Вклад химической науки и промышленности в повышение обороноспособности нашей страны в годы Великой Отечественной войны
Вложение | Размер |
---|---|
Проект | 60.08 КБ |
Муниципальное казённое общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа №8 с.Садового
Ставропольского края Арзгирского района
Исследовательская работа:
ВКЛАД ХИМИИ В ВЕЛИКУЮ ПОБЕДУ
Работу выполнила
Рабаданова Камилла
Учащаяся 10 класса
Руководитель исследования:
Пономарева Людмила Александровна
учитель химии МКОУ СОШ №8
2015г
Введение
Год 1939. Напряжение в мире достигло своего апогея, призрак войны витает в Европе, грозя в скором времени воплотиться в величайший конфликт за всю историю человечества. И любой просвещённый человек, понимал в то время- это будет война, прежде всего умов, изобретений и высших достижении человеческой мысли. И химия как наука будет играть не последнюю роль в ряду тех направлений, на которые сделают ставку главнокомандующие великих держав.
Год 1941. Фашистские стервятники налетели на Советский союз, желая растерзать, искромсать и жестоко замучить русский народ. Началась Великая Отечественная война. Отечественная, значит всенародная, и значит что каждый, кто чувствует в себе принадлежность к Родине так или иначе будет стараться внести посильный вклад в победу. Уже в первые дни войны, с фронтов поступали известия о необычайных подвигах советских солдат. Вся экономика перестраивалась. И перестраивалась она силами детей и женщин, которые вставали на место, уходивших на войну отцов и мужей. Однако не обо всём писали газеты, и не обо всех подвигах вещало радио. Ведь война шла не только на полях сражений и в цехах заводов, она, тихая и потому ещё более опасная велась в лабораториях воюющих держав. Ни для кого не секрет, что в годы Первой Мировой войны германские войска использовали химическое оружие, так что же помешает им задействовать его ещё раз? Эти и многие другие вопросы волновали советских учёных также как волновали генералов данные разведки о местоположении и действиях врага. Каждое открытие, совершаемое с целью помочь фронту это тоже подвиг, другое дело, что это подвиг не сильно волновавший тогда простых рабочих и крестьян, да и солдат тоже, ведь эти подвиги косвенно влиялина ход военных действий, не сказываясь открыто. Они не убивали немецких солдат, с их помощью не брали города, и не уничтожались армии, но без них мы вряд ли бы увидели красное знамя, развевающееся на куполе Рейхстага.
Я собрала материал о некоторых химиках, которые внесли свой посильный вклад в дело фронта, и о химии в военном деле в целом как о науке. Думаю, что прослушав и прочитав эту информацию ваше отношение к Химии как к науке изменится.
Проблема:
Способствовали ли советские учёные – химики победе Советского Союза над фашистской Германией.
Актуальность темы исследования
В год 70-летия Победы советского народа над гитлеровской Германией в Великой Отечественной войне актуальность патриотического воспитания подрастающего поколения становится еще более значимой.
В последние годы в связи с введением в научный оборот огромного пласта новых архивных документов возникла острая необходимость переосмыслить некоторые эпизоды Великой Отечественной войны.
В данной работе я хочу рассказать о незаслуженнозабытых подвигах ученых-химиков и не изучаемых на уроках истории победах, одержанных ими не на полях сражений, однако не ставших, поэтому менее важными.
Цель моей работы:
- раскрыть вклад химической науки и промышленности в повышение обороноспособности нашей страны в годы Великой Отечественной войны
Задачи:
- проследить роль достижений учёных – химиков для великой Победы;
- показать мужество, стойкость, самоотверженность учёных-химиков, работавших на Победу;
- развивать интерес к предмету химия
Методы исследования:
- работа с литературой;
- поиск информации во всемирной сети Интернет
Глава 1.Химия в военном деле
Вспомним начало войны, 1941 г. Немецкие танки рвались к Москве, Красная Армия буквально грудью сдерживала врага. Не хватало обмундирования, продовольствия и боеприпасов, но самое главное – катастрофически не хватало противотанковых средств. В этот критический период на помощь пришли ученые-энтузиасты: в два дня на одном из военных заводов был налажен выпуск бутылок КС (Качугина–Солодовникова), или просто бутылок с горючей смесью. Это незамысловатое химическое устройство уничтожалонемецкую технику не только в начале войны, но и даже весной 1945 г. – в Берлине.
Что представляли собой бутылки КС? К обыкновенной бутылке прикреплялись резинкой ампулы, содержащие концентрированную серную кислоту, бертолетову соль, сахарную пудру. (Демонстрация модели бутылки.) 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.
Реакции, иллюстрирующие действие запала:
3KClO3 + H2SO4 = 2ClO2 + KСlO4 + K2SO4 + H2O
Взаимодействие бертолетовой соли и серной кислоты
2ClO2 = Cl2 + 2O2,
Распад
C12H22O11 + 12O2 = 12CO2 + 11H2O.
Горение сахарной пудры
Три компонента запала берутся в отдельности, их нельзя смешивать заранее, т.к. получается взрывоопасная смесь.
«Боевой счет» бутылок впечатляет: по официальным данным, за годы войны с их помощью советские бойцы уничтожили 2429 танков, самоходных артиллерийских установок и бронемашин, 1189 долговременных огневых точек, деревоземельных огневых точек (дзотов), 2547 других укрепительных сооружений, 738 автомашин и 65 военных складов.
Многие наши сверстники в военные годы во время налетов дежурили на крышах домов, тушили зажигательные бомбы. Начинкой таких бомб была смесь порошков алюминия-Al, магния-Mg и оксида железа, детонатором служила гремучая ртуть. При ударе бомбы о крышу срабатывал детонатор, воспламенявший зажигательный состав, и все вокруг начинало гореть.
Уравнения реакций, происходящих при взрыве бомбы:
4Al + 3O2 = 2Al2O3,
Горение алюминия
2Mg + O2 = 2MgO,
Горение магния в воздухе
3Fe3O4 + 8Al = 9Fe + 4Al2O3.
Взаимодействие оксида железа и алюминия
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 горелзапал; 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.
Демонстрационный опыт. Горение магниевой ленты (опыт показывает ученик).
Было бы несправедливо не вспомнить сегодня о порохе. Во время войны в основном использовался порох нитроцеллюлозный (бездымный) и реже черный (дымный). Основой первого является высокомолекулярное взрывчатое вещество нитроцеллюлоза, а второй представляет собой смесь нитрата калия (75%), угля (15%) и серы (10%). Грозные боевые «катюши» и знаменитый штурмовик ИЛ-2 были вооружены реактивными снарядами, топливом для которых служили баллиститные (бездымные) пороха – одна из разновидностей нитроцеллюлозных порохов.
Трудная задача стояла перед войсками противовоздушной обороны. На нашу Родину были брошены тысячи 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. Во время ночных налетов пилотов ослепляли специально выбрасываемыми составами, содержащими соли стронция и кальция. Ионы кальция Са2+окрашивали пламя в кирпично-красный цвет, ионы стронция Sr2+ – в малиновый.
Демонстрационный опыт. Окрашивание пламени солями стронция и кальция. Полоски фильтровальной бумаги смачивают в концентрированных растворах нитратов кальция и стронция. Высушенные полоски укрепляют на металлическом стержне. При поджигании полосок они горят, окрашивая пламя в кирпично-красный (катион Са2+) и малиновый (катион Sr2+) цвет.
Искусственно созданные дымовые завесы помогли сохранить жизни тысяч советских бойцов. Эти завесы создавались при помощи дымообразующих веществ. Прикрытие переправ через Волгу у Сталинграда и при форсировании Днепра, задымление Кронштадта и Севастополя, широкое применение дымовых завес в берлинской операции – это далеко не полный перечень использования их в годы Великой Отечественной войны. Одним из первых дымообразующих веществ был белый фосфор. Дымовая завеса при использовании белого фосфора состоит из частичек оксидов фосфора (Р2О3, Р2О5) и капель фосфорной кислоты.
Демонстрационный опыт.«Дым без огня».
В цилиндр наливают несколько капель концентрированной соляной кислоты, на стекло капают несколько капель 25%-го раствора аммиака. Цилиндр накрывают стеклом. Образуется белый дым.
Глава 2. Металлы тоже воевали
Металлов много есть, но дело не в количестве:
В команде работящей металлической,
Такие мастера, такие личности!
Преуменьшать нам вовсе не пристало
Заслуги безусловные металлов…
Стремительно наступавшие немецкие армии захватывали заводы, расположенные в западной части СССР и производящие военную технику. Спешная эвакуация позволила вывезти часть заводов из Киева, Минска, Одессы, Севастополя, Смоленска, Курска, Ленинграда на Урал, в Сибирь, Архангельск. Была поставлена важнейшая государственная задача: в короткие сроки наладить производство вооружения – танков, кораблей, подводных лодок, пушек, самолетов. Необходимо было решить целый ряд технологических задач:
• разработать специальные стали для брони пушек, танков, самолетов;
• наладить металлургическую отрасль промышленности для изготовления новых сталей;
• создать высокопроизводительные способы соединения сталей;
• изготовить оборудование в массовых масштабах для соединения и сборки конструкций – пушек, танков, самолетов.
За вторую мировую войну было израсходовано около 800 млн. т стали на производство орудий, танков, бронепоездов, артиллерийских установок, военных кораблей. За последние три года войны было произведено 660 тыс. орудий, 1 млн. 350 тыс. ручных и станковых пулеметов, около 6 млн. автоматов.
Потребовались стали со специальными свойствами: прочностью, вязкостью, ударной вязкостью (вязкость в процессе ударов снарядами, пулями). Для этого в состав стали вводили легирующие элементы, такие, как никель- Ni, хром-Cr, марганец-Мn, титан-Ti.Сплавы железа в виде броневых плит и литья толщиной 10-100 мм использовались при изготовлении корпусов и башен танков, бронепоездов.
В труднейшие для страны времена и наше Ставрополье не осталось в стороне. С августа 1941 года на заводе «Красный металлист» в городе Ставрополе выпускали боеприпасы и некоторые важные виды вооружения, в частности, производились детали для реактивных минометов и мины. Завод был переведён на круглосуточный режим работы. Выпуск мин достигал 1000 штук в сутки.
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 в 1942–1943 гг. наладить на Урале производство танков Т-34.
Эти танки по сравнению со всеми немецкими танками имели лучшую подвижность, проходимость, большой запас хода, абсолютное превосходство в броне и вооружении.
Ведение войны требовало повышенного расхода алюминия. Чистый алюминий, несмотря на легкость, не обладал необходимыми для изготовления оболочек самолетов и конструкций кораблей прочностными свойствами – морозостойкостью, коррозийной стойкостью, ударной вязкостью, пластичностью. Многочисленные исследования советских ученых в 1940-е гг. позволили разработать сплавы на основе алюминия с примесями магния-Mg, марганца-Мn, меди-Cu, титана-Ti. Некоторые из них подвергались термообработке и использовались при создании конструкций самолетов в конструкторских бюро С.А.Лавочкина, С.В.Ильюшина, А.Н.Туполева. Таким сплавом является дюралюмин (94% Al, 4% Cu, 0,5% Mg, 0,5% Mn, 0,5% Fe, 0,5% Si).В первых «Катюшах», управляемых ракетных снарядах, использовались сплавы алюминия-марганца(Al–Mn) и алюминия-магния(Al–Мg).
Свинец – тяжёлый металл. Именно это свойство явилось причиной его широкого использования в огнестрельном оружии.
В годы войны литий приобрел особое значение. Металлический литий бурно реагирует с водой, при этом выделяется большой объем водорода, которым заполняли аэростаты. Трассирующие пули с добавками лития при полете оставляли сине-зеленый след. Соединения лития использовались на подводных лодках для очистки воздуха.
Стали с добавкой молибдена очень прочны, из них отливали стволы орудий, винтовок, ружей, детали самолётов, автомобилей.
Когда советские танки Т-34 появились на полях сражений, немецкие специалисты были поражены неуязвимостью их брони, которая содержала большой процент никеля и делала её сверхпрочной.
Вольфрам – ценный стратегический материал, из вольфрамовых сплавов изготавливали танковую броню, оболочки торпед и снарядов, детали двигателей самолетов.
Из ванадиевой стали изготавливали облегчённые автомобили, солдатские каски, шлемы, броневые плиты на пушках.
Глава 3. Разработки учёных – медиков
Многие ученые-химики создавали лекарственные препараты, необходимые для лечения раненых. Так, полимер винилбутилового спирта, полученный М. Ф. Шостаковским, — густая вязкая жидкость — оказался хорошим средством для заживления ран, он использовался в госпиталях под названием «бальзам Шостаковского».
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 Постовскийв конце 1930-х гг. синтезировал большую серию сульфаниламидных препаратов, общая формула которых:
где R – радикал, обычно содержащий гетероциклы.
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».
Кроме сульфаниламидных препаратов для лечения раненых большую роль сыграли антибиотики. Первый антибиотик – пенициллин – был открыт в 1928 г. английским ученым Александром Флемингом. В Советском Союзе впервые пенициллин (бензилпенициллин) был синтезирован ученым-микробиологом Зинаидой Виссарионовной Ермоловой в 1942 г. Величайшей заслугой Ермоловой является то, что она не только первой получила пенициллин, но и активно участвовала в организации промышленного производства и внедрения в медицинскую практику этого антибиотика. И сделала она это в труднейший период для российской науки – в годы Великой Отечественной войны.
«Рождение» пенициллина послужило импульсом для создания других антибиотиков. Так, советский биолог Георгий ФранцевичГаузе вместе с женой – ученым-химиком Марией Георгиевной Бражниковой – в годы войны синтезировал первый оригинальный советский антибиотик – грамицидин С. Срочно было налажено массовое производство нового препарата и отправка его 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.
Во время войны А.В. Палладин синтезировал викасол – эффективное средство при кровотечениях, М.М. Ильин создал бальзам от обморожений, ожогов, ран.
А учёными Московского университетабыл синтезирован фермент тромбин – препарат для свёртывания крови.
Глава 4. Ученые-химики в периодВеликой Отечественной войны
Вместе со всеми трудящимися нашей страны советские ученые принимали самое активное участие в обеспечении победы над фашистской Германией в годы Великой Отечественной войны. Ученые-химики создавали новые способы производства самых разных материалов, взрывчатых веществ, топливо для реактивных снарядов «катюш», высокооктановые бензины, каучук, материалы для изготовления броневой стали, легкие сплавы для авиации, лекарственные препараты. Я расскажу о деятельности некоторых ученых-химиков в годы войны.
Александр ЕрминингельдовичАрбузов.
Исследования Арбузова в годы войны были всецело посвящены нуждам обороны и медицины. Так, в марте 1943 г. виднейший советский физик-оптик С.И.Вавилов писал Арбузову: «Глубокоуважаемый Александр Ерминингельдович! Обращаюсь к Вам с большой просьбой – изготовить в Вашей лаборатории 15 г3,6-диаминофталимида. 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…» 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.
Николай Дмитриевич Зелинский.
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. Так было в истории с противогазом в первую мировую войну, с синтетическим бензином в гражданскую и авиационным топливом в Великую Отечественную войну.
Зелинскому удалось улучшить качество бензина. Это достигалось путем риформинга – ароматизации нефти. Новый бензин дал возможность резко увеличить мощность моторов и скорость самолетов. Самолет смог взлетать с меньшего разбега, подниматься на большую высоту со значительным грузом. Эти исследования оказали в годы Великой Отечественной войны неоценимую помощь нашей авиации. За работы по органической химии, в частности химии нефти и каталитических превращений углеводородов, академику Зелинскому в 1946 г. была присуждена Государственная премия.
Николай Николаевич Семенов.
Вклад академика Семенова в обеспечение победы в войне всецело определялся разработанной им теорией цепных разветвленных реакций. Исследования процессов взрыва, горения, детонации, проводимые Семеновым с сотрудниками, уже в начале 1940-х гг. привели к выдающимся результатам. Новые достижения во время войны в том или ином виде использовались в производстве патронов, артиллерийских снарядов, взрывчатых веществ, зажигательных смесей для огнеметов. Были проведены исследования, посвященные вопросам отражения и столкновения ударных волн при взрывах. Результаты этих исследований были использованы уже в первый период войны при создании кумулятивных снарядов, гранат и мин для борьбы с вражескими танками.
Семен ИсааковичВольфкович.
Сотрудники руководимого им института создавали фосфорно-серные сплавы для стеклянных бутылок, которые служили противотанковыми «бомбами», изготавливали химические грелки, которые использовались для обогрева бойцов дозоров. Санитарной службе требовались средства против обморожения, ожогов, лекарственные средства. Над этим работали сотрудники его института.
Иван ЛюдвиговичКнунянц.
Во время войны и после нее – профессор и заведующий кафедрой Военной Академии химической защиты. Премия, которой Иван ЛюдвиговичКнунянцбыл удостоен в 1943 г., была присуждена ему за разработку надежного средства индивидуальной защиты людей от отравляющих веществ.
Михаил Михайлович Дубинин.
Еще до начала Великой Отечественной войны на посту начальника кафедры и профессора Военной Академии химической защиты он проводил исследования адсорбции газов, паров и растворенных веществ, твердыми пористыми телами. Михаил Михайлович – признанный авторитет по всем основным вопросам, связанным с противохимической защитой органов дыхания.
Николай Николаевич Мельников.
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 Мельникова было организовано производство дуста, различных антисептиков для деревянных деталей самолетов.
Александр Наумович Фрумкин.
Выдающийся ученый, один из основоположников современного учения об электрохимических процессах, основатель советской школы электрохимиков. Занимался вопросами защиты металлов от коррозии, разработал физико-химический метод крепления грунтов для аэродромов, рецептуру для огнезащитной пропитки дерева. Вместе с сотрудниками разработал электрохимические взрыватели.
Сергей СеменовичНаметкин
Успешно работал в области синтеза новых металлорганических соединений, отравляющих и взрывчатых веществ. Сергей Семенович отдал во время войны много сил для развития производства моторных топлив и масел, занимался вопросами химической защиты.
Валентин Алексеевич Каргин.
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.
Иван Николаевич Назаров
Триумфом химической науки можносчитать применение карбонильного клеяакадемика И.Н. Назарова. Когда началасьвойна, он посоветовал применять клей дляремонта боевой техники. Оказалось, чтонекоторые
ремонтные работы с помощьюклея можно вести даже вполевых условиях, во фронтовых ремонтных мастерских, впередышках между боями. Клей Назароваприменяли для самых различных целей:ремонта бензобаков, корпусов аккумуляторов, реставрации свёрл, точильных камней. Даже картеры моторов, головки и рубашки блоков цилиндров на автомашинахи танках удавалось успешно чинить с помощью этого удивительного клея. Клейсклеивал всё: металлы, пластмассы, эбонит, мрамор, фарфор, стекло, фибру – ипритом в любых условиях. Если же к немудобавить20-30% хлоропрена, то он приклеивал к любому материалу и резину.
Прочность клеевого шва сохранялась от –60 до +70°С.
Заключение
В истории нашей страны, пожалуй, не было времени, потребовавшего такого напряжения всех человеческих сил, более жестокого испытания, чем Отечественная война.
Подводя итоги работы, нужно отметить, что созданные в годы индустриализации промышленные предприятия сыграли большую роль в положительном для Советского Союза исходе Великой Отечественной войны.
Победа советского народа немыслима без разработок ученых – химиков. Благодаря их активной работе СССР не только догнал, но и перегнал фашистскую Германию по оружию, военной технике, обороне и другому. Мы помним, что вместе с солдатами в сорок пятом победу делили рабочие и колхозники, инженеры, доктора наук, медики, учителя, физики и ученые-химики. На счету ученых- химиков тысячи спасенных жизней и огромная помощь фронту в целом.
Победа многонационального советского народа в самой кровавой и жестокой войне в истории человечества стала звездным часом для нашей страны в 20 веке.Труды советских ученых никогда не будут забыты.
Кто про химика сказал: «Мало воевал»?
Кто сказал: «Он маловато 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 защищал 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!
З.И. Барсуков
Демонстрационный опыт.«Салют».
Перемешать на листе бумаги по 3 ложечки KMnO4, порошка угля, порошка железа. Полученную смесь высыпать в железный тигель и нагреть в пламени спиртовки. Начинается реакция, смесь выбрасывается из тигля в виде множества искр.
Литература
с.21-30
Цветущая сакура
Ручей и камень
Круговорот воды в пакете
3 загадки Солнечной системы
Император Акбар и Бирбал