«ЧЕЛОВЕК В НАУКЕ: ГЕРОИ И АНТИГЕРОИ. (Николай Дмитриевич Зелинский)»

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение  «Средняя общеобразовательная школа № 8 г. Челябинска» Информационно­познавательный проект на тему  «ЧЕЛОВЕК В НАУКЕ: ГЕРОИ И АНТИГЕРОИ.  (Николай Дмитриевич Зелинский)» Автор проекта:  Калмыкова Анастасия,  обучающаяся 7 б класса Наставник проекта: Бабухина Елена Викторовна учитель химии 2 2019 СОДЕРЖАНИЕ 1. 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 2. 2.1 Аннотация наставника…..………………………………………………… Введение……………………………………………………………………… Теоретическая часть Биография Николая Дмитриевича Зелинского………….………………… Научная деятельность Зелинского……..………………………….…….… История создания противогаза……………………………………...……… Устройство Противогаза Зелинского………………………..……….…….. Память о Н.Д. Зелинском…………………………………….……….…….. Практическая часть Проектирование   устройства   противогаза   Зелинского,   способ   его ношения, надевания ……………...…………….………….………………… Заключение……………………………………………………..……………. Список литературы…………………………………………….…………. Приложения………………………………………………………….………. 3 4 6 7 8 10 11 12 13 14 15 3 Аннотация наставника на работу «Человек в науке: герои и антигерои (Николай Дмитриевич Зелинский).  В своей работе автор выбрала деятельность великого русского ученого ­ химика Николая Дмитриевича Зелинского. Н.Д. Зелинский сделал великие открытия, и увековечил свое имя на многие года. Автора поразил  его патриотизм к Родине и неравнодушие к гибели множества   русских   солдат   в   годы   Первой   мировой   войны.   Одно   из   его   главных изобретений – противогаз спасло множество человеческих жизней . В   своей   работе   автор   проанализировала   литературу   по   теме   проекта   и   подобрала необходимую   информацию.   Автор   проекта   систематизировала   открытия   Н.   Д. Зелинского в его научной деятельности, описала историю создания противогаза. Автор провела анкетирование среди одноклассников,   чтобы узнать мнение о достойных открытиях   ученых   в   годы   Первой   мировой   войны.   По   результатам   анкетирования составила диаграмму. Проделав   работу   над   данным   проектом,   автор   достиг   цели   и   задачи,   которые   были поставлены в работе. Автор отмечает, что благодаря знаниям по химии и открытиям ученых человечество получило много нужных для использования веществ и материалов. Данная   работа   обучающейся   приводит   к   развитию   познавательных   способностей, любознательности, расширение кругозора и интереса к изучению химии. Автор гордится учеными нашей страны. 4 ВВЕДЕНИЕ Героев   и   антигероев   в   науке   великое   множество.   Я   выбрала   годы   Первой мировой войны (1914­1918 гг.), чтобы определить какие события были выдающимися и спасли много жизней, а какие наоборот помогали уничтожить людей.  Первая   мировая   война   стала   войной,   которую   называли   «химической», отравляющие вещества использовали в баллонах, минах, снарядах. Антигерои − ученые­ химики изобретали все новые и новые яды, некоторые просто вызывали слезоточивость глаз, а некоторые приводили к смерти. В связи с обстановкой на войне потребовались и герои, люди, которые придумывали, как выжить среди ядовитого газа. Из   множества   великих   химиков   я   особо   отметила   Николая   Дмитриевича Зелинского,   великого   химика,   который   своими   трудами,   в   том   числе   и   опытами   на самом себе, сделал великие открытия, и увековечил свои имя на многие года. Меня поразил его патриотизм к Родине и неравнодушие к гибели множества русских солдат в годы Первой мировой войны. Его главное изобретение – противогаз спасло множество жизней и заставило врагов отказаться от применения отравляющих веществ на войне.  Я   провела   анкетирование   среди   моих   одноклассников   (25   человек),   чтобы узнать мнение о достойных открытий ученых в годы Первой мировой войны. Оказалось, что   мнение   школьников   разделились,   64,0%   (16   человек),   согласны   со   мной   и   тоже считают, что противогаз  Зелинского несомненно достоин  занимать  первое место. На втором месте ребята поставили переливание крови – 28,0% (7 человек), я тоже с этим согласна, переливание крови в Первую мировую спасло много жизней, а со временем только совершенствуется. На третьем и четвертом месте соответственно пластическая хирургия  и ультразвук – 4,0% по 1 человеку.  Ниже  представлены  результаты  этого опроса. Какое открытие ученых в Первую мировую войну  наиболее значимо для человечества? Рис.1 Результаты опроса учеников 7 б класса. В   практической   части,   я   рассмотрела   главное   открытие   Зелинского   – противогаза, его историю и устройство. Цель проекта:  5 Определить   героев   и   антигероев   в   науке   в   годы   Первой   мировой   войне,   какое изобретение принесло наибольшую пользу и помогло выиграть войну. Задачи проекта:  1. Проанализировать   литературу   по   теме   проекта   и   подобрать   необходимую информацию. 2. Рассказать биографию Н.Д. Зелинского.  3. Систематизировать открытия Н. Д. Зелинского в его научной деятельности.  4. Описать историю создания противогаза, что поспособствовало необходимость его созданию. 5. Проектирование устройства противогаза Зелинского, способ его ношения, одевания.  1. ТЕОРИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 1.1 БИОГРАФИЯ НИКОЛАЯ ДМИТРИЕВИЧА ЗЕЛИНСКОГО Николай Дмитриевич Зелинский родился 25 января (6 февраля) 1861 года в Тирасполе в дворянской семье. Его родители были дворянами. Отец происходил из рода потомственных   волынских   дворян.   Когда   Зелинскому   было   всего   два   года,   он скоропостижно скончался от чахотки. Спустя еще два года по этой же причине умерла его мать. Мальчик остался сиротой, его воспитанием занялась бабушка Мария Павловна Васильева. Все лето он провел у нее в деревне. Когда   Николаю   исполнилось   10   лет,   он   начал   учиться   в   уездном   училище, готовился к поступлению в гимназию. Окончив их досрочно, поступил в Ришельевскую 6 гимназию   в   Одессе,   причем   сразу   во   второй   класс.   Мальчик   еще   в   раннем   детстве зарекомендовал себя как талантливый и пытливый ребенок. По окончании гимназии в 1880 году, Зелинский  поступил в Новороссийский университет (ныне – Одесский национальный университет имени И. И. Мечникова) на естественное   отделение   физико­математического   факультета.   В   1884   году   он   его успешно оканчивает. Успехи молодого ученого так впечатлили его профессоров, что его оставили при университете, позже отправив в Германию. Целых два года он повышал свою квалификацию в лабораториях в Геттингене и Лейпциге. В   1887   году   его   назначили   приват­доцентом   на   кафедре   химии   родного Новороссийского   университета.   В   1893   году   химик   Зелинский   получает   место профессора   своего   университета,   которое   занимает   вплоть   до   самой   смерти   за исключением небольшого перерыва. С 1911 по 1917 год ученый покидает университет вместе с группой известных профессоров в знак протеста против политики царского министра   просвещения   Льва   Кассо.   Химик   Зелинский   возвращается   в   Московский университет в 1917 году после победы в стране Октябрьской революции и прихода к власти большевиков. На протяжении многих лет он руководит различными кафедрами.  Зелинский был женат трижды. Брак с первой супругой, которую звали Раисой, продолжался 25 лет. Она скончалась в 1906 году. Во второй раз химик женился на пианистке Евгении Кузьминой­Караваевой, прожив вместе с ней еще четверть века. У них родилась дочь Раиса в 1910 году. Она известна под фамилией Зелинская­Платэ. Третьей   женой   Зелинского   стала   Нина   Евгеньевна   Жуковская­Бог.   Она   была художницей,   у   них   родились   два   сына  –  Николай   и   Андрей.   Их   совместный   союз продолжался еще около 20 лет. Умер   31   июля   1953   года.   Похоронен   в   Москве   на   Новодевичьем   кладбище (участок № 1). 1.2 НАУЧНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЗЕЛИНСКОГО Научная деятельность Зелинского весьма разносторонняя. В 1911 он проводил опыты,   которые   легли   в   основу   промышленного   метода   получения   из   нефти ароматических   углеводородов,   которые   применяются   в   производстве   пластмасс   и лекарств, ядохимикатов и красителей. Зелинский разработал новый метод получения бензина   −   путем   крекинга   солярового   масла   и   нефти   при   участии   хлористого   и бромистого алюминия, этот метод приобрел промышленный масштаб и сыграл важную 7 роль в обеспечении нашей страны бензином. При создании бензола Зелинский впервые предложил использовать в качестве катализатора активированный уголь.  В период жизни и работы в Одессе Николай Дмитриевич написал 40 научных работ. Также его работы посвящены и электропроводности в неводных растворах, по химии  аминокислот,  но главнейшие  его работы относятся  к химии  углеводородов  и органическому катализу. Но   не   этим   по­настоящему   прославился   этот   великий   человек,   ведь   его   не просто   так   называют   спасителем   человеческих   жизней.   Ключевыми   в   биографии Николая Зелинского стали работы по созданию противогаза в 1915 году 1.3 ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ ПРОТИВОГАЗА 22 апреля 1915 года в 3 часа 30 минут у бельгийского города Ипр немцы впервые в истории   против применили   химическое   оружие изготовившихся к наступлению англо­французских войск. Это был хлор.  Хотя   его   и   трудно   отнести   к   боевым отравляющим   веществам,   1­я   французская   армия понесла   массовые   потери.   От   удушливого, вызывающего   мучительный   кашель   газа   не   было 8 Хлор относится к группе удушающих веществ. Он был первым боевым отравляющим веществом, применяемым немцами во время Первой мировой войны. Действие отравляющих веществ на организм различно. Одни, как хлор, поражают главным образом органы дыхания, другие, как хлорпикрин CI3CNO2, преимущественно поражают глаза и вызывают сильное слезотечение (слезоточивые отравляющие вещества), некоторые, как иприт (C2H4CI)2S и люизит CHCI=CHAsCI2, вызывают нарывы на коже (нарывные отравляющие вещества). спасения. Он проникал в любую щель. 5 тысяч солдат и офицеров погибли на позициях. Еще 10 тысяч навсегда потеряли здоровье, боеспособность. Вскоре, 31 мая 1915 года, газобалонной атаке в районе Болимова,  что близ Варшавы,   подверглись   русские   войска.   На   участке   фронта   в   12   километров   немцы выпустили 264 тонны хлора. Пострадали 8832 человека, 1101 из них – погибли. Во   всем   мире   начали   искать   средства   спасения   от   нового   вида   оружия, представлявшего невиданную до этого опасность. Те аппараты для очистки воздуха, которые ранее применялись в промышленности, в боевой обстановке не спасали. Трудно было   надеяться   и   на   многослойные   марлевые   повязки,   пропитанные   гипосульфитом натрия. В ноябре 1915 года инженер­технолог завода «Треугольник» Куммант придумал резиновый   шлем   с   очками,   позволявший   защищать   не   только   органы   дыхания,   но   и большую часть головы. Но главного – надежного фильтрующего элемента все еще не было.   Его­то,   еще   с   июня   1915   года,   и   предлагал   профессор  Николай   Дмитриевич Зелинский. Он   видел,   что   поиски   средств   защиты   от   отравляющих   веществ   идут   по неправильному   пути.   Изобретатели   пытались   найти   химические   поглотители, связывающие  то или  иное  отдельно  взятое  отравляющее  вещество.  Они  упускали  из виду,   что   в   случае   применения   другого   отравляющего   вещества   такой   поглотитель окажется совершенно бесполезным. Необходимо было найти вещество, которое очищало бы воздух от любого отравляющего вещества независимо от его химического состава. Такой универсальный поглотитель и был найден  Николаем Дмитриевичем Зелинским, им оказался древесный уголь.   Николай   Дмитриевич  потратил   немало   усилий   на   разработку   способов активирования   угля  –  повышения   его   способности   поглощать   своей   поверхностью различные   вещества   (повышение   пористости).   Один   грамм   активированного   угля   с чрезвычайно   развитой   капиллярностью   имел   поглощающую   поверхность   в   15 квадратных   метров.   После   многочисленных   экспериментов  Николай   Дмитриевич предложил использовать активированный берёзовый или липовый уголь. Так в России был создан знаменитый универсальный противогаз Зелинского с маской Кумманта. Зелинский   понимал,   что   хлор  –  это   самый   безобидный   газ,   который   может применить немецкий противник, и самое страшное впереди. Он как в воду глядел, скоро в   бою   был   применен   дихлордиэтилсульфид,   так   называемый   «горчичный   газ»   или «иприт». Николай Дмитриевич Зелинский не мог остаться непричастным, он искренне желал помочь родине, отдать свой долг как истинный патриот. Тем более, что ученый 9 сам стал первой жертвой этого газа за тридцать лет до этого события. В 1885 году, будучи   в   командировке,   он   работал   в   лаборатории   Геттингенского   университета   и изобрел   новое   вещество  –  тот   самый   дихлордиэтилсульфид,   причинивший   ему тяжелейшие ожоги, после которых он долгое время лежал в больнице.  За   1916­1917   годы   для   армии   России   выпустили   свыше   11   миллионов противогазов   Зелинского,   хотя   вся   русская   армия   насчитывала   лишь   6,5   миллионов человек.   Русские   войска   были   полностью   обеспечены   противогазами   Зелинского­ Кумманта. Результативность газобаллонных атак немцев снизилась настолько, что на русском фронте их прекратили уже в январе 1917 года. Высокий   процент   безграмотных   солдат   часто   приводил   к   их   неоправданной гибели   –   часто   они   попросту   не   понимали   пояснений   начальства   по   пользованию противогазом, сами же прочитать инструкцию не могли. Новобранцы нередко снимали противогазы в окопе, видя, как наверху их товарищи ходят без них, не зная при этом, что во впадинах рельефа тяжелый газ застаивался долгое время после окончания атаки.  Разработка   противогаза   –   самое   гуманное   из   многих   достижений   ученого­ патриота: «Я изобрел его не для нападения, а для защиты миллионов молодых жизней от страданий и смерти». 1.4 УСТРОЙСТВО ПРОТИВОГАЗА ЗЕЛИНСКОГО Маска   противогаза   изготовлялась Дыши ровно и глубоко, лучше  носом. Не бойся ­ если сначала  будет душно, это скоро пройдет. (Наставление для пользования  противогазом Зелинского) оранжевого   цвета.   Имелись   две   основные   разновидности такого противогаза, 10 отличающиеся   формой   и   емкостью   коробок:   петроградский   тип   с   прямоугольным поперечным   сечением  (см.   рисунок;   вес   угля   160   г),   который   изготовлялся   Военно­ промышленным комитетом; и московский, с овальным сечением коробки (см. рисунок; вес угля 250 г. и 200 г), производства Всероссийского Земского союза. Клапанов не было,   вдыхаемый   и   выдыхаемый   воздух   проходил   через   коробку.   Имелись   две разновидности масок: c «носиком» и без него. «Носик» предназначался для того, чтобы не снимая маску протереть запотевшие стёкла  (  см. рисунок  ). Противогаз имел много   недостатков, но он хорошо защищал от смеси из 0,2% хлора с 0,1% фосгена в среднем в течение двух­трех часов и таким образом, вполне удовлетворял требованиям, которые предъявлялись   к   респираторам   в   1915­1916   годах,   когда   немцы   применяли   почти исключительно газобаллонные, а не артиллерийские атаки. Сопротивление дыханию – не более 4 мм водного столба. Первый противогаз Зелинского имел и свои недостатки. К ним можно отнести следующие:   В боевом  положении  коробка  противогаза  мешала  поворотам  головы;   Перед применением имелась необходимость продувки, что замедляло одевание;   Запотевание стекол, которое затрудняло ориентирование;   Снижение   слухового   восприятия   и   невозможность   отдавать   приказы   по телефону. Занимательно еще и то, что средства защиты разрабатывались и для животных, в том числе и лошадей.  1.5 ПАМЯТЬ О Н.Д. ЗЕЛИНСКОМ Имя Николая Дмитриевича Зелинского увековечено многими способами:   В  1961   году  в   честь   Зелинского   была   выпущена марка «Почты СССР»;  Его именем названа  одна из улиц  Москвы, а также улицы в городах Воскресенск (Московская область), Мариуполь, Тюмень,  Ярославль,  Великий Новгород, Орск, Караганда, Даугавпилс и Кишинёв;  К   150­летию   со   дня   рождения   учёного   ГУП   «Марка   Приднестровья»   выпустила серию марок и конвертов; 11  Большая   химическая   аудитория   химического   факультета   МГУ   носит   имя   Н.   Д. Зелинского;  В   1970   году  Международный   астрономический   союз  присвоил   имя   Николая Дмитриевича Зелинского кратеру на обратной стороне Луны;   2   июня   2014   года   имя   Николая   Дмитриевича   Зелинского   было   присвоено предприятию, производящему средства индивидуальной и коллективной защиты  – ОАО "Электростальский химико­механический завод"; 9   мая   2016   года   в   Санкт­Петербурге   на   здании   НИИ   метрологии   им.   Д.   И. Менделеева (Московский проспект, д. 19) была установлена  мемориальная доска (скульптор­художник В. А. Сиваков) с текстом:  «Здесь в 1915 году выдающийся учёный Николай Дмитриевич Зелинский изобрел угольный противогаз». Памятники  Памятник в городе Электросталь. Открыт в июле 2013 года перед проходной  ОАО «Электростальский химико­механический завод»;  Памятник в Тирасполе (Молдавия);   Новодевичье кладбище Москвы;   Памятник в Электростали на территории ОАО «ЭХМЗ им. Н.Д. Зелинского».  2. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 2.1 ПРОЕКТИРОВАНИЕ УСТРОЙСТВА ПРТИВОГАЗА ЗЕЛИНСКОГО,  СПОСОБ ЕГО НОШЕНИЯ, НАДЕВАНИЯ Для   того,   чтобы   наглядно   показать,   как   выглядел   противогаз   Зелинского,   я спроектировала   и   подписала   части   устройства   противогаза   на   бумаге,   а   также, нарисовала, как военные носили и надевали противогаз. 12 ЗАКЛЮЧЕНИЕ Я прочитала множество литературы, как в библиотеке, так и в интернете, в электронном   виде   о   Зелинском   и   его   открытиях,   о   Первой   мировой   войне,   как применялись   отравляющие   вещества,   какие   потери   несли   армии,   и   как   открытие Зелинского помогло их спасти.  Кроме того я сходила в музей и посмотрела на оружие, противогазы и другие вещи, которые применялись или ими пользовались на войне.  Для меня Дмитрий Николаевич Зелинский стал настоящим героем и патриотом своей Родины. 13 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Большая Российская энциклопедия: в 30 т. / Председатель Науч.­ред. Совета Ю. С. Осипов. Москва: Дрофа, 2008. – 767 с. 2. Школьная энциклопедия / Гл. ред. Ю. А. Золотов. – М.: Большая Российская энциклопедия, 2003. – 872 с. Электронные ресурсы: 3. ВикипидиЯ.   Николай   Дмитриевич   Зелинский   [Электронный   ресурс].   –   Режим доступа:  https://ru.wikipedia.org/wiki/Зелинский,_Николай_   Дмитриевич  –   Заглавие   с экрана. – (Дата обращения: 01.02.2019);  4. Гетсиз.ру   История   СИЗ.   Академик   Зелинский.   Отец   русского   противогаза   с угольным фильтром [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://getsiz.ru/akademik­ zelinskij­otec­russkogo­protivogaza­s­ugolnym­filtrom.html  –   Заглавие   с   экрана.   –   (Дата обращения: 01.02.2019);  5. Известные   ученые.   История   науки.   Зелинский   Николай   Дмитриевич [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://famous­scientists.ru/great/86/ – Заглавие с экрана. – (Дата обращения: 01.02.2019);  6. ИСТОРИЯ.РФ   Личности/Биографии/Зелинский   Н.Д.   [Электронный   ресурс].   – Режим   доступа: Заглавие с экрана. – (Дата обращения: 01.02.2019);   https://histrf.ru/lichnosti/biografii/p/zielinskii­nikolai­dmitriievich  – 14 7. Химкомплектзащита. противогаз Зеленского­Кумманта [Электронный ресурс]. – Режим доступа:  http://www.hkz.ru/museum/172­zelinskiy­kummant­gas­mask  –Заглавие с экрана. – (Дата обращения: 01.02.2019); 8. Энциклопедия   Кругосвет     –   Режим   доступа: ресурс].   Зелинский,   Николай   Дмитриевич   [Электронный  https://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/himiya /ZELINSKI_NIKOLA_DMITRIEVICH.html  –   Заглавие   с   экрана.   –   (Дата   обращения: 01.02.2019);  9. FB.ru.   Знаменитости:     Николай   Зелинский:   фото,   биография,   личная   жизнь, достижения [Электронный ресурс]. – Режим доступа:  http://fb.ru/article/381866/nikolay­ zelinskiy­foto­biografiya­lichnaya­jizn­dostijeniya – Заглавие с экрана. – (Дата обращения: 01.02.2019);  10. Protivogaz Respirator   ПРОТИВОГАЗ ЗЕЛИНСКОГО ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ И  http://www.protivogaz­ ПРИЗНАНИЯ  [Электронный   ресурс].   –   Режим   доступа: respirator.ru/article/protivogaz­zelinskogo­istoriya­sozdaniya­i­priznaniya/–   Заглавие   с экрана. – (Дата обращения: 01.02.2019). Анкетирование среди учащихся 7 б класса Приложение 1 Вопрос: Какое открытие ученых в Первую мировую войну наиболее значимо для  человечества? 1. Противогаз Зелинского; 2. Пластическая хирургия; 3. Переливание крови; 4. Ультразвук. Всего отвечало 25 человек. Противогаз Зелинского выбрало 16 человек, что составляет 64,0%; Пластическую хирургию выбрал 1 человек, что составляет 4,0%; Переливание крови выбрало 7 человек, что составляет 28,0%; 15 Ультразвук выбрал 1 человек, что составляет 4,0%.. Наставление для пользования противогазом Зелинского Приложение 2 16 Приложение 3 Отравляющие вещества, примененные (или предполагавшиеся к применению) на поле боя в 1915 г. и основные пропитки противогазных масок 17 Способ применения Начало применения на фронте (месяц) Страна, применившая отравляющее вещество Пропитка маски Февраль Снаряды Германия Маски не  использовались Вещество Смесь  бромистого  ксилила и  бромистого  ксилилена Хлор Апрель Газобалонный  выпуск Германия Бром Июнь Мины Германия Бромистый  бензил Бромацетон Июнь Июль Снаряды Снаряды Германия Германия Метилхлорсульф ат (палит) Август Снаряды, мины Германия Август Снаряды Германия Хлорометиловый эфир  хлоругольной  кислоты  Бромметилэтилк етон Август Ручные  гранаты,  снаряды, мины Германия Тетрахлорметан  (четыреххлорист ый углерод) Фосген (в смеси с хлором) Сентябрь Декабрь Ручные  гранаты,  снаряды, мины Газобалонный  выпуск Франция Германия Синильная  кислота Декабрь Снаряды Франция,  Россия Характер действия отравляющег о вещества Слезоточивое Удушающее Удушающее Слезоточивое Слезоточивое  и удушающее Слезоточивое  и удушающее Слезоточивое  и удушающее Слезоточивое  и удушающее неизвестно Удушающее Общеядови­ тое Раствор  гипосульфита  натрия+сода  (Na2CO3) или  раствор поташа Раствор  гипосульфита  натрия+сода  (Na2CO3) или  раствор поташа Касторовое масло+  рицинат натрия Разные сочетания  растворов  касторового масла,  этилового спирта,  едкого натра Разные сочетания  растворов  касторового масла,  этилового спирта,  едкого натра Разные сочетания  растворов  касторового масла,  этилового спирта,  едкого натра Разные сочетания  растворов  касторового масла,  этилового спирта,  едкого натра − Растворы  сульфанилата  натрия, фенола,  едкого натрия, соды, сернокислого  никеля, уротропина Растворы основных  солей или гидратов  окиси железа, или  никеля  (сернокислый  никель) 18 Приложение 4 Противогазы в годы Первой мировой войны  применяемые в разных странах Сравнение противогазов Приложение 5 1914 год                                           2018 год 19