Главная страница

Поиск по названию:


Исследовательская работа (реферат) по химии)




Скачать 329.03 Kb.
НазваниеИсследовательская работа (реферат) по химии)
страница1/2
Дата конвертации06.01.2013
Размер329.03 Kb.
ТипИсследовательская работа
  1   2




Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя общеобразовательная школа № 31 им. В.Я. Клименкова

Секция естествознания

Вклад учёных-химиков в дело победы советского народа в Великой Отечественной войне 1941-1945 годов

(исследовательская работа (реферат) по химии)


Выполнила Замковец Клаудиа Сергеевна обучающаяся 9А класса)
Руководитель Черногорова Лариса Викторовна учитель химии


Липецк 2012

Оглавление

Стр.

  1. Введение ……………………………………………………………………………. …………3 - 4

  2. Глава 1. Основные направления деятельности учёных – химиков в годы Великой Отечественной войны ……………………………………………………………5 - 17

  3. Глава 2. Эксперимент …………………………………………… …………………………18 - 19

  4. Заключение ………………………………………………………. ………………………………20

  5. Приложения ……………………………………………………… ………………………...21 - 29

  6. Библиографический список... ……………………………………………………… …………..30



Введение

Далёкими залпами отгремела Великая Отечественная война. Очень мало осталось в живых очевидцев тех боевых сражений. Мы посчитали, что в год, который по инициативе Д.А. Медведева проходит под знаком российской истории, будет актуальным ещё раз обратиться к событиям тех грозных лет. Это была тяжелая, кровопролитная война за существование нашей Родины, ее культуры и науки. Она багровой нитью прошла по судьбам русских людей, унеся миллионы их жизней, разрушив города и сёла, оставив сиротами детей, вдовами жён и матерей. Героический советский народ уничтожил чудовищную фашистскую машину и навсегда избавил человечество от фашистской диктатуры. Война предъявила каждому жителю нашей страны предельно суровые требования - и героизм стал нормой жизни, его проявляли даже дети. Героями были не только те, кто горел в танке, таранил вражеский самолёт или, спасая товарищей, грудью закрывал пулеметную амбразуру. Не меньше героизма было и в жизни тех, кто оказывал сопротивление фашистам на временно оккупированных территориях, или тех, кто в жуткий мороз на пустырях сибирских городов восстанавливал эвакуированные заводы, вооружал, одевал, кормил наших солдат. Мы посвящаем свою работу тем, чьи имена в силу обстоятельств военного времени вынуждены были оставаться в тени, но между тем, они принимали самое активное участие в обеспечении победы над фашистской Германией, направляя свои усилия на укрепление обороноспособности страны – советским учёным. Именно на учёных легла сложная и ответственная задача обеспечить фронт и тыл самым необходимым, проведя незримую линию фронта через научные лаборатории и конструкторские бюро.

Цель данной работы: ознакомление с вкладом ученых-химиков в победу над фашизмом в Великой Отечественной войне, раскрытие патриотизма и героизма людей науки в тяжёлое для страны время.

Гипотеза: благодаря прогрессивной научной деятельности учёных – химиков в годы Великой Отечественной войны своевременно создавались необходимые для фронта вещества и материалы, что позволило одержать превосходство над противником.

Задачи:

  1. Выяснить, что было проделано учеными-химиками для нужд фронта и тыла и обеспечения победы над фашистами.

  2. Охарактеризовать химические вещества и материалы, используемые в годы войны советской армией и показать их роль и практическую значимость в деле победы над врагом.

  3. Спланировать, подобрать методику и осуществить безопасный эксперимент с применением некоторых веществ, используемых в военное время.

Объект исследования: деятельность учёных-химиков в годы войны

Предмет исследования: что было сделано химиками в годы войны для того, чтобы наша страна одержала Победу над фашистскими захватчиками

Методы исследования: исторический, анализа и синтеза, сравнение, эксперимент, наблюдение, описание

Глава 1. Основные направления деятельности учёных – химиков

в годы Великой Отечественной войны

С началом Великой Отечественной войны многие теоретические направления химической науки были отодвинуты на второй план и учёные вплотную занялись проблемами армии, авиации и флота, все силы и знания отдавая делу победы над фашизмом. Война требовала скорейшего внедрения научных достижений в производство. Призывом к действию прозвучали слова академика Александра Евгеньевича Ферсмана (приложение 1) на антифашистском митинге учёных летом 1941 года: «Война потребовала грандиозного количества основных видов стратегического сырья. Потребовался целый ряд новых металлов для авиации, для бронебойной стали, потребовались магний и стронций для осветительных ракет и факелов, потребовалось больше йода и еще длинный ряд самых разнообразных веществ. И на нас лежит ответственность за обеспечение стратегическим сырьем. Необходимо помочь своими знаниями создать лучшие танки, самолеты, чтобы скорее освободить все народы от нашествия гитлеровской банды» [1, 2, 3]. Таким образом, перед учёными была поставлена серьёзная государственная задача: в короткие сроки наладить производство вооружения – танков, кораблей, подводных лодок, пушек, самолетов, взрывчатых веществ, топлива для реактивных снарядов, высококачественных бензинов, каучука, легирующих материалов для изготовления броневой стали и легких сплавов для авиационной техники, лекарственных препаратов для госпиталей. Решать эти вопросы было очень сложно, так как основные источники сырья и мощности по производству химической продукции оказались на оккупированной врагом территории. В ходе экстренной эвакуации удалось вывезти часть заводов из Киева, Минска, Одессы, Севастополя, Смоленска, Курска, Ленинграда и разместить их на территории Архангельска, Урала и Сибири. В связи с этим потребовалась перестройка всей экономики этих районов под нужды фронта. Необходимо было решить целый ряд новых технологических задач. Приведём лишь некоторые из них, которые имели наиболее первостепенное значение:

  • найти новые сырьевые ресурсы и наладить металлургическую отрасль промышленности на их основе;

  • разработать специальные сорта стали для изготовления брони пушек, танков, самолетов;

  • создать высокопроизводительные способы соединения разных сортов стали;

  • сконструировать и изготовить оборудование в массовых масштабах для соединения и сборки конструкций – пушек, танков, самолетов.

Для создания боевой техники (приложение 2) требовались стали и сплавы, обладающие особыми свойствами: прочностью, твёрдостью, пластичностью, ударной вязкостью, пуленепробиваемостью. В результате проведённых исследований учёным удалось создать такие сплавы на основе алюминия с примесями Mg, Мn, Cu, Ti. Одним из таких сплавов стал дуралюмин (94% Al, 4% Cu, 0,5% Mg, 0,5% Mn, 0,5% Fe, 0,5% Si). На его основе были созданы конструкции военных самолетов С.А.Лавочкина, С.В.Ильюшина, А.Н.Туполева. Сплавы алюминия с марганцем и магнием специально были созданы для производства «Катюш» и управляемых ракетных снарядов. Сплав, состоящий из алюминия, бериллия, магния и титана производился для изготовления ракет и скорострельных авиационных пулеметов. Сплав титана (до 88%) с другими металлами шёл на изготовление танковой брони. Уже зимой 1941 г. под руководством академика Е.О. Патона был разработан скоростной метод автоматической сварки под флюсом. Сварка стальных конструкций этим методом позволила в короткие сроки с 1942 по 1943 гг. наладить на Урале производство танков Т-34 и ИС-3. Эти танки по сравнению с немецкими имели лучшую подвижность, проходимость, большой запас хода, абсолютное превосходство в броне и вооружении. В 1943 г. Гитлер издал приказ вступать в бой с советскими танками ИС-3 на расстоянии не более 1 км, так как состав брони у этого танка был такой, что его не могли пробить фашистские снаряды.

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

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

Кобальтовая сталь использовалась для изготовления магнитных мин.

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

Сплав Cu (90%) и Sn (10%) называли «пушечным металлом» и применяли непосредственно для изготовления пушек и зенитных орудий.

Сплав Cu (68%) и Zn (32%) – латунь – использовали для изготовления артиллерийских снарядов и патронов.

Всего за вторую мировую войну на производство орудий, танков, бронепоездов, артиллерийских установок, военных кораблей было израсходовано около 800 млн. т сталей [2].

В 1942-1943 годах под руководством профессора И.И. Китайгородского (приложение 1) был разработан рецепт получения бронестекла, прочность которого в 25 раз превосходила прочность обычного стекла. На его основе удалось создать прозрачную пуленепробиваемую броню для кабин самолетов. Наши летчики получили возможность более безопасного обзора пространства во время боя.

Для производства резины, которая требовалась для колёсной техники, изготовления гранат и противогазов, был необходим каучук. В военные годы академик Алексей Евграфович Фаворский (приложение 1) нашел оригинальный путь получения изопренового синтетического каучука из угля и воды.

В годы войны в огромном количестве требовались взрывчатые вещества. Для их получения необходимы были такие вещества, как азотная кислота, толуол и другие ароматические углеводороды. Производство этих соединений было в экстренном порядке налажено на заводах Урала и Сибири. Так, уже в 1941 для получения тротила академик Ю.Г. Мамедалиев (приложение 1) выполнил работу по синтезу толуола. Тротил со щелочами образует соли, которые легко взрываются при механических воздействиях, поэтому он оказался незаменим в производстве взрывчатых веществ, зарядов к разрывным снарядам, подводных мин, торпед. Во время Второй мировой войны его было произведено около 1 млн. т. [6]

Взрывчатка в большом количестве нужна была также и для горнодобывающей промышленности. Академик Петр Леонидович Капица (приложение 1) специально для этих нужд придумал устройство для получения в неограниченном количестве жидкого кислорода из воздуха. Для получения взрывчатки достаточно было пропитать им опилки или торф и поджечь. Такой взрывчаткой в 1941 г начиняли даже авиационные бомбы на аэродромах.

Большой вклад в теорию взрывов, химию и технологию производства взрывчатых веществ и пороха внесли такие учёные, как Н. Н. Семенов, Ю. Б. Харитон, Н. Д. Зелинский, С. С. Наметкин (приложение 1) и многие другие. Благодаря им были созданы взрывчатые смеси на основе нитратов в качестве окислителей, такие как аммонит (смесь нитрата аммония с горючими добавками), аммотол (смесь нитрата алюминия с тринитротолуолом) и аммонал (смесь тринитротолуола с порошкообразным алюминием). При взрыве аммонала протекает следующая химическая реакция: 3NH4NO3 + 2AI = 3N2 + 6H2O + AI2O3 + Q. Алюминий, обладающий высокой теплотой сгорания, необходим в данном процессе для увеличения энергии взрыва.

Aлюминий вообще в годы войны был одним из самых востребованных металлов, его использовали не только для создания авиатехники и взрывчатых веществ, но даже и для «активной» защиты самолетов. Так, при отражении налетов авиации на Гамбург, операторы немецких радиолокационных станций обнаруживали на экранах индикаторов неожиданные помехи, которые делали невозможным распознавание сигналов от приближающихся самолетов. Помехи были вызваны лентами из алюминиевой фольги, сбрасываемыми самолетами союзников. При налетах на Германию было сброшено примерно 20 000 т алюминиевой фольги [3].

На Северном Урале в начале войны под руководством академика Д.В.Наливкина (приложение 1) было открыто месторождение бокситов, что позволило обеспечивать возросшие потребности в алюминии. К 1943 г. производство этого металла по сравнению с довоенным возросло в три раза.

Особая роль во время войны отводилась качеству пороха. На вооружении нашей армии использовалось два вида пороха: нитроцеллюлозный (бездымный) и черный (дымный). Основу первого составляет высокомолекулярное взрывчатое вещество нитроцеллюлоза, а второй представляет собой смесь нитрата калия (75%), угля (15%) и серы (10%). Реакция горения дымного пороха выражается уравнением: KNO3 + 3C + S = N2 + 3CO2 + K2S + Q. Два продукта реакции: N2 и CO2 - газы, а сульфид калия - твёрдое вещество, образующее после взрыва дым. Источник кислорода при сгорании пороха - нитрат калия. Если сосуд, запаянный с одного конца, 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. На основе нитроцеллюлозных порохов нашими учёными были созданы новые разновидности бездымного пороха – балиститные пороха, которые служили топливом для реактивных снарядов, используемых грозными боевыми «катюшами» и знаменитыми штурмовиками ИЛ-2. Обычный состав баллиститных порохов: 50-60% коллоксилина (нитроцеллюлоза с содержанием азота менее 12,2%) и 25-40% нитроглицерина (нитроглицериновые пороха) или диэтиленгликольдинитрата (дигликолевые пороха) либо их смеси. Также в состав этих порохов входят ароматические нитросоединения (например динитротолуол), стабилизаторы (централит), а также вазелин, камфара и другие присадки.

Для начинки гранат и разрывных пуль было создано новое взрывчатое вещество кордит, состоящее на 30% из нитроглицерина и 65% пироксилина (тринитрата целлюлозы):


В производстве патронов, артиллерийских снарядов, взрывчатых веществ, зажигательных смесей для миномётов использовались результаты исследований процессов взрыва, горения и детонации, проводимые, в частности, в Институте химической физики АН СССР под руководством Н.Н.Семёнова. Данные исследования были использованы при создании и совершенствовании кумулятивных снарядов, гранат и мин для борьбы с вражескими танками. Кумулятивные снаряды пробивали броню толщиной,  равной их калибру, мины пробивали броню толщиной 200 мм (приложение 3). Эти снаряды были использованы в танковом сражении на Курской дуге. Личный вклад академика Семенова в обеспечение победы в войне всецело определялся разработанной им теорией цепных разветвленных реакций. Эта теория давала в руки химиков возможность ускорять реакции вплоть до образования взрывной лавины, замедлять их и даже останавливать на любой промежуточной стадии.

На базе научно-исследовательского института удобрений и инсектофунгицидов, директором которого был крупнейший советский химик-технолог Семен Исаакович Вольфкович, уже в первые месяце войны было организовано производство фосфорсодержащих веществ, на основе которых изготавливались зажигательные средства для противотанкового оружия. На опытном заводе института было налажено производство сплавов фосфора с серой, которые заливались в стеклянные бутылки и служили зажигательными противотанковыми «бомбами».

Помимо фосфорсодержащих смесей для заполнения зажигательных бутылок широко использовали ещё самовоспламеняющиеся жидкости «КС» и горючие смеси № 1 и № 3. Смеси №1 и №3 состояли из авиационного бензина, керосина, лигроина, для загущения которых добавляли технические масла или специальный отверждающий порошок ОП-2, разработанный в 1939 г. под руководством А.П. Ионова (приложение 1). В бутылки «КС» заливали бензин, керосин или масло и прикрепляли к ним резинкой ампулы, содержащие концентрированную серную кислоту, бертолетову соль и сахарную пудру. Как только такая бутылка при ударе разбивалась о броню, компоненты запала вступали в химическую реакцию, происходила сильная вспышка, и горючее воспламенялось. Реакции, иллюстрирующие действие запала : 3KClO3+H2SO4=2ClO2+KСlO4+K2SO4+H2O 2ClO2=Cl2+2O2 C12H22O11 + 12O2 = 12CO2 + 11H2O

Бутылки с горючей смесью, или жидкостные гранаты именовали на фронте «коварной смесью», «коктейлем Молотова» или «коктейлем смерти» (приложение 4).. При всей их дешевизне и простоте изготовления они доказали свою эффективность во многих танковых сражениях Великой Отечественной войны. Бутылка с самовоспламеняющейся жидкостью, падая на твердое тело, разбивалась, жидкость разливалась и горела ярким пламенем до 3 мин., развивая температуру до 1000°С. При этом, будучи липкой, она прилипала к броне или залепляла смотровые щели, стекла, приборы наблюдения, ослепляла дымом экипаж, выкуривая его из танка и сжигая все внутри танка. Попадая на тело, капля горящей жидкости вызывала сильные, трудно заживаемые ожоги. Горючие смеси № 1 и № 3 горели до 60 секунд с температурой до 800°С, выделяя черный дым. Они превращали наступавшие танки в груды обгорелого металла.

Бутылки хорошо сочетались с гранатами. Истребители танков практиковали такой прием: бросок противотанковой гранаты или связки гранат в ходовую часть танка, а после его остановки - бросок бутылки на корму (приложение 5). Зажигательные бутылки предназначались также для поражения ДОТов и ДЗОТов, живой силы в укрытиях и самолетов на стоянках. Бутылки быстро стали привычным средством партизан. Широко применялись они и в системе противотанковых и противопехотных заграждений. В оборонительных боях под Москвой использовали уже «огневые валы» и «поля». Огневые валы устраивали из различных горючих материалов и поджигали бутылками «КС». В минных полях зажигательные бутылки располагали в шахматном порядке в сочетании с противотанковыми минами. В середине войны распространилась практика создания «огненно - минных фугасов» - вокруг противотанковой мины по радиусу укладывалось около 20 бутылок, дававших при взрыве столб огня высотой до 8 м, поражая горящей жидкостью площадь около 300 м2. По официальным данным, за годы войны с помощью зажигательных бутылок было уничтожено в общей сложности 2500 танков, самоходок и бронемашин, 1200 ДОТов и ДЗОТов, 2500 других укрепленных сооружений, 800 автомашин и 65 военных складов [4].

Одновременно с зажигательными бутылками на полях сражений во время Великой Отечественной войны использовались и различные термитные зажигательные средства — шары, патроны, шашки. Их наиболее широко применяли партизаны, разведчики, штурмовые группы и авиация. Термит - смесь Fe3O4 c алюминиевым порошком. 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 обладали большой разрушительной силой.

Часто использовался в авиационных бомбах и ручном применении термитный шар (ТШ-300). Он представлял собой шар диаметром около 60 мм, массой 300 г, с продолжительностью горения 0,5 — 1 минута. Шар ТШ-300 при горении развивал температуру до 3000 0С. Для зажигания термитной массы в шар был впрессован переходный состав и воспламенительная головка, зажигавшаяся от терки. Основная термитная масса содержала термит, азотнокислый барий, алюминиевый порошок, сплав АМ, серу и 25-процентный раствор канифоли в олифе. Термитный патрон (ТП-100) представлял собой небольшой металлический или картонный цилиндр, наполненный термитной смесью. Вес термитной массы 100 г. На нее была нанесена воспламенительная головка, зажигавшаяся от терки. Патрон ТП-100 горел 1,5 минуты.
Зажигательная шашка мгновенного действия (ЗШ-1) - это спрессованная из зажигательной массы шашка прямоугольной формы (76х80х30 мм), вставлявшаяся в коробку из плотной оберточной бумаги. Воспламенялась шашка ЗШ-1 через бикфордов шнур с замедлением в 20 — 25 секунд, а через тлеющий шнур — с замедлением в 10 — 12 минут. В собранном виде ЗШ-1 имела массу 300 — 325 г. Время интенсивного горения достигало 2 — 2,5 минуты.
Термитные зажигательные средства поступили на вооружение Красной Армии 14 июля 1942 года. Они использовались для создания пожаров в расположении врага, уничтожения штабов, воинских складов, железнодорожных эшелонов, выведения из строя боевой техники. Доставляли их к цели в сумках для бутылок или в карманах обмундирования. С помощью трех удачно подложенных термитных шаров или патронов можно было вывести из строя танк, орудие, автомашину или военный склад. По неполным сведениям, только в ручном применении термитными средствами за годы Великой Отечественной войны было уничтожено 11 танков, штурмовых орудий и бронетранспортеров, 60 дотов и дзотов, 165 укрепленных строений, 4 военных склада и автомашина [8].

Широко применялись в годы войны также и диверсионные зажигательные средства. Одно из них — «синий карандаш». По внешнему виду это устройство напоминало обычную конторскую принадлежность и не вызывала никаких подозрений у окружающих. Только вместо контейнера для чернил внутри находилась целлулоидная трубка, заполненная смесью гипохлорита калия и сахара, плюс стеклянная ампулка с концентрированной серной кислотой. Ампулка заканчивалась капилляром на расстоянии 11 мм от тупого конца карандаша. Здесь же находилось скрытое ударное приспособление в виде кнопки, разбивавшее ампулку от легкого нажима пальцем. Между целлулоидной трубкой и ампулкой помещалась диафрагма из обожженной глины — серная кислота просачивалась сквозь нее за 10-30 минут, после чего смесь воспламенялась. Мощное пламя не только вызывало пожар, но и бесследно уничтожало само зажигательное устройство, чтобы от него не осталось и следов. «Синие карандаши» применялись для поджога складов хлопка, обмундирования, военных материалов, амбаров, элеваторов, фабрик, заводов, пароходов и т. д.

Советский изобретатель А.Т. Качугин (приложение 1) в 1941 г. спроектировал специально для партизан диверсионное зажигательное средство, которое заменило дефицитные и дорогие магнитные мины. Изготовленная им на основе соединений фосфора мастика внешне походила на мыло и выглядела очень безобидно. Партизаны прикрепляли мастику к вагонам, а когда поезд набирал скорость, фосфор окислялся из-за трения о воздух и загорался, поджигая мастику, которая при горении развивала температуру более 1000°С. Установить, где, когда и отчего начался пожар, было невозможно.

Трудная задача в период войны стояла перед войсками противовоздушной обороны. На нашу Родину были брошены тысячи фашистских самолетов, пилоты которых уже имели опыт войны в Испании, Польше, Норвегии, Бельгии, Франции. Для защиты городов использовали все возможные средства. Так, помимо зенитных орудий, небо над городами защищали наполненные водородом шары, которые мешали пикированию немецких бомбардировщиков (приложение 6). Для заполнения шаров водородом в военном деле использовался силиконовый способ, основанный на взаимодействии кремния с раствором гидроксида натрия. Реакция идет по уравнению: Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2.

Часто для получения водорода использовали металлический литий или гидрид лития. Таблетки LiH служили летчикам портативным источником водорода. При авариях над морем под действием воды таблетки моментально разлагались, наполняя водородом спасательные средства – надувные лодки, жилеты, сигнальные шары-антенны: LiH + H2O = LiOH + H2.

В годы Великой Отечественной войны элемент литий, наравне с алюминием, приобрел особое значение. Помимо выше перечисленного, литий добавляли в трассирующие пули, которые благодаря этому оставляли при полете сине-зеленый след. Соединения лития использовались на подводных лодках для очистки воздуха. Добавка гидроксида лития в щелочные аккумуляторы увеличивает срок их службы в 2–3 раза, что было на практике использовано партизанскими отрядами.

Не менее важным в военное время был и металлический магний. Основным потребителем этого металла была военная авиация. Также он использовался как добавка к стратегическим сплавам и для создания осветительных ракет. Такие ракеты сбрасывали на парашютах во время ночных налетов бомбардировщиков для освещения цели. В состав осветительной ракеты входили порошок магния, спрессованный с особыми составами, и запал из угля, бертолетовой соли и солей кальция. При запуске осветительной ракеты высоко над землей красивым ярким пламенем горел запал; по мере снижения свет постепенно делался более ровным, ярким и белым – это загорался магний. Когда цель была освещена и хорошо видна летчики начинали прицельное бомбометание.

Магния требовалось много, поэтому его добывали даже из морской воды. Для этого морскую воду смешивали в огромных баках с известковым молоком, затем обрабатывали выпавший осадок соляной кислотой для получения хлорида магния, расплав которого подвергали электролизу:



А для ослепления пилотов вражеской авиации во время ночных налетов использовали составы, содержащие соли стронция, окрашивающие пламя в малиновый цвет, и соли кальция, придающие пламени кирпично-красную окраску.

Химики поставляли для фронта и составы для дымовых завес, предназначенные как для маскировки, так и для защиты от наводчиков. Дымовые составы представляли собой комплекс окислителей (чаще всего бертолетова соль или нитрат калия), горючие компоненты – древесная пыль (стружка), древесный уголь и непосредственно дымообразователи – хлорид аммония, нафталин. Углерод, входящий в состав дымовых смесей, придавал им серый цвет. Кроме того, использовались и другие наполнители – дымообразователи - хлориды титана, олова и кремния. Одним из первых дымообразующих веществ был белый фосфор. Дымовая завеса при использовании белого фосфора состоит из частичек оксидов (Р2О3, Р2О5) и капель фосфорной кислоты.

Широко в годы Великой Отечественной войны использовались также дымовые шашки, заполненные хлоридом аммония NH4CI, который при возгорании зажигательной смеси начинал бурно разлагаться, образуя густой белый дым (приложение 7): NH4CI = NH3 + HCI. Хлорид аммония применяли также и в производстве сигнальных составов, представляющих собой мини ракеты с дымовым и цветным наполнителями.

В январе 1943г. учёными Ленинграда был разработан запал особой конструкции для дымовых шашек и налажено производство дымовых средств маскировки военных кораблей, стоявших на Неве.

Командование военно – морским флотом также не раз обращалось к учёным – химикам за помощью. В начале войны, когда от торпед и бомб, привязанных к специально обученным акулам, тонуло немало советских кораблей, возникла необходимость в надежном средстве защиты от акул. В решении этой проблемы приняли участие многие охотники на акул и ученые. Оказалось, что акулы просто не переносят сульфата меди(II). Акулы за версту обходили приманки, обработанные этим веществом, и с жадностью хватали приманки без сульфата меди. Так была решена проблема подрыва советских кораблей на минах противника.

В феврале 1942 г. сотрудники лаборатории люминесценции под руководством С. И. Вавилова организовали производство необходимых для авиационных приборов свето-составов постоянного действия и люминесцентных ламп особой конструкции для военно-морского флота. В 1943 г. в лаборатории были получены и затем исследовались фосфоры с двумя редкоземельными активаторами, дающие яркую (зеленую или красную) вспышку под действием инфракрасных лучей. Для этого класса фосфоров инфракрасный свет действует, как спусковой механизм, освобождающий энергию, запасенную в фосфоре ранее, при возбуждении. На основе тонких экранов из фосфоров были созданы приборы для обнаружения источников инфракрасного излучения БИ-6 и БИ-8 ("бинокль инфракрасный) которые успешно прошли в ноябре - декабре 1943 г. государственные испытания на военных кораблях в Батуми и были приняты на вооружение.

Большую помощь в создании выше названных приборов оказал выдающийся ученый, основоположник химии фосфорорганических соединений – Александр Ерминингельдович Арбузов (приложение 1). В марте 1943 г. по просьбе С.И.Вавилова в лаборатории А.Е.Арбузова начали изготовлять 3,6-диаминофталимид:



Именно этот препарат обладал ценными свойствами в отношении флуоресценции и адсорбции и был необходим для изготовления нового оборонного оптического прибора. Значительно позднее Арбузов узнал, что изготовленного им препарата было достаточно для снабжения оптики танковых частей нашей армии и имело значение для обнаружения врага на далеком расстоянии. В дальнейшем Арбузов выполнял и другие заказы оптического института на изготовление различных реактивов. Исследования Арбузова в годы войны были всецело посвящены нуждам обороны и медицины.

Ученые-химики создавали также новые лекарственные препараты, необходимые для лечения раненых. Так, полимер винилбутилового спирта, полученный М. Ф. Шостаковским (приложение 1), — густая вязкая жидкость — оказался хорошим средством для заживления ран, он использовался в госпиталях под названием - «бальзам Шостаковского».

Учёные Ленинграда разработали и изготовили более 60 новых лечебных препаратов, в 1944 году освоили метод переливания плазмы, создали новые растворы для консервации крови, в лаборатории аналитической химии было создано производство наркозного эфира.

Академик А. В. Паладин (приложение 1) синтезировал средства для остановки кровотечения. Под его руководством учеными Московского университета был синтезирован фермент тромбон — препарат для свертывания крови.

В годы Великой Отечественной войны многие тысячи раненых обязаны своим спасением сульфаниламидным препаратам, обладающим противомикробными, антибактериальными свойствами. Ученый, работавший в области органической химии, Исаак Яковлевич Постовский (приложение 1) в конце 1930-х гг. синтезировал большую серию сульфаниламидных препаратов, общая формула которых:



где R – радикал, обычно содержащий гетероциклы. Например:



В первые годы войны И.Я. Постовский с группой сотрудников в рекордно короткие сроки организовал производство сульфаниламидных препаратов на Свердловском химическом заводе, который оказался единственным в стране заводом, выпускавшим лекарственные средства. В это же время для лечения длительно незаживающих ран И.Я. Постовским была предложена комбинация сульфамидных препаратов с бентонитовой глиной – средство, используемое и сегодня в медицине, так называемая «паста Постовского».

Кроме сульфаниламидных препаратов для лечения раненых большую роль сыграли антибиотики. В 1942 году микробиолог Зинаида Виссарионовна Ермольева впервые в истории Советского Союза синтезировала антибиотик бензилпенициллин и организовала его промышленное производство.

Позднее советский биолог Георгий Францевич Гаузе вместе с женой – ученым-химиком Марией Георгиевной Бражниковой синтезировали оригинальный советский антибиотик – грамицидин С, наладили массовое производство и отправку этого препарата на фронт. Благодаря противомикробному действию антибиотиков во время войны и в мирное время были спасены десятки тысяч жизней при таких опасных заболеваниях, как газовая гангрена, столбняк, менингит, септические (гнойные) инфекции.



Большой вклад в обеспечение победы над немецко-фашистскими захватчиками внесли части химической защиты. Они выполняли задачи по химической и биологической разведке, дезактивации, дегазации и дезинфекции вооружения, обмундирования, других материальных средств и местности. Также военные химики осуществляли маскировку дымом боевых действий наших войск и важных тыловых объектов. За образцовое выполнение боевых заданий командования, мужество и высокое воинское мастерство тысячи воинов химических войск награждены орденами и медалями, а 28 из них присвоено звание Героя Советского Союза. Личный состав химических войск обеспечивался защитными комбинезонами с резиновыми перчатками и сапогами, противогазами. Еще в годы первой мировой войны Николай Дмитриевич Зелинский предложил использовать для адсорбции ядовитых газов активированный уголь. Изобретенный Зелинским противогаз оказался наилучшим из всех известных средств защиты. В начале Великой Отечественной войны академик Зелинский усовершенствовал противогаз. С именем Зелинского связана целая эпоха в истории отечественной химии. Обладая творческой силой мысли и будучи патриотом своей Родины, Зелинский вошел в ее историю как деятель науки, который в критические моменты исторических судеб своей страны без колебания становился на ее защиту. Зелинский в период 1941–1945 гг. – это не просто химик-исследователь, он был уже славой едва ли не самой большой в стране научной школы, исследования которой были направлены на разработку способов получения высокооктанового топлива для авиации, мономеров для синтетического каучука.

В первый год войны наша армия испытывала большие трудности с обмундированием, теплой одеждой и обувью. За два осенних месяца – октябрь и ноябрь 1941 года Научно-исследовательский институт удобрений и инсектицидов создал уникальную химическую грелку, выполненную в виде стелек сапог или валенок. Это простое и недорогое устройство начинало действовать при заливке в него 15 граммов воды, сохраняя тепло в течение 19 часов, согревая бойцов в зимнюю стужу. Выполненная в виде матраса, она использовалась для перевозки тяжелораненых бойцов. Она облегчала запуск в морозные дни танковых и автомобильных двигателей, использовалась для подогрева пищи. Также учёными был разработан обогревательный пояс – обтянутый кожей медный резервуар, который крепился на брючном ремне. В резервуар засыпали 200 г. реакционной смеси – измельчённые в порошок алюминий хлорид меди (II), взятые в стехиометрическом соотношении. Воду в количестве 100-120 мл добавляли в резервуар из баллончика, находящегося в нагрудном кармане. Подачу воды регулировало несложное тепловое реле. Пояс мог согревать в течение 8 часов. Эта химическая грелка была новой не только по форме, но и по содержанию: впервые было использовано тепло, возникающее при вытеснении одного металла другим - более электроотрицательным. В Ленинграде, в блокадную зиму 1942 года, использовали грелки, заполненные смесью хлористой меди и железных стружек. От одной заправки водой такие грелки работали 60-70 часов.

Выводы. Невозможно в одной работе перечислить всё, что было сделано учёными, и химиками в том числе, во благо Победы. Люди умственного труда находились в одном строю с солдатами. Многие из них уходили на фронт, чтобы с оружием в руках уничтожать фашистов. Но основная часть научной интеллигенции вела «тихую» войну с противником, побеждая его своим «интеллектуальным гением», используя в борьбе с ним знания, опыт, профессионализм. Знаменитый авиаконструктор С.А.Лавочкин писал: «Я не вижу моего врага — немца-конструктора, который сидит над своими чертежами ... в глубоком убежище. Но, не видя его, я воюю с ним ... Я знаю, что бы ни придумал немец, я обязан придумать лучше. Я собираю всю мою волю и фантазию, все мои знания и опыт ... чтобы в день, когда два новых самолета — наш и вражеский — столкнутся в военном небе, наш оказался победителем» [4]. Несомненно, достижения химической науки в те годы послужили одним из существенных факторов, повлиявших на исход войны. Благодаря деятельности учёных-химиков уже с первых дней войны было налажено производство необходимых для фронта и тыла веществ и материалов, создавались новые взрывчатые и горючие материалы, лекарства, совершенствовались боевые устройства, разрабатывались химические процессы горения и взрывов и многое другое, без чего победа над врагом была бы невозможна.

Глава 2. Эксперимент

Цель: иллюстрирование химических процессов, протекающих при действии некоторых веществ и материалов, используемых в годы войны в качестве зажигательных, осветительных и задымляющих средств.

Реактивы: H2SO4(конц.), KClO3, HCl(конц.), NH4OH, сахарная пудра, магниевая лента, концентрированные растворы нитратов кальция и стронция.

Оборудование: лабораторный штатив, фарфоровая чашка, крышка от тигля, фильтровальная бумага, стакан, стекло, спички.

Техника безопасности:

  1. При проведении опытов, сопровождающихся горением, необходимо соблюдать правила противопожарной безопасности. Проводить реакции на огнестойком покрытии вдали от легковоспламеняющихся предметов.

  2. При работе с концентрированным раствором аммиака соблюдать осторожность, не допускать попадания на кожу и одежду, избегать вдыхание паров.

Опыт 1. Действие H2SO4 на смесь KClO3 и сахарной пудры
1 г мелкокристаллического KСlO3 осторожно перемешивают с 1 г сахарной пудры. Высыпают смесь на крышку от тигля и смачивают ее 2–3 каплями концентрированной H2SO4. Смесь вспыхивает.
Вывод: опыт иллюстрирует действия запала в зажигательных бутылках.

Примечание: данный опыт мы наблюдали в виде видеофрагмента, т.к. KClO3 запрещён для хранения в школьных химических лабораториях.
Опыт 2. Горение магниевой ленты
На полоску фильтровальной бумаги с помощью канцелярского клея наносится слой порошка магния. Высушенная полоска закрепляется в лапке лабораторного штатива и поджигается.
Вывод: опыт иллюстрирует действие осветительной ракеты.
Опыт 3. Окрашивание пламени солями стронция и кальция
Полоски фильтровальной бумаги смачивают в концентрированных растворах нитратов кальция и стронция. Высушенные полоски укрепляютсяв лапке штатива. При поджигании полосок они горят, окрашивая пламя в кирпично-красный (катион Са2+) и малиновый (катион Sr2+) цвет.
Вывод: опыт иллюстрирует действие ослепляющих составов.
Опыт 4. «Дым без огня»
В химический стакан наливают несколько капель концентрированной соляной кислоты, на стекло капают несколько капель 25%-го раствора аммиака. Цилиндр накрывают стеклом. Образуется белый дым.
Вывод: опыт иллюстрирует действие задымляющих средств.
Общий вывод: на основе подобранных нами методик в условиях школьного кабинета химии были проделаны описанные выше опыты, на примере которых нам удалось воспроизвести в миниатюре действие некоторых боевых средств, использовавшихся в годы ВОВ. Результаты эксперимента записаны на видеокамеру.





Заключение
В процессе работы по теме исследования было выяснено, что учёные химики принимали самое активное участие в обеспечении победы над фашисткой Германией, приближая её своим умом, талантом, самоотверженным трудом. Великая Отечественная война была смертельным противоборством производств, экономики и науки. Поэтому вместе с солдатами в 1945 г. победили рабочие, инженеры, медики и сугубо гражданские ученые-химики.

Учёные в годы войны не просто создавали новые металлы и сплавы, пластмассы и зажигательные смеси, топливо для ракетных установок и новые медицинские и технические препараты, но также содействовали развитию металлургической, машиностроительной и оборонной промышленности, участвовали в поиске новых видов сырья.

Уже в первые месяцы войны при их непосредственном участии была проведена перестройка работы химической отрасли на выпуск военной продукции. Благодаря их активной деятельности предприятия химической промышленности полностью удовлетворяли потребности фронта и оборонной промышленности в кислотах, щелочах и других химикатах. В короткий срок было создано производство новых видов военной продукции: химических добавок для изготовления сильных взрывчатых веществ, органического стекла и прозрачной брони для авиационной и танковой промышленности, средства регенерации воздуха для подводных лодок, средства задымления, противотанковых зажигательных смесей и другое.

Кроме того, в годы войны в восточных районах страны были построены десятки новых заводов по выпуску серной кислоты, анилиновых красителей, пластмасс, лаков и красок, шин. Увеличены мощности действующих предприятий и организованы новые производства на площадях других отраслей промышленности. Выпуск химической продукции к концу войны приблизился к довоенному уровню, а в 1945 г. он достиг 92% от уровня 1940 г. (приложение 8).

Всё это позволило не только повысить обороноспособность страны в трудный для неё период, но и обеспечить превосходство советских вооружённых сил над немецкими захватчиками. Советские химики доказали всему миру, что их «научный гений» самый прогрессивный. Перед ним не устояла даже такая мощь, как фашизм.

Тысячи работников химической промышленности – рабочих, инженеров, учёных за самоотверженный труд в годы войны награждены орденами и медалями, многие удостоены званий Героя Социалистического труда, лауреата Государственной премии СССР.

Результаты работы по теме исследования полностью доказали справедливость выдвинутой в ней гипотезы: работа учёных химиков не только помогла победе, но и заложила основу мирного существования в послевоенный период.


  1   2

Похожие:

Исследовательская работа (реферат) по химии) iconИсследовательская работа по химии Волшебство мыльного пузыря
Из истории мыла: от мыловарок до современных автоматизированных заводов
Исследовательская работа (реферат) по химии) iconБековского района пензенской области исследовательская работа на научно-практическую конференцию «Старт в науку» на тему: Изготовление различных сортов мыла и исследование их качества
Исследовательская работа на научно-практическую конференцию «Старт в науку» на тему
Исследовательская работа (реферат) по химии) iconРабота студентов
Научно-исследовательская работа студентов: Материалы юбилейной 60-й научной студенческой конференции. — Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ,...
Исследовательская работа (реферат) по химии) iconИсследовательская работа по теме: Работа
Для лечения некоторых болезней лучше применять натуральные растительные средства, потому что, таблетки имеют побочные эффекты. Поэтому,...
Исследовательская работа (реферат) по химии) iconИсследовательская работа районного конкурса исследовательских работ и творческих проектов дошкольников и младших школьников «Я исследователь»
Исследовательская работа районного конкурса исследовательских работ и творческих проектов дошкольников и младших школьников «Я –...
Исследовательская работа (реферат) по химии) iconИсследовательская работа на тему: «Кухня солнечного Прованса» «La cuisine du soleil de Provence»

Исследовательская работа (реферат) по химии) iconИсследовательская работа Тема: «Жевательная резинка и дети»
Место выполнения работы: моу "сош №1 с уиоп", 2 класс, Белгородская обл., г. Губкин, ул. Победы д. 24
Исследовательская работа (реферат) по химии) iconИсследовательская работа по теме: Шоколад. Работу
Цель исследования: узнать историю шоколада, способ хранения и попробовать изготовить шоколад дома
Исследовательская работа (реферат) по химии) iconНаучно-исследовательская работа по теме «шоколад»
Мы предполагаем, что этот продукт не только вкусен, но и полезен для организма, так как содержит необходимые человеку белки, жиры...
Исследовательская работа (реферат) по химии) iconИсследовательская работа Тема Математические расчеты при реконструкции школьного стадиона Секция математики
Математический расчет при изучении состояния здоровья школьников и их спортивных предпочтений
Разместите кнопку на своём сайте:
recept.znate.ru


База данных защищена авторским правом ©recept.znate.ru 2012
обратиться к администрации
Recept