг каждая, служащие для выбрасывания снарядов весом в 25-30 кг. Эти снаряды (мины) могут наполняться отравляющими веществами до 50%. Газометы применяются для создания облака высокой концентрации в целях внезапного нападения. 4) Заражающие приборы - состоят из переносных или перевозимых резервуаров, снаряженных стойкими отравляющими веществами (иприт), и употребляются для заражения почвы. В прошлой войне такие приборы не применялись. 5) Огнеметы - резервуары, из которых давлением сжатого воздуха выбрасывается горящая струя жидкости; для огнеметов употребляются смеси различных погонов нефти и другие горючие масла; дальность действия огнеметов - 25-50 м и более в зависимости от системы; применяются они главным образом при обороне.

Б. Применение отравляющих веществ артиллерией и авиацией . 1) Артиллерийские химические снаряды бывают двух основных типов: а) химические и б) осколочно-химические. Первые снаряжены главным образом отравляющими веществами, взрывчатыми же веществами - лишь настолько, чтобы раскрыть снаряды. Вторые имеют значительный заряд взрывчатого вещества и обладают осколочным действием. Обычно в таких снарядах заряд взрывчатого вещества составляет 40-60% по весу от заряда отравляющего вещества. В зависимости от характера отравляющего вещества, которым снаряжены снаряды, они разделяются на снаряды кратковременного и долговременного действия. В германской артиллерии были приняты боевые нормы применения артиллерийских химических снарядов, указанные в табл. 1.

Норма расхода осколочно-химических снарядов равнялась примерно 1/6-1/3 количества расходуемых обычных химических снарядов. Для снарядов долговременного действия применялась та же норма, что и для снарядов кратковременного действия; в этом случае время обстрела может быть значительно большим. 2) Авиация в прошлой войне не применяла отравляющие вещества. В настоящее время во всех армиях ведутся усиленные приготовления к использованию авиации для этих целей. Авиация может действовать при помощи отравляющих веществ, как на фронте, так и в тылу, против населенных центров. В виду этого в настоящее время выдвинута проблема противохимической защиты мирного населения. Авиация может применять при своих атаках: а) бомбы разного калибра, снаряженные стойкими и нестойкими отравляющими веществами; б) ядовитые жидкости - для непосредственного выливания; одним из отравляющих веществ, которое по своим физико-химическим и токсическим свойствам наиболее подходит для широкого применения при аэрохимических атаках, является иприт; в) зажигательные вещества , применяемые в артиллерийских снарядах и бомбах гл. обр. для того, чтобы вызывать пожары; обычно они снаряжены термитом (смесь алюминия и окиси железа); г) дымообразующие вещества , употребляемые для целей ослепления противника и маскировки собственных действий; наиболее употребительными являются фосфор, серный ангидрид, хлорсульфоновая кислота и хлорное олово; этими веществами могут снаряжаться артиллерийские снаряды и бомбы; могут применяться также и специальные дымные приборы и дымные шашки.

II. Защита от отравляющих веществ . Для этой цели применяются по преимуществу фильтрующие противогазы; они обычно состоят из трех частей: 1) лицевой, включающей маску, прикрывающую глаза и дыхательные пути, 2) поглотительной коробки и 3) соединительной трубки. Наиболее ответственной частью противогаза является поглотительная коробка. Ее поглотительная способность основана на действии активированного угля , химического поглотителя и противодымного фильтра. Активированный уголь представляет собой обычный древесный уголь, получаемый из твердых пород дерева или из фруктовых косточек. Его пористость, а вместе с ней адсорбционная способность искусственно увеличиваются разными способами, из которых наиболее употребительным является действие перегретого пара при 800-900°. Активность угля обычно измеряется его способностью поглощать хлор. Средние активированные угли поглощают 40-45% по весу хлора. Но одного только активированного угля недостаточно для полного поглощения всех отравляющих веществ в паро- и газообразном состоянии. Для окончательного поглощения отравляющих веществ (например, продуктов их гидролиза в угле) употребляется химический поглотитель. Он состоит из смеси извести, едкой щелочи, цемента и инфузорной земли (или пемзы) в определенных пропорциях. Вся смесь орошается крепким раствором перманганата калия или натрия. Однако ни последний, ни химический поглотитель не задерживают в достаточной мере ядовитые дымы. Для защиты от них в поглотительную коробку вводятся противодымные фильтры, состоящие обычно из различных волокнистых веществ (разные сорта целлюлозы, вата , войлок и пр.). В настоящее время во всех армиях усиленно работают над усовершенствованием противогазов, стремясь сделать их наиболее мощными, универсальными, легкими по дыханию, удобоносимыми и приспособленными к каждому роду оружия, дешевыми и легко изготовляющимися. Помимо фильтрующих употребляются, хотя и в гораздо меньшей мере, изолирующие противогазы. Они представляют собой прибор, в котором из специального баллончика подается кислород для дыхания. Этот прибор совершенно изолирует человека от окружающего воздуха; т. о. его универсальность в отношении отравляющих веществ максимальная. Однако, благодаря своей громоздкости, дороговизне, сложности и непродолжительности действия, он не может еще конкурировать с фильтрующим противогазом; последний остается основным средством защиты от отравляющих веществ. Для защиты от отравляющих веществ, действующих на кожу (нарывных), употребляются специальные защитные одежды, изготовляемые из ткани, пропитанной олифой или другими составами. Помимо средств индивидуальной защиты, какими являются фильтрующие противогазы, массовое применение отравляющих веществ выдвинуло также необходимость коллективной защиты. К средствам защиты этого рода относятся различные противохимически оборудованные помещения, начиная от полевых убежищ и кончая жилыми зданиями. Для этой цели воздух, попадающий в такое помещение (газоубежище), пропускают предварительно через поглотительный фильтр, имеющий размеры, соответствующие помещению.

I II. Подготовка к военно-химической борьбе охватывает вопросы: 1) производства всех средств, необходимых для ведения химической борьбы, и снабжения ими войск и гражданского населения, 2) подготовки к химической борьбе всего личного состава армии и гражданского населения и принятия подготовительных мер по химической обороне различных пунктов страны и 3) научно-исследовательской работы по изысканию новых или усовершенствованию старых средств и способов химической борьбы. Возможность ведения химической борьбы, ее глубина и размах определяются состоянием в данной стране ее химической промышленности. Последняя в настоящее время, как показывает табл. 2, развивается как раз в направлениях, нужных для широкого производства и применения отравляющих веществ.

Стремительный, все увеличивающийся рост химической промышленности, несомненно, вызовет широкое применение на войне различных химических веществ, имеющих боевое значение. Широко ведущаяся во всех странах в различных специальных научных институтах научно-исследовательская работа придаст массовому применению боевых химических веществ наиболее рациональные с военной точки зрения формы. В будущей войне военно-химическое дело будет занимать одно из важнейших мест.

Мы живём в мире различных веществ. В принципе человеку для жизни нужно не так уж много: воздух, вода, пища, элементарная одежда, жильё. Однако человек, осваивая окружающий мир, получая всё новые знания о нём, постоянно изменяет свою жизнь.
Во второй половине XIX века химическая наука достигла такого уровня развития, который сделал возможным создание новых, никогда ранее в природе не сосуществовавших веществ. Однако, создавая новые вещества, которые должны служить во благо, учёные создавали и такие вещества, которые становились угрозой для человечества.
В 1915 г. немцы использовали для победы на французском фронте газовые атаки ядовитыми веществами. Что оставалось делать остальным странам, чтобы сохранить жизнь и здоровье солдат?
В первую очередь – создать противогаз, что было выполнено успешно Н.Д. Зелинским. Он говорил: «Я изобрёл его не для нападения, а для защиты молодых жизней от страданий и смертей». Ну а потом, как цепная реакция, стали создаваться новые вещества – начало эпохи химического оружия.
Как относится к этому?
С одной стороны вещества «стоят» на защите стран. Без многих химических веществ мы уже не представляем своей жизни, ибо они созданы на благо цивилизации (пластмассы, каучук, и т.д.). С другой стороны – часть веществ можно использовать для уничтожения, они несут «смерть».
В 1920 – 1930 гг. возникла угроза развязывания второй мировой войны. Крупнейшие мировые державы лихорадочно вооружались, наибольшие усилия для этого прилагали Германия и СССР. Немецкими учёными были созданы отравляющие вещества нового поколения. Однако Гитлер не решился развязать химическую войну, вероятно понимая, что последствия её для сравнительно маленькой Германии и необъятной России будут несоизмеримы.
После Второй мировой войны гонка химических вооружений продолжалась на более высоком уровне. В настоящее развитые страны не производят химическое оружие, однако на планете скопились огромные запасы смертоносных отравляющих веществ, что представляет серьёзную опасность для природы и общества
На вооружение были приняты и хранятся на складах иприт, люизит, зарин, зоман, V-газы, синильная кислота, фосген, и ещё один продукт, который принято изображать шрифтом «VX». Рассмотрим их подробнее.

а) Зарин представляет собой бесцветную или желтого цвета жидкость почти без запаха, что затрудняет обнаружение его по внешним признакам. Он относится к классу нервно-паралитических отравляющих веществ. Зарин предназначается, прежде всего, для заражения воздуха парами и туманом, то есть в качестве нестойкого ОВ. В ряде случаев он, однако, может применяться в капельно-жидком виде для заражения местности и находящейся на ней боевой техники; в этом случае стойкость зарина может составлять: летом - несколько часов, зимой - несколько суток. Зарин вызывает поражение через органы дыхания, кожу, желудочно-кишечный тракт; через кожу воздействует в капельно-жидком и парообразном состояниях, не вызывая при этом местного ее поражения. Степень поражения зарином зависит от его концентрации в воздухе и времени пребывания в зараженной атмосфере. При воздействии зарина у пораженного наблюдаются слюнотечение, обильное потоотделение, рвота, головокружение, потеря сознания, приступы сильных судорог, паралич и, как следствие сильного отравления, смерть.
б) Зоман - бесцветная и почти без запаха жидкость. Относится к классу нервно-паралитических ОВ. По многим свойствам очень похож на зарин. Стойкость зомана несколько выше, чем у зарина; на организм человека он действует примерно в 10 раз сильнее.
в) V-газы представляют собой малолетучие жидкости с очень высокой температурой кипения, поэтому стойкость их во много раз больше, чем стойкость зарина. Так же как зарин и зоман, относятся к нервно-паралитическим отравляющим веществам. По данным иностранной печати, V-газы в 100 - 1000 раз токсичнее других ОВ нервно-паралитического действия. Они отличаются высокой эффективностью при действии через кожные покровы, особенно в капельно-жидком состоянии: попадание на кожу человека мелких капель V-газов, как правило, вызывает смерть человека.
г) Иприт - темно-бурая маслянистая жидкость с характерным запахом, напоминающим запах чеснока или горчицы. Относится к классу кожно-нарывных ОВ. Иприт медленно испаряется с зараженных участков; стойкость его на местности составляет: летом - от 7 до 14 дней, зимой - месяц и более. Иприт обладает многосторонним действием на организм: в капельно-жидком и парообразном состояниях он поражает кожу и глаза, в парообразном - дыхательные пути и легкие, при попадании с пищей и водой внутрь поражает органы пищеварения. Действие иприта проявляется не сразу, а спустя некоторое время, называемое периодом скрытого действия. При попадании на кожу капли иприта быстро впитываются в нее, не вызывая болевых ощущений. Через 4 - 8 часов на коже появляется краснота и чувствуется зуд. К концу первых и началу вторых суток образуются мелкие пузырьки, но затем они сливаются в одиночные большие пузыри, заполненные янтарно-желтой жидкостью, которая со временем становится мутной. Возникновение пузырей сопровождается недомоганием и повышением температуры. Через 2 - 3 дня пузыри прорываются и обнажают под собой язвы, не заживающие в течение длительного времени. Если в язву попадает инфекция, то возникает нагноение и сроки заживания увеличиваются до 5 - 6 месяцев. Органы зрения поражаются парообразным ипритом даже в ничтожно малых концентрациях его в воздухе и времени воздействия 10 минут. Период скрытого действия при этом длится от 2 до 6 часов; затем появляются признаки поражения: ощущение песка в глазах, светобоязнь, слезотечение. Заболевание может продолжаться 10 - 15 дней, после чего наступает выздоровление. Поражение органов пищеварения вызывается при приеме пищи и воды, зараженных ипритом. В тяжелых случаях отравления после периода скрытого действия (30 – 60 минут) появляются признаки поражения: боль под ложечкой, тошнота, рвота; затем наступают общая слабость, головная боль, о ослабление рефлексов; выделения изо рта и носа приобретают зловонный запах. В дальнейшем процесс прогрессирует: наблюдаются параличи, появляется резкая слабость и истощение. При неблагоприятном течении смерть наступает на 3 - 12 сутки в результате полного упадка сил и истощения. При тяжёлых поражениях спасти человека обычно не удаётся, а при поражении кожи пострадавший надолго теряет трудоспособность.
д) Синильная кислота - бесцветная жидкость со своеобразным запахом, напоминающим запах горького миндаля; в малых концентрациях запах трудно различимый. Синильная кислота легко испаряется и действует только в парообразном состоянии. Относится к ОВ общеядовитого действия. Характерными признаками поражения синильной кислотой являются: металлический привкус во рту, раздражение горла, головокружение, слабость, тошнота. Затем появляется мучительная одышка, замедляется пульс, отравленный теряет сознание, наступают резкие судороги. Судороги наблюдаются сравнительно недолго; на смену им приходит полное расслабление мышц с потерей чувствительности, падением температуры, угнетением дыхания с последующей его остановкой. Сердечная деятельность после остановки дыхания продолжается еще в течение 3 - 7 минут.
е) Фосген - бесцветная, легколетучая жидкость с запахом прелого сена или гнилых яблок. На организм действует в парообразном состоянии. Относится к классу ОВ удушающего действия. Фосген имеет период скрытого действия 4 - 6 часов; продолжительность его зависит от концентрации фосгена в воздухе, времени пребывания в зараженной атмосфере, состояния человека, охлаждения организма. При вдыхании фосгена человек ощущает сладковатый неприятный вкус во рту, затем появляются покашливание, головокружение и общая слабость. По выходу из зараженного воздуха признаки отравления быстро проходят, наступает период так называемого мнимого благополучия. Но через 4 - 6 часов у пораженного наступает резкое ухудшение состояния: быстро развиваются синюшное окрашивание губ, щек, носа; появляются общая слабость, головная боль, учащенное дыхание, сильно выраженная одышка, мучительный кашель с отделением жидкой, пенистой, розоватого цвета мокроты указывает на развитие отека легких. Процесс отравления фосгеном достигает кульминационной фазы в течение 2 - 3 суток. При благоприятном течении болезни у пораженного постепенно начнет улучшаться состояние здоровья, а в тяжелых случаях поражения наступает смерть.
д) Диметиламид лизергиновой кислоты является отравляющим веществом психохимического действия. При попадании в организм человека через 3 минуты появляется лёгкая тошнота и расширение зрачков, а затем - галлюцинации слуха и зрения, продолжающиеся в течение нескольких часов.

Немцы впервые применили химическое оружие 22 апреля 1915 г. вблизи г. Ипр: начали газовую атаку против французских и английских войск. Из 6 тысяч металлических баллонов было выпущено 180т. хлора по ширине фронта в 6 км. Затем они применили хлор в качестве ОВ и против русской армии. В результате только первой газобаллонной атаки было поражено около 15 тысяч солдат, из них 5 тысяч погибли от удушенья. Для защиты от отравления хлором стали применять пропитанные раствором поташа и питьевой соды повязки, а затем противогаз, в котором для поглощения хлора использовали тиосульфат натрия.
Позднее появились более сильные отравляющие вещества, содержащие хлор: иприт, хлорпикрин, хлорциан, удушающий газ фосген и др.
Уравнение реакции получения фосгена:
CІ2 + CO = COCI2.
При проникновении в организм человека фосген подвергается гидролизу:
COCI2 + H2O = CO2 + 2HCI,
что приводит к образованию соляной кислоты, от которой воспаляются ткани дыхательных органов и затрудняется дыхание.
Фосген используют и в мирных целях: в производстве красителей, в борьбе с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур.
Хлорную известь (CaOCI2) используют в военных целях как окислитель при дегазации, разрушающий боевые отравляющие вещества, и в мирных целях – для отбеливания хлопчатобумажных тканей, бумаги, для хлорирования воды, дезинфекции. Применение этой соли основано на том, что при взаимодействии её с оксидом углерода (IV) выделяется свободная хлорноватистая кислота, которая разлагается:
2CaOCI2 + CO2 + H2O = CaCO3 + CaCI2 + 2HOCI;
HOCI = HCI + O.
Кислород в момент выделения энергично окисляет и разрушает отравляющие и другие отравляющие вещества, оказывает отбеливающие и дезинфицирующие действие.
Оксиликвит - взрывоопасная смесь любой горючей пористой массы с жидким кислородом. Их использовали во время первой мировой войны вместо динамита.
Главное условие выбора горючего материала для оксиликвита – его достаточная рыхлость, способствующая лучшей пропитке его жидким кислородом. Если горючий материал плохо пропитан, то после взрыва часть его останется несгоревшей. Оксиликвитный патрон – это длинный мешочек, наполненный горючим материалом, в который вставляется электрический запал. В качестве горючего материала для оксиликвитов используют древесные опилки, уголь, торф. Патрон заряжают непосредственно перед закладкой в шпур, погружая его в жидкий кислород. Таким способом иногда готовили патроны и в годы Великой Отечественной войны, хотя в основном для этой цели использовали тринитротолуол. В настоящее время оксиликвиты применяют в горной промышленности для взрывных работ.
Рассматривая свойства серной кислоты, важно о её использовании при производстве взрывчатых веществ (тротил, октоген, пикриновая кислота, тринитроглицерин) в качестве водоотнимающего средства в составе нитрирующей смеси (HNO3 и H2 SO4).
Раствор аммиака (40 %-ный) применяют для дегазации техники, транспорта, одежды и т.д. в условиях применения химического оружия (зарин, зоман, табун).
На основе азотной кислоты получают ряд сильных взрывчатых веществ: тринитроглицерин, и динамит, нитроклетчатку (пироксилин), тринитрофенол (пикриновую кислоту), тринитротолуол и др.
Хлорид аммония NH4CI применяют для наполнения дымовых шашек: при возгорании зажигательной смеси хлорид аммония разлагается, образуя густой дым:
NH4CI = NH3 + HCI.
Такие шашки широко использовали в годы Великой Отечественной войны.
Нитрат аммония служит для производства взрывчатых веществ - аммонитов, в состав которых входят ещё и другие взрывчатые нитросоединения, а также горючие добавки. Например, в состав аммонала входит тринитротолуол и порошкообразный алюминий. Основная реакция, которая протекает при его взрыве:
3NH4NO3 + 2AI = 3N2 + 6H2O + AI2O3 + Q.
Высокая теплота сгорания алюминия повышает энергию взрыва. Нитрат алюминия в смеси с тринитротолуолом (толом) даёт взрывчатое вещество аммотол. Большинство взрывчатых смесей содержат в своём составе окислитель (нитраты металлов или аммония и др.) и горючие (дизельное топливо, алюминий, древесную муку и др.).
Нитраты бария, стронция и свинца используют в пиротехнике.
Рассматривая применение нитратов, можно рассказать об истории получения и применения чёрного, или дымного, пороха – взрывчатой смеси нитрата калия с серой и углём (75 % KNO3, 10% S, 15 % C). Реакция горения дымного пороха выражается уравнением:
2KNO3 + 3C + S = N2 + 3CO2 + K2S + Q.
Два продукта реакции – газы, а сульфид калия – твёрдое вещество, образующее после взрыва дым. Источник кислорода при сгорании пороха – нитрат калия. Если сосуд, например запаянная с одного конца трубка, закрыт подвижным телом ­– ядром, то оно под напором пороховых газов выбрасывается. В этом проявляется метательное действие пороха. А если стенки сосуда, в котором находится порох, недостаточно прочны, то сосуд разрывается под действием пороховых газов на мелкие осколки, которые разлетаются вокруг с огромной кинетической энергией. Это бризантное действие пороха. Образующийся сульфид калия – нагар – разрушает ствол оружия, поэтому после выстрела для чистки оружия используют специальный раствор, в состав которого входит карбонат аммония.
Шесть веков продолжалось господство чёрного пороха в военном деле. За столь длительный срок его состав практически не изменился, менялся лишь способ производства. Только в середине прошлого века вместо чёрного пороха стали использовать новые взрывчатые вещества с большей разрушительной силой. Они быстро вытеснили чёрный порох с военной техники. Теперь его применяют в качестве взрывчатого вещества в горном деле, в пиротехнике (ракеты, фейерверки), а также как охотничий порох.
Фосфор (белый) широко применяют в военном деле в качестве зажигательного вещества, используемого для снаряжения авиационных бомб, мин, снарядов. Фосфор легко воспламеняется и при горении выделяет большое количество теплоты (температура горения белого фосфора достигает 1000 - 1200°С). При горении фосфор плавится, растекается и при попадании на кожу вызывает долго не заживающие ожоги, язвы.
При сгорании фосфора на воздухе получается фосфорный ангидрид, пары которого притягивают влагу из воздуха и образуют пелену белого тумана, состоящего из мельчайших капелек раствора метафосфорной кислоты. На этом свойстве основано его применение в качестве дымообразующего вещества.
На основе орто - и метафосфорной кислот созданы самые токсичные фосфорорганические отравляющие вещества (зарин, зоман, VX – газы) нервно-паралитического действия. Защитой от их вредного воздействия служит противогаз.
Графит благодаря его мягкости широко используют для получения смазочных материалов, применяющихся в условиях высоких и низких температур. Чрезвычайная жаростойкость и химическая инертность графита позволяют использовать его в атомных реакторах на атомных подводных лодках в виде втулок, колец, как замедлитель тепловых нейтронов, конструкционный материал в ракетной технике.
Сажу (технический углерод) применяют в качестве наполнителя резины, используемой для оснащения бронетанковой, авиационной, автомобильной, артиллерийской и другой военной техники.
Активированный уголь – хороший адсорбент газов, поэтому его применяют как поглотитель отравляющих веществ в фильтрующих противогазах. В годы Первой мировой войны были большие человеческие потери, одной из главных причин было отсутствие надёжных индивидуальных средств защиты от отравляющих веществ. Н.Д.Зелинский предложил простейший противогаз в виде повязки с углём. В дальнейшем он вместе с инженером Э.Л.Кумантом усовершенствовал простые противогазы. Они предложили изоляционно-резиновые противогазы, благодаря которым были спасены жизни миллионов солдат.
Оксид углерода (II) (угарный газ) входит в группу общеядовитого химического оружия: он соединяется с гемоглобином крови, образуя карбоксигемоглобин. В результате этого гемоглобин утрачивает способность связывать и переносить кислород, наступает кислородное голодание и человек погибает от удушья.
В боевой обстановке при нахождении в зоне горения огнеметно-зажигательных средств, в палатках и других помещениях с печным отоплением, при стрельбе закрытых помещениях может произойти отравление угарным газом. А так как оксид углерода (II) имеет высокие диффузионные свойства, то обычные фильтрующие противогазы не способны очистить заражённый этим газом воздух. Учёные создали кислородный противогаз, в специальных патронах которого помещены смешанные окислители: 50 % оксида марганца (IV), 30 % оксида меди (II), 15 % оксида хрома (VI) и 5 % оксида серебра. Находящийся в воздухе оксид углерода (II) окисляется в присутствии этих веществ, например:
CO + 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 деле
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.

Велики заслуги учёных в предвоенное и настоящее время, я остановлюсь на вкладе учёных в победу в 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 раз 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.

Химическое оружие, конечно, нужно уничтожать и как 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.

Будрейко Е. Н.

Роль химической промышленности в развитии вооружений и оборонной техники чрезвычайно многостороння. Практически не существует ни одного ее вида, в создании которого химия не играла бы определяющей роли. Многие современные виды вооружений, включая атомное оружие и средства его доставки, стратегические ракеты, оперативные тактические виды вооружений, базируются на крупных химических открытиях. Можно сказать, что само развитие общества, химической науки и промышленности стимулировалось потребностью в новых видах вооружений.

Современные боевые действия невозможно представить без участия информационных космических средств, авиации, артиллерии, минометов, гранатометов, но чтобы они "работали", нужны новейшие химические материалы, а также многие тысячи тонн боеприпасов большой гаммы калибров, которые, в свою очередь, снаряжены порохами и взрывчатыми веществами, изготовленными по современным химическим технологиям.

Отечественная химическая промышленность и наука в период Первой мировой войны

Отечественная боеприпасная промышленность имеет глубокие исторические корни. Ее развитие во все времена характеризовало общий технический и военно-технический уровень страны. По расчетам Главного артиллерийского управления (ГАУ) в начале Первой мировой войны русской армии требовалось ежегодно 7,5 млн пудов бездымного и 800 тыс. пудов дымного пороха, в то время как отечественные заводы после реконструкции могли дать лишь около 1,364 млн пудов бездымного и 324 тыс. пудов дымного пороха. Это предопределило крупные закупки пороха за рубежом. За период с 1 июля 1914 г. по 1 января 1918 г. из-за границы было получено 6 млн 334 тыс. пудов, или 104 тыс. т бездымного пороха. Начальник ГАУ А.А. Маниковский писал: "Потребность, исчисленная по данным Ставки на период с 1 ноября 1916 г. по 1 января 1918 г., выразилась в 11 млн пудов, или около 700 000 пудов в месяц. Приблизительно только одна треть этой последней потребности могла быть удовлетворена русскими заводами, остальные две трети приходилось заказывать за границей.

Русская армия предполагала вести войну в расчете только на заготовленные в мирное время запасы. Запасов боевого снаряжения, заготовленного в мирное время, хватило лишь на первые четыре месяца войны. За три года войны Россия выдала заказов только одной Америке (все боеприпасы) на сумму около 1 287 000 000 рублей".

В октябре 1916 г. в докладе военному министру А.А. Маниковский признает: "В то же время необходимо отметить, что при более спокойном и внимательном отношении к этому делу можно было бы в значительной степени сократить число потраченных миллиардов, если бы, ограничиваясь заказами перечисленного выше и приобретением необходимого заводского оборудования, обратиться к развитию военной промышленности у себя и тем самым не допускать развития ее в других государствах за наш счет. Если бы так было поступлено с того момента, как выяснился истинный масштаб войны, то ныне картина была бы, конечно, иная".

Начальник ГАУ представил военному министру программу строительства военных казенных заводов; значительное место (~50%) в ней занимали предприятия по производству взрывчатых веществ и компонентов для них – толуола, селитры, кислот и т. д.

Война инициировала ускоренное развитие химической промышленности, были организованы новые для России химические производства по выпуску желтого фосфора для зажигательных боеприпасов, солей бария для пиротехники, хлороформа и др.

Таким образом, уже в начальный период войны обнажились слабости химической промышленности России, отсутствие должной связи ее с наукой.

Военные действия негативно сказались на научных исследованиях: в Комитете по техническим делам количество заявок на изобретения уменьшилось втрое против мирного времени; многие молодые химики ушли на фронт; установился режим секретности; нарушились традиционные связи с немецкими химиками. Однако научная общественность активно развернула деятельность по созданию оборонной промышленности. Так, Владимир Николаевич Ипатьев (1867–1952), выдающийся ученый, стоявший у истоков создания военно-химической промышленности России, уже в 1915 г. опубликовал ряд статей, в которых анализировалось состояние химической промышленности страны с точки зрения военной экономики и, что особенно важно, формулировались первоочередные меры по ее перестройке для успешного ведения войны с Германией. Он писал: "К началу войны у нас были в запасе химические знания и кадры химиков и химиков-инженеров… Было поставлено как лозунг – ничего не делать на заводе до тех пор, пока это не будет изучено в лаборатории, пока после лабораторных исследований это не будет исследовано в полузаводском масштабе".

Большой вклад в дело создания обороноспособной промышленности страны внес профессорско-преподавательский состав вузов. Это произошло несмотря на то, что численность его в области химии и химической технологии к 1914 г. была всего около 500 человек. К тому же обычный ход научной работы в вузах был нарушен, часть финансовых и интеллектуальных средств пошла на военные нужды, были эвакуированы учебные заведения Варшавы, Киева, Новой Александрии, снизилась активность вузов, оказавшихся в прифронтовой полосе.

В 1915 г. при Академии наук была создана Комиссия по изучению естественных производительных сил России (КЕПС). Ее ведущими членами были В.И. Вернадский, Н.С. Курнаков, И.П. Вальден, В.Е. Тищенко, А.Е. Фаворский, А.Е. Чичибабин, А.А. Яковкин. В 1916 г. в составе КЕПС были представлены десять научных и научно-технических обществ и пять министерств, а численность членов достигла 131 человека; кроме того, многие ученые привлекались к работе в комиссии на временной основе. В 1918 г. в состав КЕПС вошли Институт физико-химического анализа и Институт по изучению платины и других благородных металлов. В КЕПС существовали подкомиссии по битумам, глинам и огнеупорным материалам, платине, солям. Комиссия была самым крупным научным учреждением в первой трети XX в.

Воюя со страной, обладавшей такими традиционно высокоразвитыми химической наукой и мощной химической промышленностью, как Германия, нельзя было не учитывать всех ее возможностей в этих сферах. Однако применение немецкими войсками удушающих химических веществ – хлора (1915), а затем в сражениях у бельгийского города Ипр иприта (1917) – оказалось неожиданностью для международного сообщества и поставило его перед фактом возможности ведения масштабных боевых действий с применением химического оружия. Таким образом, в заключительный период войны Россия была поставлена перед необходимостью создания нового рода войск – химических, для обеспечения которых потребовалось развитие целых сфер науки и промышленности.

В 1915 г. при Русском физико-химическом обществе был организован Военно-химический комитет, что было связано с нуждами обороны. Большой вклад в укрепление химической промышленности и обороноспособности страны внесли ученые – члены Химического комитета при Главном артиллерийском управлении, где велась работа в пяти отделах: взрывчатых веществ, удушающих средств, зажигательных средств и огнеметов, противогазов, кислот.

В 1916 г. при Генеральном штабе был создан Военно-промышленный комитет под председательством В.Н. Ипатьева. Помимо военных, в него вошел ряд выдающихся ученых, таких как академик (1913) Н.С. Курнаков (1860–1941), родоначальник нового направления в общей химии – физико-химического анализа, основатель крупнейшей в СССР научной школы физикохимиков и химиков-неоргаников, организатор отечественной металлургической промышленности. К работе в Комитете активно привлекались будущий академик АН СССР (1939) А.Е. Фаворский (1860–1945), крупнейший химик-органик, автор основополагающих исследований по химии производных ацетилена и циклических углеводородов, работы которого позднее послужили основой для создания в СССР ряда важнейших производств, в том числе синтетического каучука; основатель отечественной школы по химии комплексных соединений Л.А. Чугаев (1873–1922); А.А. Яковкин (1860–1936), специалист в области теории растворов, разработавший метод получения чистого оксида алюминия из отечественного сырья; химик-органик В.Е. Тищенко (1861–1941), будущий академик АН СССР (1935), автор промышленного способа синтеза камфары из скипидара, и другие. Региональные бюро Военно-промышленного комитета были организованы в различных городах России.

С инновационной точки зрения война оказала стимулирующее воздействие на развитие химической промышленности, по сути превратив эту отрасль в полигон для разработки и внедрения в сжатые сроки новых технологий. Примером может служить метод получения азотной кислоты из аммиака, разработанный в Центральной научно-технической лаборатории Военного ведомства по инициативе и под руководством И.И. Андреева. Главное артиллерийское управление организовало 5 ноября 1915 г. временную хозяйственно-строительную комиссию в составе председателя В.Н. Ипатьева, членов Л.Ф. Фокина, И.И. Андреева, А.А. Яковкина и представителя Петроградского технологического института Н.М. Кулепетова. Последнему было поручено проектирование аппаратов и зданий; он же был назначен главным инженером строительства завода. В том же году первая в стране установка для получения азотной кислотй по этому методу была введена в строй. Важные изменения произошли и в других химических производствах: на коксохимических предприятиях возводились печи с установками для улавливания бензола, его гомологов и аммиака; начался перевод промышленности взрывчатых веществ на нефтяное сырье.

Своими успехами в военное время химическая промышленность России обязана целому ряду химиков и химиков-технологов. Выдающуюся роль в ее переводе на военные рельсы сыграл В.Н. Ипатьев, который с января 1915 г. возглавлял Комиссию по заготовке взрывчатых веществ Химического комитета при Главном артиллерийском управлении. Соединяя знания и навыки ученого и военного, В.Н. Ипатьев сумел объединить усилия научно-технической общественности, военных и военно-промышленных кругов, что дало большой положительный эффект для развития химической индустрии страны и укрепления ее обороноспособности.

В.Н. Ипатьеву с коллегами удалось решить задачу, казавшуюся невыполнимой: наладить в России производство взрывчатых веществ из бензола и толуола. В то же время незадолго до этого (1914) авторитетная комиссия под председательством профессора А.В. Сапожникова сделала вывод, что для организации производства толуола на новых заводах потребуется не менее полутора лет, поэтому выгоднее закупать взрывчатые вещества в США.

Комиссия по заготовке взрывчатых веществ должна была решить целый комплекс химико-технологических проблем. Это стало возможным лишь благодаря сотрудничеству с широким кругом химиков и промышленников. Так, большое оборонное значение имели работы крупнейшего ученого, впоследствии академика (1939) С.С. Наметкина (1876–1950) в области химии и технологии нефти. Технологией бензола и толуола занимались И.Н. Аккерман, Н.Д. Зелинский, С.В. Лебедев, А. Е. Порай-Кошиц, Ю.И. Аугшкап, Ю.А. Грожан, Н.Д. Натов, О. А. Гукасов и др. Над технологией серной кислоты по заданию Комитета работал талантливый русский ученый, представитель санкт-петербургской химической школы А.Е. Маковецкий (1880–1937).

Активная работа для нужд обороны велась в университетах. В Казанском университете профессора А.Е.Арбузов и А.Я. Богородницкий совместно с заведующим кафедрой фармакологии В.Н. Болдаревым исследователи способы защиты от различных отравляющих веществ разрабатывали методы получения различных медицинских препаратов. С.Н. Реформатский на заводе Физико-химического общества Киевского университета наладил производство медицинских препаратов.

Особое значение среди научных разработок имело создание Н.Д. Зелинским (1861–1953), выдающимся русским и советским ученым, будущим академиком АН СССР (1929), одним из основоположников органического катализа и нефтехимии универсального противогаза (совместно с инженером А. Кумантом, 1915), в котором в качестве сорбента использовался активированный уголь.

Широкому применению противогаза Зелинского в период боевых действий войска обязаны деятельности Н.А. Шилова (1872–1930), замечательного ученого и патриота России, профессора Высшего технического училища им. Н.Э. Баумана и Коммерческого института (позднее – Институт народного хозяйства им. Г.В. Плеханова), который с 1915 г. посвятил себя разработке мер защиты от удушающих газов, а затем изучению явления адсоробции в самом широком аспекте, став создателем современной методики исследования активных углей и основ теории действия противогаза – учения о динамической активации. За фундаментальные изыскания по нейтрализации действия удушающих газов Н.А. Шилов был специально отмечен командованием Западного фронта.

Таким образом, результаты деятельности возглавляемой В.Н. Ипатьевым Комиссии по заготовке взрывчатых веществ не только принесли ощутимые практические результаты, но и во многом изменили взгляд на возможности развития отечественной химической промышленности.

Уже к 1916 г. вопросами снабжения армии химическими продуктами, помимо комиссии, возглавляемой В.Н. Ипатьевым, занимался целый ряд организаций, в том числе: Комиссия удушающих средств, Военно-химический комитет, Комитет военно-технической помощи, химический отдел Центрального военно-промышленного комитета, химический отдел Земгора, химические отделы Московского и других провинциальных отделений Военно-промышленного комитета, Управление верховного начальника санитарной и эвакуационной части.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.portal-slovo.ru

Немцы впервые применили химическое оружие 22апреля 1915г. вблизи г. Ипр: начали газовую атаку против французских и английских войск. Из 6 тысяч металлических баллонов было выпущено 180т хлора по ширине фронта в 6 км. Затем они применили хлор в качестве ОВ и против русской армии. В результате только первой газобаллонной атаки было поражено около 15 тысяч солдат, из них 5 тысяч погибли от удушенья. Для защиты от отравления хлором стали применять пропитанные раствором поташа и питьевой соды повязки, а затем противогаз, в котором для поглощения хлора использовали тиосульфат натрия.

Позднее появились более сильные отравляющие вещества, содержащие хлор: иприт, хлорпикрин, хлорциан, удушающий газ фосген и др.

Хлорную известь (CaOCI 2) используют в военных целях как окислитель при дегазации, разрушающий боевые отравляющие вещества, и в мирных целях - для отбеливания хлопчатобумажных тканей, бумаги, для хлорирования воды, дезинфекции. Применение этой соли основано на том, что при взаимодействии её с оксидом углерода (IV) выделяется свободная хлорноватистая кислота, которая разлагается:

• 2CaOCI 2 + CO 2 + H 2 O = CaCO 3 + CaCI 2 + 2HOCI;
• 2HOCI =2HCI + O 2 .

Кислород в момент выделения энергично окисляет и разрушает отравляющие и другие вещества, оказывает отбеливающие и дезинфицирующие действие.

Хлорид аммония NH 4 CI применяют для наполнения дымовых шашек: при возгорании зажигательной смеси хлорид аммония разлагается, образуя густой дым:

NH 4 CI = NH 3 + HCI.

Такие шашки широко использовали в годы Великой Отечественной войны.

Нитрат аммония служит для производства взрывчатых веществ - аммонитов, в состав которых входят ещё и другие взрывчатые нитросоединения, а также горючие добавки. Например, в состав аммонала входит тринитротолуол и порошкообразный алюминий. Основная реакция, которая протекает при его взрыве:

3NH 4 NO 3 + 2AI = 3N 2 + 6H 2 O + AI 2 O 3 + Q.

Высокая теплота сгорания алюминия повышает энергию взрыва. Нитрат алюминия в смеси с тринитротолуолом (толом) даёт взрывчатое вещество аммотол. Большинство взрывчатых смесей содержат в своём составе окислитель (нитраты металлов или аммония и др.) и горючие вещества (дизельное топливо, алюминий, древесную муку и др.).

Фосфор (белый) широко применяют в военном деле в качестве зажигательного вещества, используемого для снаряжения авиационных бомб, мин, снарядов. Фосфор легко воспламеняется и при горении выделяет большое количество теплоты (температура горения белого фосфора достигает 1000 - 1200°С). При горении фосфор плавится, растекается и при попадании на кожу вызывает долго не заживающие ожоги, язвы.

При сгорании фосфора на воздухе получается фосфорный ангидрид, пары которого притягивают влагу из воздуха и образуют пелену белого тумана, состоящего из мельчайших капелек раствора метафосфорной кислоты. На этом основано его применение в качестве дымообразующего вещества.

На основе орто - и метафосфорной кислот созданы самые токсичные фосфорорганические отравляющие вещества (зарин, зоман, V - 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.

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 в закрытых помещениях может произойти отравление угарным газом. А так как оксид углерода (II) имеет высокие диффузионные свойства, то обычные фильтрующие противогазы не способны очистить заражённый этим газом воздух. Учёные создали кислородный противогаз, в специальных патронах которого помещены смешанные окислители: 50 % оксида марганца (IV), 30 % оксида меди (II), 15 % оксида хрома (VI) и 5 % оксида серебра. Находящийся в воздухе оксид углерода (II) окисляется в присутствии этих веществ, например:

CO + MnO 2 = MnO + CO 2 .

Человеку, поражённому угарным газом, необходимы свежий воздух, сердечные средства, сладкий чай, в тяжёлых случаях - вдыхание 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 введении огнетушителя в рабочее состояние начинает протекать реакция:

2NaHCO 3 + H 2 SO 4 = Na 2 SO 4 + 2H 2 O + 2CO 2 .

Выделяющийся углекислый газ обволакивает плотным слоем очаг пожара, прекращая доступ кислорода воздуха к горящему объекту. В годы Великой Отечественной войны такие огнетушители использовали при защите жилых зданий городов и промышленных объектов.

Оксид углерода (IV) в жидком виде - хорошее средство, используемое в пожаротушении реактивных двигателей, устанавливаемых на современных военных самолётах.

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.

Термит (смесь Fe 3 O 4 с порошком AI) применяют для изготовления зажигательных бомб и снарядов. При поджигании этой смеси происходит бурная реакция с выделением большого количества теплоты:

8AI + 3Fe 3 O 4 = 4AI 2 O 3 + 9Fe + Q.

Температура в зоне реакции достигает 3000°С. При такой высокой температуре плавится броня танков. Термитные снаряды и бомбы обладают большой разрушительной силой.

Пероксид натрия Na 2 O 2 применяют как регенератор кислорода на военных подводных лодках. Твёрдый пероксид натрия, заполняющий систему регенерации, взаимодействует с углекислым газом:

2Na 2 O 2 + 2CO 2 = 2Na 2 CO 3 + O 2 .

химический органический отравляющий оружие

Эта реакция лежит в основе современных изолирующих противогазов (ИП), которые используют в условиях недостатка кислорода в воздухе, при применении боевых отравляющих веществ. Изолирующие противогазы находятся на вооружении экипажей современных военно-морских кораблей и подводных лодок, именно эти противогазы обеспечивают выход экипажа из затопленного танкера.

Молибден придает стали высокую твёрдость, прочность и вязкость. Известен следующий факт: броня английских танков, участвующих в сражениях Первой мировой войны, была изготовлена из 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.

МЕТАЛЛЫ В ВОЕННОМ ДЕЛЕ

Преподаватель химии Бессуднова Ю.В.

Медь, №29 . В годы Великой Отечественной войны главным потребителем меди была военная промышленность. Сплав меди (90%) и олова (10%) – пушечный металл. Гильзы патронов и артиллерийских снарядов обычно желтого цвета. Они сделаны из латуни – сплава меди (68%) с цинком (32 %). Большинство артиллерийских латунных гильз используется неоднократно. В годы войны в любом артиллерийском дивизионе был человек (обычно офицер), ответственный за своевременный сбор стреляных гильз и отправку их на перезарядку. Высокая стойкость против разъедающего действия соленой воды характерна для морских латуней. Это латуни с добавкой олова.

Молибден, № 42 . Молибден называют “военным” металлом, так как 90% его используется на военные нужды. Стали с добавкой молибдена (и других микродобавок) очень прочны, из них готовят стволы орудий, винтовок, ружей, детали самолетов, автомобили. Введение молибдена в состав сталей в сочетании с хромом или вольфрамом необычайно повышает их твердость (танковая броня ).

Серебро, № 47. Серебро в сплавах с индием использовалось для изготовления прожекторов (для противовоздушной обороны). Зеркала прожекторов в годы войны помогали обнаружить врага в воздухе, на море и на суше; иногда с помощью прожекторов решались тактические и стратегические задачи. Так, при штурме Берлина войсками Первого Белорусского фронта 143 прожектора огромной светосилы ослепили гитлеровцев в их оборонительной полосе, и это способствовало быстрому исходу операции.

Алюминий, № 13. Алюминий называют “крылатым” металлом, так как его сплавы с Mg, Mn, Be, Na, Si используются в самолетостроении. Тончайший алюминиевый порошок использовался для получения горючих и взрывчатых смесей. Начинка зажигательных бомб состояла из смеси порошков алюминия, магния и оксида железа, детонатором служила гремучая ртуть. При ударе бомбы о крышу срабатывал детонатор, воспламеняющий зажигательный состав, и все вокруг начинало гореть. Горящий зажигательный состав нельзя потушить водой, так как раскаленный магний реагирует с ней. Поэтому для тушения огня применяли песок.

Титан обладает уникальными свойствами: почти вдвое легче железа, всего лишь в полтора раза тяжелее алюминия. При этом он превосходит в полтора раза сталь по прочности и плавится при более высокой температуре, обладает высокой коррозийной стойкостью. Идеальный металл для реактивных самолетов.

Магний, № 12. Свойство магния гореть белым ослепительным пламенем широко используется в военной технике для изготовления осветительных и сигнальных ракет, трассирующих пуль и снарядов, зажигательных бомб. Металлурги используют магний для раскисления стали и сплавов.

Никель, № 28. Когда советские танки Т-34 появились на полях сражений, немецкие специалисты были поражены неуязвимостью их брони. По приказу из Берлина первый же захваченный Т-34 был доставлен в Германию. Здесь за него взялись химики. Они установили: русская броня содержит большой процент никеля, что делает ее сверхпрочной. Три качества этой машины - мощность огня, скорость, прочность брони - должны были так сочетаться, чтобы ни одно из них не приносилось в жертву другим. Нашим конструкторам во главе с М. И. Кошкиным удалось создать лучший танк периодаВторой мировой войны. Башня танка поворачивалась с рекордной скоростью: она делала полный оборот за 10с вместо обычных 35с. Благодаря небольшому весу и размеру танк был оченьманевренный. Броня с повышенным содержанием никеля не только оказалась самой прочной, но и имела самые выгодные углы наклона, поэтому была неуязвимой.

Ванадий, № 23 . Ванадий называют “автомобильным” металлом. Ванадиевая сталь дала возможность облегчить автомобили, сделать новые машины прочнее, улучшить их ходовые качества. Из этой стали изготовляют солдатские каски, шлемы, броневые плиты на пушках. Хромованадиевая сталь еще прочнее. Поэтому ее стали применять широко в военной технике: для изготовления коленчатых валов корабельных двигателей, отдельных деталей торпед, авиамоторов, бронебойных снарядов.

Литий, № 3. В годы Великой Отечественной войны гидрид лития стал стратегическим. Он бурно реагирует с водой, при этом выделяется большой объем водорода, которым заполняют аэростаты и спасательное снаряжение при авариях самолетов и судов в открытом море. Добавка гидроксида лития в щелочные аккумуляторы увеличивала срок их службы в 2-3 раза, что очень нужно было для партизанских отрядов. Трассирующие пули с добавкой лития при полете оставляли сине-зеленый свет. Вольфрам, № 74. 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.

Свинец, № 82. С изобретением огнестрельного оружия на изготовление пуль для ружей, пистолетов и картечи для артиллерии стали расходовать много свинца. Свинец – тяжелый металл, у него высокая плотность. Именно это обстоятельство послужило причиной массового использования свинца в огнестрельном оружии. Свинцовыми метательными снарядами пользовались еще в древности: пращники армии Ганнибала метали в римлян свинцовые шары. И сейчас пули отливают из свинца, лишь оболочку их делают из других, более твердых металлов.

Кобальт, № 27. Кобальт называют металлом чудесных сплавов (жаропрочных, быстрорежущих). Кобальтовая сталь использовалась для изготовления магнитных мин.

Лантан, № 57. Во время второй мировой войны лантановые стекла применяли в полевых оптических приборах. 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

Тантал, № 73. Специалисты по военной технике считают, что из тантала целесообразно изготовлять некоторые детали управляемых снарядов и реактивных двигателей. Тантал – важнейший стратегический металл для изготовления радарных установок, передаточных радиостанций; металл восстановительной хирургии.