Исследование создания первого русского средства противохимической защиты. Гончаров В.В.. Исследовательская работа. Научноисследовательская работа Исследование создания первого русского средства противохимической защиты
 Скачать 81 Kb.
|
|
МКОУ «Попово-Лежачанская средняя общеобразовательная школа» Научно-исследовательская работа «Исследование создания первого русского средства противохимической защиты» Подготовил: Гончаров Вячеслав Вячеславович обучающегося 11 класса Руководитель работы: Кондратенко Ольга Васильевна учитель химии МКОУ «Попово-Лежачанская средней общеобразовательной школы» Курск, 2023 Оглавление Введение 3 1. Теоретическая часть 1.1. Химик, спасший жизнь миллионам 4 1.2. Предпосылки создания противогаза в России 6 1.3. Создание и развитие российского угольного противогаза профессором Н.Д. Зелинским 7 1.4. Почему именно угольный противогаз? 9 2. Практическая часть 2.1. Опрос «Как себя защитить?» 11 2.2. Как правильно пользоваться противогазом 12 Заключение 13 Список литературы и интернет-источников 14 Введение Каждый год у нас в школе проходят соревнования, посвящённые Дню защитников Отечества. Одним из обязательных этапов является умение правильно надеть с закрытыми глазами за одну минуту противогаз. А ведь мы ничего об этом устройстве ничего не знаем. Поэтому мы решили изучить историю русского противогаза. Цель: изучить историю создания противогаза Н.Д. Зелинским. Задачи: 1. изучить информацию о том, как создал противогаз Н.Д. Зелинский; 2. научиться правильно надевать противогаз; 3. провести мастер-класс для ребят своей школы. Объект исследования: история создания противогаза Н.Д. Зелинским. Предмет исследования: противогаз-средство защиты. Для проведения исследования мы использовали стандартные методы: изучение научно-популярной литературы, поиск информации на сайтах глобальной сети Интернет, опрос; Практическая значимость: материал можно использовать при проведении уроков ОБЖ, химии и классных часах. Новизна: материал работы мы можем использовать при подготовки военно-патриотического мероприятия, посвящённое празднику «День защитника Отечества», (например, один из этапов прохождения игры Зарница). Гипотеза: способствовало ли создание первого русского средства противохимической защиты к победе Советского Союза над фашистской Германией. Теоретическая часть Химик, спасший жизнь миллионам Николай Дмитриевич Зелинский – замечательный русский химик, основоположник учения о гетерогенном органическом катализе, создатель первого в мире универсального угольного противогаза, учитель нескольких поколений химиков. Зелинский прожил 92 года, из которых три четверти века отдал науке. Его первая работа была опубликована в 1884 г., а последняя вышла в 1954 г., когда учёного уже не было в живых. За этот период он вместе с сотрудниками издал свыше 700 научных работ, многие из которых переведены на иностранные языки и стали классическими. Зелинский был прекрасным педагогом. Лекции ученый читал просто и понятно, сопровождая их многочисленными и разнообразными опытами. Эти опыты помогали студентам лучше запомнить и понять обширный материал. Его лекции отличались логичностью построения, умелым увязыванием современных теоретических воззрений с экспериментальными данными. Школа Зелинского – одна из самых многочисленных. Более сотни его учеников стали профессорами и академиками, сами возглавили новые химические школы. Достаточно сказать, что учениками Зелинского были А.Н.Несмеянов, А.А.Баландин, Б.А.Казанский, С.С.Наметкин, К.А.Кочешков, К.П.Лавровский, Ю.Г.Мамедалиев, А.П.Терентьев и многие, многие другие. Первым шагом к созданию противогаза, я считаю, послужила Николая Дмитриевича командировка в качестве факультетского стипендиата в Германию: к Й.Вислиценусу в Лейпциг и В.Мейеру в Гёттинген для знакомства с вновь открытыми областями органической химии. Незадолго до приезда Зелинского Мейер открыл тиофен и предложил Николаю Дмитриевичу осуществить синтез тетрагидротиофена. «Идя по пути такого синтеза, – писал Зелинский, – мною приготовлен был промежуточный продукт – дихлордиэтилсульфид, – оказавшийся сильным ядом, от которого я жестоко пострадал, получив ожоги рук и тела» [1]. Николаю Дмитриевичу не удалось тогда завершить эту реакцию, но будущий создатель противогаза впервые получил одно из самых сильных отравляющих веществ, названное потом ипритом, и стал его первой жертвой. Зелинский пришёл к идее создания универсального противогаза, которая была основана на возможной сорбируемости почти всех отравляющих веществ, независимо от их химической природы. 1.2. Предпосылки создания противогаза в России «До Первой мировой войны в России противогазы имели лишь незначительное распространение, ограниченное немногими химическими производствами, горной промышленностью, пожарными и медицинскими учреждениями», — пишет советский химик и историк науки Николай Александрович Фигуровский в «Очерке развития русского противогаза во время Империалистической войны 1914—1918 гг.», изданном в 1942 году [2]. «Царская Россия вступила в войну неподготовленной. Промышленность России сильно отставала от других капиталистических стран» - цитирует Фигуровский Н.А. [2]. Так как, к началу Первой мировой войны Россия из-за слабой химической промышленности располагала только противопылевыми масками, в которых защиту обеспечивала марля, пропитанная содой, губка или вата. Однако в сражениях стали применяться всё более ядовитые химические вещества, от которых такие маски уже не спасали. Поэтому перед научным сообществом стояла задача – разработать для нужд армии средство индивидуальной защиты, которое имело высокую эффективность защиты боевого состава при химических атаках. Создание и развитие российского угольного противогаза профессора Н.Д. Зелинского Впервые отравляющие вещества были применены во время Первой мировой войны немецкими солдатами в апреле–мае 1915 года. Они использовали хлор, выпустив его из баллонов в количестве 180 т, и русские войска, не имевшие никаких средств защиты, понесли значительные людские потери. В качестве средств индивидуальной химической защиты для фронта «сухие» и «влажные», пропитанные гипосульфитом, марлевые повязки оказались совершенно непригодными для защиты от фосгена [3]. Одним из тех великих русских ученых, кто поставил перед собой задачу разработать средство спасения от удушающих газов, был профессор Николай Дмитриевич Зелинский. Николай Дмитриевич Зелинский – русский и советский химик-органик, создатель научной школы, один из основоположников гетерогенного катализа в органическом синтезе и нефтехимии [4]. На основе целого ряда исследований он пришел к заключению, что для создания универсального защитного устройства необходим универсальный поливалентный химический поглотитель, для которого был бы совершенно безразличен химический характер газа. В поисках такого поглотителя он пришел к идее использовать в этом качестве древесный уголь, адсорбционная способность которого была открыта русским ученым Т.Е. Ловицем [4]. В кратчайшие сроки Н.Д. Зелинским совместно с его учеником и сотрудником В.С. Садиковым был разработан метод активации угля. В результате этих работ была установлена громадная разница в поглотительной способности обыкновенного и активированного углей [5]. Вскоре противогаз Н.Д. Зелинского был поставлен на снабжение русской армии. За время войны, начиная с весны 1916 года, в действующую армию было отправлено 11 млн 186 тыс. противогазов [6]. Противогаз Зелинского был сконструирован по принципу «маятникого» дыхания: вдох, так же как и выдох, производится через противогазовую коробку, причем клапанно-распределительное устройство отсутствовало. Осенью 1916 года после долгих дебатов о качестве противогаза были испытаны некоторые типы усовершенствованных противогазов Н.Д. Зелинского. Лучшим образцом усовершенствованного противогаза Зелинского в период Первой мировой войны был противогаз, известный под названием противогаза Авалова. Он представлял собой большую жестяную, прямоугольно-овальную, продолговатую коробку, разделенную перегородкой из жести на два отделения, заполненных березовым активированным (по Зелинскому) углём. Отделение, через которое производился вдох, было вдвое больше отделения, через которое воздух выдыхался. Коробки были снабжены вдыхательным и выдыхательным клапанами. Эти клапаны значительно снижали «вредное пространство» противогаза [7]. Противогаз Зелинского – Авалова был последним звеном в развитии русского противогаза в Первую мировую войну. Таким образом, огромной заслугой Н.Д. Зелинского перед наукой и Родиной является не только само предложение угля как адсорбента, но и научное и практическое обоснование целого комплекса вопросов, связанных с созданием конструкции угольного противогаза. Почему именно угольный противогаз? В июне 1915 г. Н. Д. Зелинскому, работавшему в то время в Петрограде заведующим Центральной лабораторией министерства финансов, пришла мысль использовать уголь для целей защиты от газов. Соприкасаясь по роду своей деятельности с производством спирта, в котором уголь с давних пор применялся для очистки сырца, Н. Д. Зелинский имел в своём распоряжении различные сорта углей и, поставив соответствующие опыты, обнаружил, что уголь действительно является мощным средством для поглощения ядовитых газов. В особенности хорошие качества в этом отношении показал уголь, так называемый «оживлённый», т. е. подвергшийся вторичному обжигу, после того, как этот уголь уже использовался для очистки спирта. Предварительные опыты с углём были произведены в лаборатории Министерства финансов. В пустой комнате сжигалась сера, и когда концентрация сернистого газа достигала величины, при которой в комнату невозможно было войти без противогаза, в неё входили люди с надетыми угольными респираторами (носовой платок, в котором был завёрнут зернёный уголь). Было точно установлено, что в такой невыносимой атмосфере «дыша через респиратор» можно было оставаться в течение многих минут и до получаса, не испытывая никаких неприятных ощущений. Конечно, хорошие результаты констатировались лишь тогда, когда была вполне обеспечена герметичность прилегания к лицу такого импровизированного приспособления. В чём же состоял способ активации угля, предложенный Н. Д. Зелинским? [8] Н. Д. Зелинский описал два способа активации угля. Первый способ заключался в обжиге березового или липового угля-сырца при доступе воздуха в подовой или колосниковой печи с целью удаления из угля продуктов сухой перегонки (смол) и затем в пропитке угля летучими органическими соединениями (метиловым спиртом, этиловым спиртом, уксусным, петролейным или этиловым эфирами) и вторичном обжиге этого угля в ретортных печах при малом доступе воздуха. Н. Д. Зелинский указывал, что введение в поры угля веществ с высокой упругостью пара способствует быстрому освобождению углистой массы от адсорбированных ею при предварительном обжиге тяжёлых углеводородов и тем самым сообщению углю большей пористости, и, следовательно, большей удельной поверхности. Для получения особо высокоактивных углей с активностью в 30–40% пропитку и повторный обжиг производят еще один или несколько раз. Второй способ, примененный Н.Д. Зелинским, на практике отличался от первого только тем, что во второй стадии обработки уголь пропитывался вместо спирта водой. По объяснению Зелинского обжиг угля, предварительно пропитанного водой, при высоких температурах приводит к образованию водяного газа, что способствует разрыхлению угля. При этом процесс должен вестись следующим образом: хорошо обожжённый в подовых печах уголь-сырец гасится водой и во влажном состоянии вновь вносится в подовую печь, где нагревается в течение 2 час. до ярко-красного каления и затем на 2–3 часа оставляется в печи без доступа воздуха («томится»). Применяемая для пропитки угля вода должна быть мягкой. Как видно из описаний, процесс активации угля был предложен и поставлен с современной точки зрения вполне научно и в общих чертах удержался до наших дней. Изменения, внесённые в него для определенных сортов угля, касались лишь режима обработки и конструкций печей. К слову сказать, что для Зелинского уже в то время была ясна возможность использования для целей активации предварительной пропитки угля растворами солей и были проведены соответствующие опыты, давшие положительные результаты. Практическая часть 2.1. Опрос «Как себя защитить?» В практической части мы провели опрос. Было опрошено школьники 5-8 классов МКОУ «Попово-Лежачанская СОШ». Всего приняли участие 20 человек. Было предложено ответить на три вопроса: Из чего состоит противогаз? Почему нужно уметь пользоваться противогазом? Что важно знать, чтобы защита противогаза сработала эффективно? На первый вопрос смогли полностью правильно ответить 8 человек из 20, на второй – 20, а на третий вопрос верно ответили только 10 участников опроса. Правильные ответы на вопросы Противогаз состоит из: резиновой шлем-маски; фильтрующей коробки; сумки для противогаза. Противогаз обеспечивает безопасную деятельность человека в зараженной атмосфере. Для того чтобы защита противогаза сработала эффективно необходимо вовремя и правильно его надеть. 2.2. Как правильно надеть противогаз? Порядок приведения противогаза в боевое положение - по команде «ГАЗЫ!»: 1) Задержать дыхание и закрыть глаза. 2) Снять головной убор и зажать его между ног или положить рядом. 3) Вынуть противогаз из сумки. 4) Надеть его в соответствии с правилами. 5) Сделать полный выдох, открыть глаза и возобновить дыхание. Глубокий выдох необходим для того, чтобы заражённый воздух, если он попал внутрь во время одевания, был вытеснен. Противогаз считается надетым правильно, если стёкла очков находятся против глаз, шлем-маска плотно прилегает к лицу, на голове нет морщин. Снимать противогаз можно после команды «Противогазы снять!». Для этого надо приподнять головной убор, взяться за клапан, оттянуть его слегка и энергичным движением вперёд и вверх снять противогаз. Затем надеть головной убор, вывернуть наизнанку шлем-маску, тщательно протереть и сложить так, чтобы стёкла очков были прикрыты, и уложить в сумку. На практике мы с классом провели мастер-класс по надеванию противогаза на время. Видеоролик прилагается в приложении. Заключение Несмотря на то, что использование химического оружия запрещено международными правовыми актами, в истории человечества были печальные случаи его применения. А ведь оно несёт очень страшную угрозу: от лёгкого вреда здоровью, до неизлечимых заболеваний, увечий, смерти и даже генетических мутаций. Самое первое химическое оружие применила Германия в Первой мировой войне. Основополагающую роль в разработке противогаза для нужд фронта сыграл Николай Дмитриевич Зелинский - замечательный русский химик, основоположник учения о гетерогенном органическом катализе, создатель первого в мире универсального угольного противогаза, учитель нескольких поколений отечественных химиков. Благодаря его любви к Родине и отверженному труду были спасены миллионы жизней. За совершённый им научный и гражданский подвиг, мы должны носить в своём сердце о нём память. В практической части работы мы провели опрос среди обучающихся нашей школы. Результаты опроса свидетельствуют о том, что нужно регулярно проводить среди учеников разъяснительную работу по использованию противогаза. С целью привлечения внимания молодёжи к правилам эффективного пользования противогазом, мы провели мастер-класс и подробно описали порядок приведения противогаза в боевое положение. Видеозапись фрагмента военно-патриотической игры «Зарница», посвящённая празднованию «Дня защитника Отечества» прилагается [9]. Гипотеза данной работы в рамках исследования подтвердилась. Создание первого русского средства противохимической защиты привела к победе Советского Союза над фашистской Германией. Список литературы и интернет-источников Шандуренко Г.В. Николай Дмитриевич Зелинский. Журнал Издательство «Первое сентября», 7/2001. https://him.1sept.ru/article.php?ID=200100701 Фигуровский Николай Александрович. Очерк развития русского противогаза во время Империалистической войны 1914-1918 гг. [Текст] / Н. А. Фигуровский; Акад. наук Союза ССР. - Москва ; Ленинград : Изд-во Акад. наук Союза ССР, 1942. - 97 с. : ил.; 21 см.Атаманюк В. Г. Гражданская оборона, Москва, 1986 г. Nekrasov A.S. Rabota akademika N.D. Zelinskogo nad sozdaniem universalnogo filtruyuschego protivogaza [Work of the academician N.D. Zelinsky over creation of the universal filtering gas mask]. Akademik N.D. Zelinskiy. Devyanostoletie so dnya rozhdeniya. Ed. B.A. Kazanskii. Moscow: Akademiya nauk USSR, 1952. 45 p. Николай Дмитриевич Зелинский – гордость отечественной науки, яркий и самобытный пример творческого развития личности. Журнал «Газохимия». 2011 Lovits T.E. Izbrannye trudy po khimii i khimicheskoy tekhnologii [The chosen works in chemistry and chemical technology]. Ed. N.A. Figurovskii. Moscow: Akademiya nauk USSR, 1955. 619 p Zelinskiy N.D., Sadikov V.S. Ugol kak “protivogaz” [Coal as “gas mask”]. N.D. Zelinskiy. Izbrannye trudy. Ed. A.A. Balandin. Moscow: Akademiya nauk USSR, 1968. 688 p. Олонцев В.Ф, Фарберова Е.А., Минькова А.А., Генералова К.Н. К столетию создания фильтрующего противогаза академиком Н.Д. Зелинским. Вестник ПНИПУ. Химическая технология и биотехнология. Пермь. №1. 2015. Предложение Н.Д. Зелинского. http://nozdr.ru/militera/tw/figurnovsky_na/07.html# Фрагмент игры «Зарница» https://youtu.be/UKXGGiuFXDI |