Презентвция " Как химия помогала ковать Победу "

«КАК ХИМИЯ ПОМОГАЛА КОВАТЬ ПОБЕДУ В ВЕЛИКОЙ ОТЕЧЕСТВЕННОЙ ВОЙНЕ»

Великая Отечественная война для советского народа началась 22 июня 1941г. Уже 23 июня состоялось внеочередное расширенное заседание Президиума Академии наук СССР, который принял решение направить все силы и средства на быстрейшее завершение работ, важных для обороны и народного хозяйства страны. А 28 июня Академия наук обратилась к ученым всех стран с призывом сплотить силы для защиты человеческой культуры от фашизма. Ученых страны ждало серьезное испытание: враг наступал, его армии неумолимо двигались на восток.
С первых дней войны началась эвакуация научных учреждений и вузов, прежде всего из прифронтовой полосы в отдаленные от нее места. Она была объявлена важнейшим государственным делом: нужно было, во что бы ни стало, сохранить и ученых, и научную базу страны. 

Невозможно перечислить всё, что было сделано учеными и химиками во благо Победы. Люди умственного труда находились в одном строю с солдатами.
Война была смертельным противоборством производств, экономики, науки. И, бесспорно, достижения химической науки в те годы послужили одним из существенных факторов, повлиявших на исход войны. Поэтому вместе с солдатами в 1945 году победила и наша наука, наши ученые – химики.

Именно на учёных легла сложная и ответственная задача обеспечить фронт и тыл самым необходимым, проведя незримую линию фронта через научные лаборатории и конструкторские бюро.

В связи с эвакуацией промышленных предприятий в восточные районы страны потребовалась перестройка всей экономики этих районов. Необходимы были новые сырьевые ресурсы. Основной военно-промышленной базой страны стал Урал. Быстрыми темпами развернулось строительство химических заводов.

С началом Великой Отечественной войны учёные - химики вплотную занялись проблемами армии, авиации и флота. Для создания боевой техники 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 дюралюминий (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.

Не менее важным в военное время был и металлический магний. Основным потребителем этого металла была военная авиация. Так же он использовался как добавка к стратегическим сплавам и для создания осветительных ракет.

Во время ночных налетов для освещения цели бомбардировщики сбрасывали на парашютах осветительные ракеты. В состав такой 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. Наконец, когда цель была освещена и видна так же хорошо, как и днем, летчики начинали прицельное бомбометание.

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.

Магния требовалось много, поэтому его добывали даже из морской воды. Технология извлечения магния такова: морскую воду смешивают в огромных баках с известковым молоком, затем, действуя на выпавший осадок соляной кислотой, получают хлорид магния. При электролизе расплава MgCl2 получают металлический магний: 

Начинкой таких бомб была смесь порошков Al, Mg и оксида железа, детонатором служила гремучая ртуть. При ударе бомбы о крышу срабатывал детонатор, воспламенявший зажигательный состав, и все вокруг начинало гореть.

Зажигательные бомбы.

Реакции, происходящих при взрыве бомбы:
4Al + 3O2 = 2Al2O3,
2Mg + O2 = 2MgO,
3Fe3O4 + 8Al = 9Fe + 4Al2O3.

Mg + 2Н2O = Mg(ОН)2 + Н2.

Горящий зажигательный состав нельзя потушить водой, т.к. раскаленный магний реагирует с водой:

Для борьбы с танками и бронемашинами с самого начала Великой Отечественной войны широко применяли различные зажигательные смеси. В начальный период войны при острейшей нехватке других противотанковых средств советскими войсками широко применялись «зажигательные бутылки». 

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 1941Г. для получения тротила академик Ю.Г. Мамедалиев выполнил работу по синтезу толуола. Толуол – метилбензол. Его использовали для получения тротила. 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.

Бутылка КС (Качурина–Солодовникова), или просто бутылка с горючей смесью.

К обыкновенной бутылке прикреплялись резинкой ампулы, содержащие концентрированную серную кислоту, бертолетову соль, сахарную пудру.
В бутылку заливали бензин, керосин или масло. Как только такая
бутылка при ударе разбивалась о броню, компоненты запала вступали в химическую реакцию, происходила сильная вспышка, и горючее воспламенялось.

Что представляли собой бутылки КС?

Три компонента запала берутся в отдельности, их нельзя смешивать заранее, т.к. получается взрывоопасная смесь.

«Катюши» не обладали большой точностью, но на месте их падения образовывались лужи расплавленного металла, около 3000°С, превращающие в пар орудия, гусеницы и человеческие тела. Это было обусловлено применением реактивных снарядов, начиненных термитной смесью.

4AI +Fe3O4 + O2= 3Fe + 2Al2О3+t3000°С

Трудная задача в период войны стояла перед войсками противовоздушной обороны. Для защиты городов использовали все возможные средства. Так, помимо зенитных орудий, небо над городами защищали наполненные водородом шары, которые мешали пикированию немецких бомбардировщиков. 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

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. Это простое и недорогое устройство на основе чугунных стружек и опилок с добавлением разнообразных химикалий которые приводились в действие путём срезания одного из уголков пакета и вливания туда чайной ложки воды (например, из талого снега). После того, как в пакет добавлялась вода, его надо было энергично встряхивать в течении 3-5 минут, для того, чтобы содержимое тщательно перемешалось. Грелка выделяла тепло в течении 2-3 часов, потом надо было снова доливать ложку воду. И так 10-12 раз. Соответственно, одной грелки хватало примерно на сутки.

Химическая грелка

Большую помощь в создании нового оборонного оптического прибора оказал выдающийся ученый, основоположник химии фосфорорганических соединений А.Е.Арбузов. Он изготовил препарат 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.

Триумфом химической науки можно считать применение карбонильного клея, созданного академиком Ильей Николаевичем Назаровым. Клей склеивал все: металлы, пластмассы, эбонит, мрамор, фарфор, текло, фибру – причем в любых условиях. Если к нему добавить 20-30% хлоропрена, то он приклеивал к любому материалу и резину. Его использовали для ремонта бензобаков, корпусов аккумуляторов, реставрации сверл, точильных камней. Картеры моторов, головки и рубашки блоков цилиндров на автомашинах и танках успешно чинили клеем Назарова.

Жестокая и страшная война унесла более двадцати шести миллионов жизней. А ведь их могло быть гораздо больше, если бы не ученые-химики, создавшие более ста новых лечебных препаратов, спасших десятки тысяч солдат от таких опасных заболеваний, как газовая гангрена, столбняк, менингит, гнойные инфекции.

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

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 синтезировал большую серию сульфаниламидных препаратов:

Она также активно участвовала в организации промышленного производства и внедрения в медицинскую практику этого антибиотика. Пенициллин Ермольевой предохранял от нагноения ран и спас тысячи и тысячи жизней.

Кроме сульфаниламидных препаратов для лечения раненых большую роль сыграли антибиотики.

«Рождение» пенициллина послужило импульсом для создания других антибиотиков.

Эта мазь спасла от ожогов, обморожений, от осложнений при огнестрельных ранениях многих бойцов Красной Армии.

Кровоостанавливающий препарат «Викасол» в годы войны спас жизнь тысячам раненых.

С самого начала войны перед учеными была поставлена задача разработать и организовать производство препаратов для борьбы с инфекционными заболеваниями, в первую очередь с сыпным тифом, который переносят вши. Под руководством Н. Н. Мельникова было организовано производство дуста — дифениламина. В начале декабря 1941 г. уже выпускали в количестве до 90 т в месяц.  

Н. Н. Мельников

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. 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.  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.

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.

Кто про химика сказал: «Мало воевал»,
Кто сказал: «Он мало крови проливал?»
Я в свидетели зову химиков–друзей, -
Тех, кто смело бил врага до последних дней,
Тех, кто с армией родной шел в одном строю,
Тех, кто грудью защитил Родину мою.
Сколько пройдено дорог, фронтовых путей…
Сколько полегло на них молодых парней…
Не померкнет никогда память о войне,
Слава химикам живым, павшим - честь вдвойне.

СПАСИБО
ЗА
ВНИМАНИЕ!