Углеводороды в военном деле
статья по химии (10 класс) по теме

АЛКЕНЫ  И  ИХ  ПРОИЗВОДНЫЕ  В  ВОЕННОМ  ДЕЛЕ.

     Широкое применение в военном деле находят этилен и его производные:

                                                                                      этанол

                                  этан    →    этилен                    хлорэтан

                                                                                      иприт (ОВ)

                                                                                      полиэтилен

     Из этилена получают этиловый спирт, который является компонентом антифриза, топливом для реактивных двигателей, используется в качестве высокоактивной добавки к моторному топливу, служит сырьем для производства каучука, находит широкое применение в качестве дезинфицирующего средства в медицине.

      Хлорэтан С2Н5Сl, получаемый из этилена, применяется в военной медицине в качестве средства для наружного наркоза (местная анестезия), дихлорэтан С2Н4Сl2 используется в химических войсках в качестве растворителя дихлорамина, который служит дегазатором отравляющих веществ (ОВ) типа иприта.

     Этилен применяют также для синтеза иприта - отравляющего вещества кожно-нарывного и общеядовитого действия:

                                                                                           CH2 - CH2 Cl

                                          2СН2 = СН2  + SCl2  → S

                                                                                           CH2 - CH2 Cl.

     Впервые это вещество было получено в чистом виде в 1886 г. в Германии, а применено как отравляющее вещество в 1917 г. у бельгийского города Ипр (отсюда и название ОВ) против наступающих англо- французских частей. В течение 4 часов немецкими войсками было выпущено       50 000 артиллерийских химических снарядов, наступление англо-французских войск было сорвано. Более 2500 человек получили поражение ОВ, из них 85 - со смертельным исходом. Всего за годы  Первой мировой войны Германия произвела 7600 т иприта, из них 6700 т было применено.

     Ипртит представляет собой бесцветную маслянистую жидкость с запахом чеснока или горчицы, хорошо растворимую в органических растворителях и плохо растворимую в воде. Иприт легко впитывается в резинотехнические, текстильные, пористые материалы, что приводит к глубинному заражению. Возможны отравления в результате контакта с зараженными ипритом материалами, поэтому техника, зараженная ипритом, представляет большую опасность для незащищенного средствами зашиты личного состава.

     Действие иприта проявляется после определенного скрытого периода (2-12 ч). При кожных поражениях спустя 16-30 ч появляются пузыри, наполненные серозной жидкостью. В дальнейшем они лопаются, и на их месте образуются мокнущие язвы. При поражении верхних дыхательных путей ощущается сухость в горле, появляются лающий кашель, хрипота, в тяжелых случаях развивается токсический отек легких. Надежной защитой для органов дыхания и глаз служит противогаз, а для предотвращения поражений кожи и внутренних органов необходима специальная защитная одежда, так как через 3-4 ч иприт проникает через хлопчатобумажное обмундирование. В боевых условиях для применения иприта могут быть использованы артиллерия (минометы), авиация.

     Полиэтилен с добавками бора в сочетании со стальной и алюминиевой броней становится надежной преградой на пути радиоактивного облучения. Применение полимерных материалов дает возможность по-новому решать задачи форсирования водных преград. В печати сообщалось, например, о пешеходных мостах, собираемых из отдельных секций, которые переносятся за плечами солдата. Каждая секция  длиной 3,3 м и шириной 2,1 м весит около 14 кг и представляет собой гибкую сложенную ленту. Средний слой ленты выполнен из полиэтиленового пенопласта с замкнутыми ячейками. Наружные слои изготовлены из полиэтиленовой пленки, армированной нейлоном. Секции усилены пластмассовыми стержнями, придающими ленте повышенную жесткость в поперечном направлении. Из секций, соединяя их между собой концами, можно собрать мост большой длины.

     Из полиэтилена изготавливают пленочный защитный костюм (КЗП), предназначенный для защиты кожных покровов и обмундирования от капель и аэрозолей ОВ, а также снижения зараженности обмундирования и снаряжения бактериальными средствами и радиоактивной пылью.

     В виде газо- и водонепроницаемой пленки полиэтилен применяют в качестве упаковочного материала, а также для предотвращения процесса коррозии металлических частей образцов вооружения и военной техники, находящихся на консервации на базах и складах длительного хранения. Жесткий полиэтилен используют для изготовления корпусов или деталей некоторых приборов, например корпуса насадки к насосу, защитных колпачков к противодымным фильтрам в войсковом приборе химической разведки (ВПХР). В качестве диэлектрика полиэтилен применяется для изготовления защитной оплетки проводов, используемых в войсках связи.

АЛКИНЫ  И  ИХ  ПРОИЗВОДНЫЕ  В  ВОЕННОМ  ДЕЛЕ.

     Ацетилен служит исходным веществом для получения полимеров, взрывчатых и отравляющих веществ, растворителей, каучуков:

                                                                                      ПВХ

                                     Метан  →  ацетилен              ВВ

                                                                                      СКХ

                                                                                     люизит (ОВ)

     Например, из него получают ацетиленид серебра:

                         НС = СН   +  Аg2О  → АgC = CАg↓  + Н2О.

                           ацетилен      аммиачный     ацетиленид

                                                          раствор           серебра

     Ацетиленид серебра - взрывчатое вещество (ВВ) инициирующего действия (используют для устройств, обеспечивающих детонацию разрывного или воспламенения порохового зарядов). Он легко взрывается при трении, ударе, действии пламени; горение легко переходит в детонацию. Ацетиленид серебра применяется в военном деле в виде малых зарядов, в капсюлях-детонаторах.

     Ацетилен используют для получения хлорвинила (винилхлорида), а из него - полихлорвинила (ПВХ):

                          nСН2 = CH    →    ( - CH2 - CH -)n

                                        Cl                             Cl

                          винилхлорид             поливинилхлорид

     ПВХ в сочетании с тонкой нейлоновой тканью служит хорошим покрытием для взлетно-посадочной вертолетной площадки. Из ПВХ изготавливают вентиляционные трубопроводы на подводных лодках.

    Винилацетилен, получаемый из ацетилена, служит исходным веществом для получения хлоропрена, который является сырьем для получения хлоропренового каучука (СКХ):

                          2СН = СН   →    СН = С - СН = СН2                        СН = С - СН = СН2   + НСl → СН2 = С - СН = СН2

                            ацетилен                       винилацетилен                                                                                                       Сl

                          nН2С = С - СН = СН2    →   ( - Н2С - С = СН - СН2 - )n                                            хлоропрен   

                                       Сl                                             Cl   хлоропреновый каучук

    Хлоропреновые каучуки используют в производстве изделий и деталей, эксплуатируемых в контакте с агрессивными средами, например шлангов, рукавов, ремней, защитных оболочек кабелей; жидкие хлоропреновые каучуки - для получения антикоррозионных покрытий, таких, как пластификаторы.

    На основе ацетилена получают отравляющее вещество кожно-нарывного, общеядовитого действия люизит;

                                                                                                 Cl

                          АsCl  +  HC = CH        →   ClCH = CHAs

                                                                           люизит            Сl

    Свое название люизит получил от имени американского химика У. Льюиса, синтезировавшего и предложившего это вещество в конце Первой мировой войны в качестве боевого отравляющего вещества. Промышленное производство люизита началось в США еще до окончания мировой войны. Военные специалисты США возлагали на люизит большие надежды в связи с тем, что это отравляющее вещество не имеет скрытого периода действия в отличие от иприта. В дальнейшем установили, что люизит не обладает раздражающим действием, такое действие оказывают примеси.

     Технический люизит - темно-бурая жидкость с запахом листьев герани, плохо растворимая в воде, хорошо растворимая в органических растворителях. Общетоксическое действие люизита на организм многогранно: он поражает сердечно-сосудистую и центральную нервную системы, органы дыхания, желудочно-кишечный тракт. Первые признаки поражения проявляются уже через 3-5 мин после попадания отравляющего вещества на кожу или в организм. Тяжесть поражения зависит от дозы и времени пребывания в атмосфере, зараженной люизитом. Смертельная концентрация при действии через органы дыхания при экспозиции 15 мин - около 0,25 мг/л.

     Первые признаки поражения люизитом: кашель, чихание, выделения из носа. При более тяжелых отравлениях возникают тошнота, головная боль, рвота. В дальнейшем развивается бронхопневмония, судороги, паралич. Попадание люизита в глаза приводит к потере зрения через 7-10 суток. Попадая на кожу, пары люизита вызывают покраснение, отек, пузыри.

     В зависимости от времени года, метеоусловий люизит сохраняет токсическую стойкость до 2-3 суток.

     Защита от поражающего действия люизита - противогаз и специальная защитная одежда. Зараженные участки кожи и одежды с целью разложения отравляющего вещества можно обработать раствором аммиака или пероксида водорода.

АРЕНЫ  И  ИХ  ПРОИЗВОДНЫЕ  В  ВОЕННОМ  ДЕЛЕ.

     Бензол применяют в качестве добавки к моторному топливу (он значительно повышает октановое число), а также для получения пластмасс, взрывчатых и лекарственных веществ (аспирин, салол).

     В военном деле из гомологов бензола широкое применение получил толуол. Из него реакцией нитрования получают 2,4,6-тринитротолуол (тол, тротил) - взрывчатое вещество:

                                    СН3

                       О2N                 NO2

                                    NO2          2.4.6-тринитротолуол (тротил, тол)

     Тротил - твердое вещество желтого цвета, плавится при температуре 81˚С, не растворяется в воде, негигроскопично. При воздействии открытого пламени загорается и горит желтым сильно коптящим пламенем. Горение в замкнутом пространстве может перерасти в детонацию. Длительное (60-70 лет) пребывание в воде, земле, корпусах боеприпасов, а также длительное нагревание не изменяют взрывчатых свойств тротила.

      Тротил нашел самое широкое применение из-за простоты и удобства его механической обработки (легко изготавливать заряды любого веса, заполнять любые полости, резать, сверлить и т. п.), высокой химической стойкости и инертности, невосприимчивости к внешним воздействиям. А значит, он надежен и безопасен в применении. В то же время он обладает высокими взрывными характеристиками. Как взрывчатое вещество тротил используется с 1905 г. Тротил - основное взрывчатое вещество для снаряжения снарядов, ракет, минометных и инженерных мин, авиабомб и фугасов. Тротил применяют при проведении подрывных работ в грунте, подрывании металлических, бетонных, кирпичных и иных конструкций. Его используют как в чистом виде, так и в смеси с другими взрывчатыми веществами (гексоген, тетрил и др.). Тротил нечувствителен к удару, прострелу пулей, трению, зато чувствителен к детонации и взрывается от стандартных капсюлей-детонаторов, запалов.

     Производные ароматических углеводородов надежно служат в военном деле для приготовления дегазирующих растворов. Натриевая соль монохлорамида бензолсульфокислоты (твердое вещество, растворимое в воде, со слабым запахом хлора) применяется для дегазации оружия и боевой техники, зараженных отравляющими веществами типа иприта:                    Na

                                                                            SO2 - N

                                                                                              Cl   натриевая соль монохлорамида бензолсульфокислоты (хлорамин Б)

     Получаемый из бензола стирол служит для получения полистирола - ценного полимера, из которого изготавливают пенополистирол (пенопласт). Большое количество стирола расходуется для производства прочного бутадиен-стирольного каучука. Полистирольные гранулы используются для поднятия затонувших судов. В Англии на одной из выставок демонстрировались полистироловые контейнеры для снарядов самоходной пушки "Аббот".

                                                    СН = СН2                              - СН - СН2 -

                                           n        

                                                    стирол                                    полистирол                      n

     Салициловая (о-оксибензойная) кислота - асептик, входит в состав мазей, паст, присыпок, растворов для лечения кожных заболеваний:

                                                                СООН

                                                                ОН

       Ацетилсалициловая кислота - жаропонижающее, противовоспалительное и болеутоляющее средство:

                                                                СООН

                                           СН3СОО