Урок-презентация.Тема Химия и Первая Мировая война

Цель:
Познакомить с научными химическими достижениями во время Первой Мировой Войны и их последствиями.
Расширить и обобщить представления о ядовитых и отравляющих веществах, их свойствах, способах нейтрализации.
Познакомить со способами уничтожения химического оружия.

Историческая справка
Эта история произошла во время I мировой войны.
Ещё было далеко до рассвета, но ветер дул с запада прямо в лицо, и это был не предутренний ветер, а знак перемены погоды. Как уверяют свидетели, многие французы с интересом наблюдали приближающийся фронт этого причудливого «желтого тумана», но не предавали ему значения.
Вдруг они почувствовали резкий запах. У всех защипало в носу, глаза резало, как от едкого дыма. «Желтый туман» душил, ослеплял, жег грудь огнем, выворачивал наизнанку. Люди с воплями носились по окопам, сталкиваясь друг с другом падали, бились в судорогах, ловя воздух перекошенными ртами.
Как вы думаете, о каком веществе идет речь в исторической справке, и какие вы знаете вещества, обладающие подобными свойствами? Что связывает химию с событиями I Мировой войны?

Проблема
Химия и Первая Мировая Война. Что связывает эти слова?

Отравляющие вещества

Хлор
Физиологическое действие хлора на организм человека
По физиологическому действию на организм хлор относится к группе веществ удушающего действия. В момент контакта он оказывает сильное раздражающее действие на слизистую оболочку дыхательных путей и глаза. Проникая в глубокие дыхательные пути, хлор разрушает лёгочную ткань, вызывая отёк лёгких.
Антидота против хлора не существует.
Нейтрализуют хлор: раствором известкового молока,5% водным р-ром кальцинированной соды,5% водным р-ром гидроксида натрия, водой.
Алгоритм действий при авариях с выбросом хлора
1.Сообщить о случившейся аварии по радиоприемнику.
2.Надеть средства индивидуальной защиты.
3.Закрыть все окна и двери.
4.Выйти из зоны заражения перпендикулярно ветру, обходя низкие участки, подвальные помещения.(Почему?)
5.При невозможности выйти из зоны заражения, подняться на верхние этажи.(Почему?)

Нейтрализация хлора
Основной способ нейтрализации – это взаимодействие с водой:
Cl2 + H2O = HCl + HClO
2HClO = 2HCl + O2
Нейтрализация утечки хлора растворами щелочей:
Cl2 + 2NaOH = NaCl + NaClO + H2O

Слезоточивый газ

Фосген
Физические свойства
Фосген (СG) при обычных условиях бесцветный газ, тяжелее воздуха в 3,5 раза, с характерным запахом прелого сена или гнилых фруктов. В воде растворяется плохо и легко ею разлагается, но легко растворим в органических растворителях. Боевое состояние - пар. Из-за высокого давления пара он даже при низких температурах обладает большой летучестью.

Химические свойства фосгена
- фосген хорошо гидролизуется, особенно в щелочной среде
СОСl2 + 4NaOH → Na2CO3 + 2NaCl + 2H2O
-энергично взаимодействует с аммиаком с образованием нетоксичных продуктов
СОСl2 + 4NH3 → CO(NH2)2 + 2NH4Cl
Эта реакция используется при дегазации.
Получение
СО + Сl2 ⇔ COCl2 + Q
Физиологическое действие на организм:
Появление сладковатого привкуса во рту, чувство саднения в горле, кашель, головокружение, общая слабость, падение давления, тошнота, рвота, болезненность в эпигастральной области.
Защита от фосгена — противогаз, убежище и техника, оснащенные фильтровентиляционными установками

Иприт
Иприт – это разновидность химического вещества боевого действия группы кожно-нарывных веществ, которые вызывают появление нарывов на коже и слизистых оболочках при контакте с ними. Иприт известен также как «горчичный газ» .
Иприт имеет иногда запах чеснока, лука или горчицы, а иногда не обладает никаким запахом. Он может существовать в форме испарений (газообразное состояние), маслянистой жидкости или твердого вещества. Иприт легко растворяется в органических растворителях. В природе в естественном состоянии не существует.

Химические свойства иприта
При обычной температуре иприт представляет собой устойчивое соединение. При нагревании выше 170 °C он разлагается с образованием неприятно пахнущих ядовитых продуктов различного состава. При температуре выше 500 °C происходит полное термическое разложение. Кратковременное нагревание даже выше 300 °C почти не приводит к образованию продуктов разложения,
По отношению к металлам при обычной температуре иприт инертен.
Получение
Из этилена CH2=CH2 и хлоридов серы, например S2Cl2 или SCl2:
SCl2 + 2 C2H4 → (ClCH2CH2)2S
Под действием ультрафиолетового облучения винилхлорид реагирует с сероводородом
CH2=CHCl+ H2S → HSCH2-CH2Cl

Физиологическое действие на организм
Иприт воздействует на организм, разрушая клеточные мембраны, нарушая обмен углеводов. Иприт поражает слизистые оболочки глаз, носоглотки и верхних дыхательных путей .При более высоких концентрациях происходит общее отравление организма. Иприт имеет скрытый период действия (2—8 ч). Поражение кожи начинается с покраснения, которое проявляется через 2—6 ч после воздействия иприта. Через сутки на месте покраснения образуются мелкие пузыри.
Для защиты органов дыхания и кожных покровов от действия иприта используются противогаз и специальная защитная одежда.

Синильная кислота
Физические свойства
бесцветная, прозрачная, очень подвижная жидкость с запахом горького миндаля (при малых концентрациях),смешивается с водой в любых соотношениях, легко сорбируется разными материалами
Химические свойства.
медленно гидролизуется до муравьиной кислота и аммиака
окисляется всеми окислителями:
сильные окислители окисляют синильную кислоту до циановой
3 HCN + 2 KMnO4 → 3 HOCN
взаимодействует с серой и тиосульфатом натрия
HCN +S → HCNS; Реакция протекает легко и используется для обезвреживания синильной кислоты.
Пары в смеси с воздухом образуют взрывоопасные смеси.

Получение
СН4 + NH3 +1,5 O2 → HCN + 4H2O в присутствии катализаторов
Физиологическое действие на организм
Синильная кислота поражает организм при вдыхании ее пара, при приеме с водой и пищей, путем резорбции через кожу, при попадании в кровь через раневые поверхности. Симптомы отравления синильной кислотой: ощущение запаха горького миндаля, металлический привкус во рту, ярко-розовая окраска слизистых оболочек, тошнота, рвота, учащенное дыхание, боль в груди, потеря сознания, сердечная аритмия, паралич дыхании.
Защита: противогаз и защитный костюм.

Использование веществ в мирных целях

Самостоятельная работа
1.Это произошло в солнечный день 22 апреля 1915 года. Солдаты увидели желтый туман, от которого щипало в носу и резало глаза. Этот туман душил французов. Это было первое применение хлора и спастись от него можно было повязкой, смоченной раствором соды.
2.В июне 1915 года был применен бром, его употребляли в минометных снарядах, а артиллерийские снаряды наполнялись слезоточивым средством бромистый бензил.
3.Не малой популярностью во время войны пользовался фосген из-за своей дешевизны, простоты приготовления, сильных отравляющих свойств и недолгой стойкости (запах выветривался через 2 часа).
4.В ночь с 12 на 13 июля 1917 года немцы применили одно из самых ядовитых веществ на тот момент – иприт.
5.В нашей истории появилось химическое оружие, с одной стороны – это достижение человечества ,а с другой проявление жестокости человека.

Соотнесите исторические события с используемыми ОВ
Отравляющие вещества
Фосген
Хлор
Синильная кислота
Слезоточивый газ
Иприт
Историческое событие
Битва при Болимове (январь 1915г.)
Битва при Ипре (22 апреля1915г.)
Обстрел у г. Ипр (12 июля 1917 г.)
Обстрел немцев французскими войсками в 1915 г.

Применение знаний в новых ситуациях
Решите задачу: При аварии на химическом заводе произошла утечка 400 кг. хлора, рассчитайте массу 5% раствора гидроксида натрия, необходимую для нейтрализации всего хлора.
Осуществите превращения: CH4→C2H2→CH2=CHCl→S (CH2CH2Cl)2

Итоги урока

Проблема уничтожения химического оружия
Использование химического оружия в наши дни запрещено. Уничтожение арсеналов отравляющих веществ - процесс сложный и довольно долгий. России, к примеру, потребовался не один год, чтобы утилизировать большую часть запасов химического оружия, которое хранилось на складах ещё со времён холодной войны. В соответствии с федеральной целевой программой, полностью ликвидировать эти боеприпасы планируется к концу 2015 года. В нашей стране сейчас действуют сразу несколько заводов по уничтожению химоружия. Там применяют технологии, позволяющие сделать этот процесс безопасным для окружающей среды.
Хотелось бы надеяться, что эти проблемы будут решены и мощь химической науки будет направлена не на разработку новых отравляющих веществ, а на благо мирной жизни.