Свойства и применение фосгена

Общие понятия о ядовитых веществах и отравлениях. История создания, физико-химические свойства фосгена. Применение в Первой мировой войне. Принцип действия снаряда с отравляющим веществом. Конский противогаз Лавриновича. Разрывы химических снарядов.

Рубрика Военное дело и гражданская оборона
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 16.10.2011
Размер файла 735,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Общие понятия о ядовитых веществах и отравлениях

Ядами называются неорганические или органические химические вещества, способные при воздействии на живые организмы вызывать резкое нарушение нормальной жизнедеятельности, т. е. отравление или смерть. Понятие о ядах относительное. Сила и характер воздействия химических веществ на организм зависят не только от химических и физико-химических свойств веществ, но и от особенностей живого организма.

Одно и то же химическое вещество в зависимости от различных условий может причинить вред здоровью или не оказать никакого действия. Есть сильнодействующие химические вещества, которые в малых дозах и при определенных условиях применяются как лекарственные препараты, например мышьяк, стрихнин, кураре, змеиный яд и др.

Воздействие химических веществ наживой организм, вызывающее болезненное состояние, называется отравлением. По своему происхождению отравления могут быть умышленными и случайными. Умышленные отравления встречаются весьма редко. Наибольшую часть отравлений составляют несчастные случаи, когда яд случайно попадает в организм человека. Большинство несчастных случаев происходят в быту, иногда на производстве.

Ядовитые вещества могут причинить вред организму человека при попадании в него самыми разнообразными путями.

В своей работе я хотела бы рассказать о фосгене

История создания

В 1811 г. английский химик Дэви, забыв, что в сосуде уже находится монооксид углерода СО - газ без цвета и запаха,- впустил в этот сосуд хлор С12, который он хотел сохранить для опытов, намеченных на следующий день. Закрытый сосуд остался стоять на лабораторном столе около окна. День был яркий и солнечный. На следующий день утром Дэви увидел, что хлор в сосуде потерял свою желтовато-зеленоватую окраску. Приоткрыв кран сосуда, он почувствовал своеобразный запах, напоминающий запах яблок, сена или разлагающейся листвы. Дэви исследовал содержимое сосуда и установил присутствие нового газообразного вещества СС12О, которому дал название «фосген», что в переводе c греческого означает «рожденный светом». Современное название СС12О - оксиддихлорид углерода. В сосуде, оказавшемся на свету, протекала реакция

СО + С12 = СС12О.

Так было открыто сильное отравляющее вещество общетоксического действия, широко использованное в первую мировую войну.

Способность в самых ничтожных концентрациях постепенно поражать организм сделала фосген опасным ядом при любом его содержании в воздухе.

В 1878 г. обнаружили, что фосген образуется из смеси СО и С12 в темноте, если в этой смеси присутствует катализатор - активированный уголь.

При действии воды фосген постепенно разрушается с образованием угольной Н2СО3 и хлороводородной НСl кислот:

CCl2О + 2Н2О = Н2СО3 + 2HCl

Водные растворы гидроксидов калия KОН и натрия NaOH разрушают фосген моментально:

ССl2О + 4KОН = K2СО3 + 2KСl + 2Н2О.

В настоящее время фосген применяют в многочисленных органических синтезах.

Свойства фосгена

Фосген - высокотоксичное вещество, поэтому при работе с ним возможны отравления. Фосген поражает глубокие отделы дыхательных путей. При этом нарушается газообмен, наступает кислородное голодание, повышается вязкость и свёртываемость крови, затрудняется кровообращение. Лёгкие и средней тяжести острые отравления протекают в виде токсического бронхита, в тяжёлых случаях присоединяются нервно-психические расстройства (аффективные нарушения, галлюцинации, оглушение, иногда - двигательное возбуждение), характерно возникновение отёка лёгких. Следствием повторных острых отравлений могут быть астения, хронический бронхит, пневмония, плеврит, в дальнейшем - бронхоэктазы, абсцесс, гангрена лёгких. Первая помощь: длительное вдыхание кислорода, внутривенное вливание растворов хлорида кальция и глюкозы; промывание слизистых оболочек 2%-ным раствором гидрокарбоната натрия. Профилактика - соблюдение техники безопасности (герметичность оборудования, использование противогаза и спецодежды, вентиляция помещений).

Фосген связывает молекулы двух красителей, вызывая флуоресценцию.

Метод основан на использовании смеси двух флуоресцеирующих красителей. Облучение смеси светом с длиной волны 343 нм вызывает интенсивную флуоресценцию с длиной волны 464 нм в том случае, когда молекула фосгена сшивает две молекулы красителя. Подобный эффект объясняется тем, что фосгеновый линкер позволяет двум молекулам сблизится на расстояние 20 Е, что позволяет осуществить энергетический перенос между ними.

Физико-химические свойства: COCl2.

Бесцветный газ с запахом прелого сена или гнилых яблок. Плотность (жидкого) = 1,4203 г/см3 (0°С). Плотность паров по воздуху = 3,48. Ограниченно растворим в воде, одновременно разлагаясь при этом. Температура плавления = -118°С, температура кипения = 8,2°С. Давление паров при 20°С 1178 мм.рт.ст. Почти не гидролизуется влагой воздуха, но в растворе быстро разлагается до углекислого газа и HCl, щелочи сильно ускоряют реакцию.

История:

Впервые получен в 1811 году Дж. Дэви. В армии США кодировался одним зеленым кольцом с надписью "CG GAS". В настоящее время снят с производства в качестве боевого отравляющего вещества.

Применение в Первой мировой войне

С 1917 года воюющими странами стали применяться газомёты (прообраз миномётов). Впервые они были применены англичанами. Мины содержали от 9 до 28 кг отравляющего вещества, стрельба из газомётов производилась в основном фосгеном, жидким дифосгеном и хлорпикрином.

Рис. 1 - английские газометы на позиции; 2 - перезаряжание газометов (для просмотра увеличенного изображения кликните по картинке)

Немецкие газомёты были причиной "чуда у Капоретто", когда после обстрела из 912 газомётов минами с фосгеном итальянского батальона, в долине реки Изонцо было уничтожено всё живое. Применение артиллерии повысило эффективность газовых атак. Так 22 июня 1916 г. за 7 часов непрерывного обстрела немецкая артиллерия выпустила 125 тыс. снарядов с 100 тыс. л. удушающих ОВ. Масса отравляющих веществ в баллонах составляла 50%, в снарядах лишь 10%.

Рис. 2 - Принцип действия снаряда с отравляющим веществом

15 мая 1916 г. французы во время артиллерийского обстрела применили смесь фосгена с четыреххлористым оловом и треххлористым мышьяком, а 1 июля - смесь синильной кислоты с треххлористым мышьяком. 10 июля 1917 года немцами на Западном фронте был впервые применён дифенилхлорарсин, вызывающий сильный кашель даже через противогаз, в те годы имевший плохой противодымный фильтр. Поэтому в дальнейшем для поражения живой силы противника дифенилхлорарсин стали применять вместе с фосгеном или дифосгеном. Новый этап применения химического оружия начался с применения стойкого отравляющего вещества кожно-нарывного действия (В, В -дихлордиэтилсульфида). Примененного впервые немецкими войсками под бельгийским городом Ипр. 12 июля 1917 года в течение 4 часов по позициям союзников было выпущено 50 тысяч снарядов, содержащих 125 тонн В, В-дихлордиэтилсульфида. Поражения различной степени получили 2490 человек. Французами новое ОВ было названо "ипритом", по месту первого применения, а англичанами "горчичным газом" из-за сильного специфического запаха. Британские ученые, быстро расшифровали его формулу, но наладить производство нового ОВ удалось лишь в 1918 году, из-за чего использовать иприт в военных целях удалось лишь в сентябре 1918 года (за 2 месяца до перемирия). Всего за период с апреля 1915 г. по ноябрь 1918 г. немецкими войсками было произведено более 50 газобаллонных атак, англичанами 150, французами 20. В области усовершенствования защитных средств 1917 год оказался бессильным перед ипритом, поставив проблему изыскания средств для защиты всего тела бойца. Одной из главных целей конференции созывавшейся 16 сентября 1917 года в Париже с участием представителей от США, Англии, Бельгии, Италии и Франции, была выработка мероприятий по защите от иприта. Германцы в трехслойный патрон своего противогаза с целью усиления его в 1917 году ввели изменения с целью усиления защитной мощности по хлорпикрину, получив так называемый патрон 11-С-11. Также введен был в употребление германский кожаный противогаз. В этом же году немцы первые ввели конские противогазы. Французы, англичане и американцы также создали конские противогазы.

Рис. 3 - Конский противогаз Лавриновича

8 апреля 1917 года малый английский коробчатый респиратор получил добавочный патрон, защищавший от газов кислотного характера и фосгена; наличие ваты защищало от дымообразующих хлористых соединений. В апреле же во Франции был введен в употребление противогаз Тиссо малого образца. В ноябре французы начали вводить на снабжение свой новый противогаз A.R.S., мало отличавшийся по конструкции от германского.

Рис. 4 - Противогаз Тиссо, американский противогаз

В ноябре же американцы приступили к изготовлению противогаза, (так называемой "маски Конеля"), сконструированного на основе не удовлетворившего американцев английского коробчатого противогаза. Первые 1000 противогазов этого типа получили на снабжение лишь в мае 1918 года. К 1918 году противогаз настолько был усовершенствован и заслужил доверие войск, что стал необходимым предметом боевого снаряжения бойца. Это заключение прекрасно иллюстрируется описанием предметов снаряжения, брошенного 10 000 отступавшими солдатами британской армии и подобранного во время большого германского наступления на Амьен в марте 1918 года: из них более 6 000 побросали свои ружья; в несколько меньшем числе были оставлены шлемы, но противогаз бросили только 800 из 10 000.

Противогаз не является особо удобоносимым аппаратом, и английский тип его не представлял в этом отношении исключения - но солдат знал, что в случае газовой атаки у него не остается никаких шансов на спасение, если он утеряет свою маску. Вследствие этого он сохранял её в то время, как побросал почти все остальное, что у него было. В русской армии верховное командование относится к использованию снарядов с ОВ отрицательно. Под впечатлением газовой атаки, произведенной немцами 22 апреля 1915 г. на французском фронте в районе Ипра, а также в мае на восточном фронте оно было вынуждено изменить свои взгляды. 3 августа того же 1915 г. появился приказ об образовании при ГАУ специальной комиссии по заготовлению удушающих средств. В результате работы комиссии ГАУ по заготовлению удушающих средств, в России в первую очередь было налажено производство жидкого хлора, который до войны привозился из-за границы. В августе 1915 г. был впервые произведен хлор.

В октябре того же года началось производство фосгена. С октября 1915 г. в России начали формироваться особые химические команды для выполнения газобаллонных атак. В апреле 1916 г. образован был при ГАУ Химический комитет, в состав которого вошла и комиссия по заготовлению удушающих средств. Благодаря энергичным действиям Химического комитета в России была создана обширная сеть химических заводов (около 200).

В том числе ряд заводов для изготовления отравляющих веществ Новые заводы отравляющих веществ были пущены в ход весною 1916 г. Количество изготовленных ОВ достигло к ноябрю 3 180 т. (в октябре было произведено около 345 т), а программой 1917 г. намечалось довести месячную производительность до 600 т в январе и до 1 300 т в мае. Первая газобаллоная атака со стороны русских войск была произведена 5-6 сентября 1916 года в районе Сморгони. К концу 1916 г. выявилась тенденция к переносу центра тяжести химической борьбы от газобаллонных атак к стрельбе артиллерии химическими снарядами.фосген снаряд противогаз

Россия стала на путь применения в артиллерии химических снарядов с 1916 г., изготовляя 76-мм химические гранаты двух типов: удушающие (хлорпикрин с хлористым сульфурилом) и ядовитые (фосген с хлорным оловом, или венсинит, состоящий из синильной кислоты, хлороформа, хлорного мышьяка и олова), действие которых вызывало поражение организма и в тяжелых случаях смерть. К осени 1916 г. требования армии на химические 76-мм снаряды удовлетворялись полностью: армия получала ежемесячно 15000 снарядов, (соотношение ядовитых и удушающих снарядов было 1 к 4). Снабжение русской армии химическими снарядами крупного калибра затруднялось недостатком корпусов снарядов, которые полностью предназначались для снаряжения взрывчатыми веществами. Русская артиллерия стала получать химические мины для минометов весною 1917 г. Что же касается газометов, с успехом применявшихся как новое средство химического нападения на французском и итальянском фронтах с начала 1917 г., то Россия, вышедшая в том же году из войны, газометов не имела. В минометной артиллерийской школе, сформированной в сентябре 1917 г. только предполагалось начать опыты по применению газометов. Русская артиллерия не была настолько богата химическими снарядами, чтобы применять массовую стрельбу, как это было у союзников и противников России.

Французские артиллеристы ведут огонь снарядами с ОВ (для просмотра увеличенного изображения кликните по картинке).

Она применяла 76-мм химические гранаты почти исключительно в обстановке позиционной войны, как вспомогательное средство наряду со стрельбой обыкновенными снарядами. Кроме обстрела неприятельских окопов непосредственно перед атакой войск противника стрельба химическими снарядами применялась с особым успехом для временного прекращения огня неприятельских батарей, траншейных орудий и пулеметов, для содействия своей газобаллонной атаке - путем обстрела тех целей, которые не захватывались газовой волной. Снаряды начиненные ОВ применялись против скопившихся в лесу или в другом укрытом месте войск противника, его наблюдательных и командных пунктов, укрытых ходов сообщения. В конце 1916 г. ГАУ выслало в действующую армию 9 500 ручных стеклянных гранат с удушающими жидкостями для боевого испытания, а весною 1917 г. - 100 000 ручных химических гранат. Те и другие ручные гранаты бросались на 20 - 30 м и были полезны при обороне и особенно при отступлении, чтобы препятствовать преследованию противника. Во время Брусиловского прорыва мая-июня 1916 года в качестве трофеев русской армии достались некоторые фронтовые запасы немецких ОВ - снаряды и емкости с ипритом и фосгеном. Хотя русские войска несколько раз и подвергались немецким газовым атакам, но сами это оружие использовали редко - то ли вследствие того, что химические боеприпасы от союзников поступили слишком поздно, то ли из-за отсутствия специалистов. Да и какой-либо концепции применения ОВ у российских военных в то время не было. Все химические арсеналы старой русской армии в начале 1918 года оказались в руках новой власти. В годы Гражданской войны химическое оружие применялось в небольших объемах Белой Армией и Британскими оккупационными войсками в 1919 году. После первой мировой и вплоть до второй мировой войны общественное мнение в Европе, было настроено против применения химического оружия - но среди промышленников Европы, которые обеспечивали обороноспособность своих стран, превалировало мнение, что химическое вооружение должно быть непременным атрибутом ведения войны, остальные считались либо больными, либо сумасшедшими. Усилиями Лиги Наций в это же время был проведен ряд конференций, и митингов, пропагандирующих запрещение применения отравляющих веществ в военных целях и рассказывающих о последствиях этого.

Международный Комитет Красного Креста поддерживал конференции, осуждавшие применение химических средств ведения войны, проходившие в 1920-х. В 1921была созвана Вашингтонская конференция по ограничению вооружений, химическое вооружение было предметом обсуждения специально созданного подкомитета, который располагал информацией о применении химического оружия во время первой мировой войны, который намеревался запретить использование химического вооружения, даже больше чем обычных средств ведения войны. Подкомитет постановил: не может быть ограничено использование химического оружия против противника на земле и на воде. Мнение подкомиссии было поддержано проведенным опросом общественного мнения в США. Договор был ратифицирован большинством стран, в том числе США и Великобританией. В Женеве 17 июня 1925 года был подписан "Протокол о запрещении применения на войне удушливых, ядовитых и других подобных газов и бактериологических средств ". Этот документ в дальнейшем ратифицировало более 100 государств. Однако США одновременно приступили к расширению Эджвудского арсенала. В Великобритании некоторые принимали использование химического оружия как свершившийся факт, боясь оказаться в невыгодной ситуации, как в 1915 году. И как следствие этого продолжались дальнейшие работы над химическим оружием, с использованием пропаганды применения отравляющих веществ.

Химики-аналитики разработали экспрес-метод определения фосгена (C(O)Cl2) - газа удушающего действия, в настоящее время интенсивно используемого в ряде химических производств. Во время Первой Мировой войны фосген применялся в качестве боевого отравляющего вещества.

Фосген представляет собой газ без цвета с ощутимым запахом прелого сена и гнилых яблок. Однако, для исключения риска отравления необходимо определять наличие фосгена в атмосфере при концентрациях, которые еще не распознаются органолептически.

В настоящее время для распознавания фосгена используются электрохимические и спектральные методы, которые могут быть применены лишь в лабораторных условиях. Дмитрий Рудкевич (Dmitry Rudkevich) и Хексианг Жанг (Hexiang Zhang) из Университета Техаса разработали метод определения фосгена, основанный на принципе переноса энергии за счет флуоресцентного резонанса (fluorescence resonance energy transfer - FRET). Флуоресцентный сенсор срабатывает за секунды при пропускании фосгена через смесь красителей.

Метод основан на использовании смеси двух флуоресцеирующих красителей. Облучение смеси светом с длиной волны 343 нм вызывает интенсивную флуоресценцию с длиной волны 464 нм в том случае, когда молекула фосгена сшивает две молекулы красителя. Подобный эффект объясняется тем, что фосгеновый линкер позволяет двум молекулам сблизится на расстояние 20 Е, что позволяет осуществить энергетический перенос между ними

Механизм действия:

Поражение легких является следствием прямого повреждения веществом клеточных структур аэрогематического барьера. По механизму токсического действия фосген относится к алкилирующим группам способным связыватся с SH, NH2, COO группами биологических молекул. Взаимодействуя с альвеолоцитами II типа, токсикант повреждает их, угнетая активность ферментов синтеза фосфолипидов и сурфактанта. Поскольку период полурбмена сурфактанта у человека достаточно продолжителен (12-24 ч), увеличение силы поверхностного натяжения в альвеолах и их "спадание" обнаруживается спустя несколько часов после действия вещества. Проникая далее по градиенту концентраций в глубь альвеолярно-капиллярного барьера, фосген снижает жизнеспособность и метаболическую активность эндотелиальных клеток капилляроа легких. Важную роль в развитии патологии может играть действие вещества на окончания афферентных волокон блуждающего нерва, иннервирующего глубокие отделы дыхательной системы.

Симптомы острого отравления:

Период рефлекторных реакций. В первый момент после воздействия фосгена, дыхание задерживается. При очень высоком содержании фосгена возможна даже остановка дыхания. Если фосген проникает в более глубокие отделы, у пораженного возникает одышка. В этот период возможно появление кашля, чувства удушья, стеснения в груди, иногда тошноты. После выхода из зараженной атмосферы неприятные симптомы исчезают, и пострадавший чувствует себя практически здоровым.

Скрытый период (период мнимого благополучия) продолжается в зависимости от степени отравления от 4 до 24 часов. Этот период опасен тем, что несмотря на отсутствие внешних признаков, в организме формируется патологический процесс приводящий к отеку легких. Провоцировать или обострить течение процесса могут следующие факторы: а) любая физическая нагрузка, б) курение, в) общее охлаждение.

Период развития отека легких. После скрытого периода возникает одышка, которая вначале сопровождается развитием цианоза. Появляется сильный кашель с небольшим количеством мокроты. Температура тела повышается. Дыхание становится затрудненным. Выраженный отек легких обычно развивается через 6-24 ч. При неблагоприятном течении отравления отек легких осложняется коллапсом.

Заключение

Сейчас фосген широко применяется в промышленных целях, в чем и состоит его основная опасность при широкомасштабной транспортировке и порой безответственном использовании на производствах.

Список используемой литературы

1. Суровикин В.Ф. Тр. Межд. (4-го нац.) симп. «Адсорбция и хроматография макромолекул». М.: изд. ПАИМС, 1994

2. Суровикин В.Ф., Суровикин Ю.В., Цеханович М.С. Сб. тез. докл. 3 Межд. конф. «Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технологии», 13-14 октября 2004.

3. Иванов К.А. Безопасность в чрезвычайных ситуациях: Учебное пособие для студентов втузов. - М., Графика М., 1999.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Первые попытки применения реактивных снарядов в военном деле. Знаменитая "Катюша" и другая реактивная техника на полях Второй мировой. Принцип действия реактивного снаряда. Современные реактивные системы залпового огня.

    реферат [18,0 K], добавлен 18.12.2006

  • Физико-химические свойства оксида углерода и карбонилов металлов, механизмы их токсического действия. Клиника, профилактика и общие принципы оказания медицинской помощи при поражениях синильной кислотой в очаге и на этапах медицинской эвакуации.

    контрольная работа [35,8 K], добавлен 11.10.2013

  • Фильтрующие и изолирующие средства индивидуальной защиты. Сущность понятия "гражданский противогаз", принцип защитного действия. Средства индивидуальной защиты кожи фильтрующего типа. Противопылевые, противогазовые и газопылезащитные респираторы.

    презентация [531,3 K], добавлен 13.11.2014

  • Физические и химические свойства фосфорорганических соединений, механизм действия, влияние на различные системы, действие на ферменты, способы проникновения и идентификации. Механизм инактивирования холинэстеразы ФОС, первая помощь при отравлениях.

    реферат [1,5 M], добавлен 22.09.2009

  • Физико-химические свойства и применение горючесмазочных материалов. Сравнительная оценка технико-эксплуатационных характеристик топлив. Сохраняемость качества масел при хранении в войсках, их работоспособность в агрегатах трансмиссии военной техники.

    дипломная работа [335,9 K], добавлен 27.04.2011

  • Отравляющими веществами называются ядовитые соединения, применяемые для снаряжения химических боеприпасов. Они являются главными компонентами химического оружия. Классификация отравляющих веществ. Оказание первой медицинской помощи при отравлениях.

    реферат [1,5 M], добавлен 15.02.2010

  • Боевые отравляющие и аварийные химически опасные вещества, не оказывающие местного действия. Физико-химические свойства цианидов. Механизм токсического действия и патогенез интоксикации. Клиническая картина поражения. Лечение отравлений синильной кислотой

    дипломная работа [43,5 K], добавлен 02.03.2009

  • Средства индивидуальной защиты от воздействия отравляющих веществ. Поиск адсорбента ядовитых газов, разработка способов активирования угля. Создание универсального противогаза Зелинского-Кумманта в 1915 г., принятого на вооружение в русской армии.

    презентация [982,7 K], добавлен 16.11.2014

  • Баллистическое проектирование боеприпасов ствольной артиллерии. Модуль внутренней и внешней баллистики. Критерии оптимизации, система ограничений и вектор оптимизируемых параметров снаряда. Моделирование и разработка неуправляемых реактивных снарядов.

    курсовая работа [1,5 M], добавлен 15.02.2012

  • Общая характеристика танка Т-34, история его создания, внешний вид и конструкция. Особенности эксплуатации и боевое применение танка, его роль в период Великой Отечественной Войны и в других боях. Оценка и применение танка Т-34 в послевоенное время.

    дипломная работа [67,7 K], добавлен 23.06.2017

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.