Металлы в военном деле

Тест по химии «Металлы» 9 класс

Тест по теме «Металлы»

I вариант

Часть А.

1. Какой металл встречается в земной коре в чистом виде:

а) свинец, б) медь, в) натрий, г) железо

2. Какой процесс называют пирометаллургией:

а) получение металлов из растворов солей,

б) получение металлов при обжиге минералов,

в) получение металлов с помощью электрического тока,

г) получение металлов с помощью бактерий

3. Какие восстановители используют для восстановления металлов из их оксидов:

а) С, СО2, Н2, б) СО, Н2, Al, в) Mg, СО2, Н2, г) Fe, Zn, Sn

4. Какие металлы относятся к щелочным: а) Na, Mg, Al; б) K, Li, Na; в) Ca, Sr, Ba; г) Be, Mg, Ca

5. В каком ряду элементов радиус атомов увеличивается: а) K, Na, Li; б) Be, Mg, Ca; в) Na, Mg, Al; г) Ca, Mg, Be

6. У какого металла сильнее выражены восстановительные свойства: а) Al, б) Na, в) Mg,

7. Какой из металлов используется в самолетостроении: а) железо, б) магний, в) алюминий, г) серебро

8. Какая реакция относится к реакциям замещения: а) Al2O3+HCl→, б) Na2O + H2O→, в) Fe + H2SO4 →, г) CaCO3 →.

9. Определите коэффициент перед восстановителем в уравнении:

Al + H2SO4 = Al2(SO4)3 + H2O

а) 1, б) 2, в) 3, г) 4

10. Закончите уравнение и определите сумму всех коэффициентов: Na+H2O=…

а) 4, б) 5, в) 6, г) 7

Часть В.

11. Установите соответствие между формулой элемента и его высшим оксидом:

1. Na А) Na2O2

2. Mg Б) Al2O3

3. Al В) PbO

4. Pb Г) PbO2

Д) MgO

Е) Na2O

12. Установите соответствие между формулой оксида и его характером:

1. К2О А) кислотный

2. СаО Б) основный

3. ВеО В) амфотерный

4. Fe2O3

13. Установите соответствие меду компонентами сплава и названием сплава:

1. медь и цинк А) чугун

2. медь и олово Б) бронза

3. медь и никель В) латунь

4. железо и углерод Г) мельхиор

Часть С.

  1. Решите цепочку превращений:

Al2S3←Al→Al(OH)3→ Al2O3→AlCl3

  1. Решите задачу.

Какую массу железа можно получить алюминотермическим методом из 1 кг оксида железа (III), содержащего 9% примесей.

Тест по теме «Металлы»

II вариант

Часть А.

1. Какой металл встречается в земной коре только в виде соединений:

а) серебро, б) медь, в) натрий, г) ртуть.

2. Какой процесс называют гидрометаллургией:

а) получение металлов из растворов солей,

б) получение металлов при обжиге минералов,

в) получение металлов с помощью электрического тока,

г) получение металлов с помощью бактерий

3. Какие восстановители используют для восстановления металла из соли CuSO4:

а) С, СО2, Н2, б) СО, Н2, Al, в) Mg, СО2, Н2, г) Fe, Zn, Sn

4. Какие металлы относятся к щелочно-земельным: а) Na, Mg, Al; б) K, Li, Na; в) Ca, Sr, Ba; г) Be, Mg, Ca

5. В каком ряду элементов радиус атомов уменьшается: а) K, Na, Li; б) Be, Mg, Ca; в) Na, Mg, Al; г) Ca, Mg, Be

6. Какой металл не реагирует с растворами солей: а) Al, б) Na, в) Mg, г) Сu

7. Какой из металлов входит в состав костной ткани: а) железо, б) магний, в) алюминий, г) кальций

8. Какая реакция относится к реакциям соединения: а) Al2O3+HCl→, б) Na2O + H2O→, в) Fe + H2SO4 →, г) CaCO3 →.

9. Определите коэффициент перед восстановителем в уравнении:

Са + HCl = CaCl2 + H2O

а) 1, б) 2, в) 3, г) 4

10. Закончите уравнение и определите сумму всех коэффициентов: Al+H2SO4=…

а) 4, б) 5, в) 6, г) 7

Часть В.

11. Установите соответствие между элементом и его электронной формулой:

1. Na А) 3s2

2. Mg Б) 3s23p1

3. Al В) 2s2

4. Pb Г) 3s1

Д) 6s26p2

Е) 4s24p2

12. Установите соответствие между формулой гидроксида и его характером:

1. КОН А) кислотный

2. Са(ОН)2 Б) основный

3. Ве(ОН)2 В) амфотерный

4. Fe(OН)3

13. Установите соответствие меду формулой вещества и его названием:

1. СаСО3 А) гашеная известь

2. MgSO4 Б) мел

3. NaOH В) магнезия

4. Са(ОН)2 Г) едкий натр

Часть С.

  1. Решите цепочку превращений:

Са → СаО → Са(ОН)2 → СаCl2 → Ca(OH)2 → CaO

  1. Решите задачу.

Какую массу оксида углерода (IV) можно получить при термическом разложении 1 кг природного мела (карбоната кальция) содержащего 12% примесей.

Тест по теме «Металлы»

III вариант

Часть А.

Часть В.

  1. Установите соответствие между оксида и соответствующего ему гидроксида:

1. СuO A. CuOH

2. Na2O Б. Fe(OH)3

3. Cu2O В. NaOH

4. FeO Г. Cu(OH)2

Д. Fe(OH)2

12. Установите соответствие между левой и правой частями уравнения:

1. 2Na+O2= А. MgCO3+H2

2. K2O+H2O= Б. 2KOH +H2

3. Cu(OH)2+H2SO4= В. Na2O2

4. Mg+H2CO3= Г. 2KOH

Д. CuSO4+2H2O

E. 2Na2O

13. Установите соответствие между

Часть С.

13. Решите цепочку превращений:

Fe→FeCl2→Fe(OH)2→Fe(OH)3→Fe2O3→Fe

14. Решите задачу. Вычислите массу меди, которая образуется при восстановлении водородом 250г оксида меди(II), содержащей 10% примесей.

Тест по теме «Металлы»

IV вариант

Часть А.

1. Электронная формула атома лития: а) 1s22s2 , б) 1s22s1, в) 1s22s22p1, г) 1s22s22p63s1

2. Электронная формула внешнего энергетического уровня атомов щелочных металлов:

а) ns1, б) ns2, в) ns2np1, г) ns2np2

3. Тип химической связи в простом веществе натрии: а) ионная, б)ковалентная полярная, в) ковалентная неполярная, г) металлическая

4.Простое вещество с наиболее ярко выраженными металлическими свойствами: а) алюминий, б) бор, в) галлий, г) индий

5. Радиус атомов элементов главной подгруппы с увеличением заряда ядра: а) изменяется периодически, б) не изменяется, в) увеличивается, г) уменьшается.

Часть В.

Химические вещества в военном деле

Немцы впервые применили химическое оружие 22 апреля 1915 г. вблизи г. Ипр: начали газовую атаку против французских и английских войск. Из 6 тысяч металлических баллонов было выпущено 180т. хлора по ширине фронта в 6 км. Затем они применили хлор в качестве ОВ и против русской армии. В результате только первой газобаллонной атаки было поражено около 15 тысяч солдат, из них 5 тысяч погибли от удушенья. Для защиты от отравления хлором стали применять пропитанные раствором поташа и питьевой соды повязки, а затем противогаз, в котором для поглощения хлора использовали тиосульфат натрия.
Позднее появились более сильные отравляющие вещества, содержащие хлор: иприт, хлорпикрин, хлорциан, удушающий газ фосген и др.
Уравнение реакции получения фосгена:
CІ2 + CO = COCI2.
При проникновении в организм человека фосген подвергается гидролизу:
COCI2 + H2O = CO2 + 2HCI,
что приводит к образованию соляной кислоты, от которой воспаляются ткани дыхательных органов и затрудняется дыхание.
Фосген используют и в мирных целях: в производстве красителей, в борьбе с вредителями и болезнями сельскохозяйственных культур.
Хлорную известь (CaOCI2) используют в военных целях как окислитель при дегазации, разрушающий боевые отравляющие вещества, и в мирных целях – для отбеливания хлопчатобумажных тканей, бумаги, для хлорирования воды, дезинфекции. Применение этой соли основано на том, что при взаимодействии её с оксидом углерода (IV) выделяется свободная хлорноватистая кислота, которая разлагается:
2CaOCI2 + CO2 + H2O = CaCO3 + CaCI2 + 2HOCI;
HOCI = HCI + O.
Кислород в момент выделения энергично окисляет и разрушает отравляющие и другие отравляющие вещества, оказывает отбеливающие и дезинфицирующие действие.
Оксиликвит — взрывоопасная смесь любой горючей пористой массы с жидким кислородом. Их использовали во время первой мировой войны вместо динамита.
Главное условие выбора горючего материала для оксиликвита – его достаточная рыхлость, способствующая лучшей пропитке его жидким кислородом. Если горючий материал плохо пропитан, то после взрыва часть его останется несгоревшей. Оксиликвитный патрон – это длинный мешочек, наполненный горючим материалом, в который вставляется электрический запал. В качестве горючего материала для оксиликвитов используют древесные опилки, уголь, торф. Патрон заряжают непосредственно перед закладкой в шпур, погружая его в жидкий кислород. Таким способом иногда готовили патроны и в годы Великой Отечественной войны, хотя в основном для этой цели использовали тринитротолуол. В настоящее время оксиликвиты применяют в горной промышленности для взрывных работ.
Рассматривая свойства серной кислоты, важно о её использовании при производстве взрывчатых веществ (тротил, октоген, пикриновая кислота, тринитроглицерин) в качестве водоотнимающего средства в составе нитрирующей смеси (HNO3 и H2 SO4).
Раствор аммиака (40 %-ный) применяют для дегазации техники, транспорта, одежды и т.д. в условиях применения химического оружия (зарин, зоман, табун).
На основе азотной кислоты получают ряд сильных взрывчатых веществ: тринитроглицерин, и динамит, нитроклетчатку (пироксилин), тринитрофенол (пикриновую кислоту), тринитротолуол и др.
Хлорид аммония NH4CI применяют для наполнения дымовых шашек: при возгорании зажигательной смеси хлорид аммония разлагается, образуя густой дым:
NH4CI = NH3 + HCI.
Такие шашки широко использовали в годы Великой Отечественной войны.
Нитрат аммония служит для производства взрывчатых веществ — аммонитов, в состав которых входят ещё и другие взрывчатые нитросоединения, а также горючие добавки. Например, в состав аммонала входит тринитротолуол и порошкообразный алюминий. Основная реакция, которая протекает при его взрыве:
3NH4NO3 + 2AI = 3N2 + 6H2O + AI2O3 + Q.
Высокая теплота сгорания алюминия повышает энергию взрыва. Нитрат алюминия в смеси с тринитротолуолом (толом) даёт взрывчатое вещество аммотол. Большинство взрывчатых смесей содержат в своём составе окислитель (нитраты металлов или аммония и др.) и горючие (дизельное топливо, алюминий, древесную муку и др.).
Нитраты бария, стронция и свинца используют в пиротехнике.
Рассматривая применение нитратов, можно рассказать об истории получения и применения чёрного, или дымного, пороха – взрывчатой смеси нитрата калия с серой и углём (75 % KNO3, 10% S, 15 % C). Реакция горения дымного пороха выражается уравнением:
2KNO3 + 3C + S = N2 + 3CO2 + K2S + Q.
Два продукта реакции – газы, а сульфид калия – твёрдое вещество, образующее после взрыва дым. Источник кислорода при сгорании пороха – нитрат калия. Если сосуд, например запаянная с одного конца трубка, закрыт подвижным телом ­– ядром, то оно под напором пороховых газов выбрасывается. В этом проявляется метательное действие пороха. А если стенки сосуда, в котором находится порох, недостаточно прочны, то сосуд разрывается под действием пороховых газов на мелкие осколки, которые разлетаются вокруг с огромной кинетической энергией. Это бризантное действие пороха. Образующийся сульфид калия – нагар – разрушает ствол оружия, поэтому после выстрела для чистки оружия используют специальный раствор, в состав которого входит карбонат аммония.
Шесть веков продолжалось господство чёрного пороха в военном деле. За столь длительный срок его состав практически не изменился, менялся лишь способ производства. Только в середине прошлого века вместо чёрного пороха стали использовать новые взрывчатые вещества с большей разрушительной силой. Они быстро вытеснили чёрный порох с военной техники. Теперь его применяют в качестве взрывчатого вещества в горном деле, в пиротехнике (ракеты, фейерверки), а также как охотничий порох.
Фосфор (белый) широко применяют в военном деле в качестве зажигательного вещества, используемого для снаряжения авиационных бомб, мин, снарядов. Фосфор легко воспламеняется и при горении выделяет большое количество теплоты (температура горения белого фосфора достигает 1000 — 1200°С). При горении фосфор плавится, растекается и при попадании на кожу вызывает долго не заживающие ожоги, язвы.
При сгорании фосфора на воздухе получается фосфорный ангидрид, пары которого притягивают влагу из воздуха и образуют пелену белого тумана, состоящего из мельчайших капелек раствора метафосфорной кислоты. На этом свойстве основано его применение в качестве дымообразующего вещества.
На основе орто — и метафосфорной кислот созданы самые токсичные фосфорорганические отравляющие вещества (зарин, зоман, VX – газы) нервно-паралитического действия. Защитой от их вредного воздействия служит противогаз.
Графит благодаря его мягкости широко используют для получения смазочных материалов, применяющихся в условиях высоких и низких температур. Чрезвычайная жаростойкость и химическая инертность графита позволяют использовать его в атомных реакторах на атомных подводных лодках в виде втулок, колец, как замедлитель тепловых нейтронов, конструкционный материал в ракетной технике.
Сажу (технический углерод) применяют в качестве наполнителя резины, используемой для оснащения бронетанковой, авиационной, автомобильной, артиллерийской и другой военной техники.
Активированный уголь – хороший адсорбент газов, поэтому его применяют как поглотитель отравляющих веществ в фильтрующих противогазах. В годы Первой мировой войны были большие человеческие потери, одной из главных причин было отсутствие надёжных индивидуальных средств защиты от отравляющих веществ. Н.Д.Зелинский предложил простейший противогаз в виде повязки с углём. В дальнейшем он вместе с инженером Э.Л.Кумантом усовершенствовал простые противогазы. Они предложили изоляционно-резиновые противогазы, благодаря которым были спасены жизни миллионов солдат.
Оксид углерода (II) (угарный газ) входит в группу общеядовитого химического оружия: он соединяется с гемоглобином крови, образуя карбоксигемоглобин. В результате этого гемоглобин утрачивает способность связывать и переносить кислород, наступает кислородное голодание и человек погибает от удушья.
В боевой обстановке при нахождении в зоне горения огнеметно-зажигательных средств, в палатках и других помещениях с печным отоплением, при стрельбе закрытых помещениях может произойти отравление угарным газом. А так как оксид углерода (II) имеет высокие диффузионные свойства, то обычные фильтрующие противогазы не способны очистить заражённый этим газом воздух. Учёные создали кислородный противогаз, в специальных патронах которого помещены смешанные окислители: 50 % оксида марганца (IV), 30 % оксида меди (II), 15 % оксида хрома (VI) и 5 % оксида серебра. Находящийся в воздухе оксид углерода (II) окисляется в присутствии этих веществ, например:
CO + MnO2 = MnO + CO2.
Человеку, поражённому угарным газом, необходимы свежий воздух, сердечные средства, сладкий чай, в тяжёлых случаях – в дыхание кислорода, искусственное дыхание.
Оксид углерода (IV)(углекислый газ) в 1,5 раза тяжелее воздуха, не поддерживает процессы горения, применяется для тушения пожаров. Углекислотный огнетушитель заполнен раствором гидрокарбоната натрия, а в стеклянной ампуле находится серная или соляная кислота. При ведении огнетушителя в рабочее состояние начинает протекать реакция:
2NaHCO3 + H2SO4 = Na2SO4 + 2H2O + 2CO2 .
Выделяющийся углекислый газ обволакивает плотным слоем очаг пожара, прекращая доступ кислорода воздуха к горящему объекту. В годы Великой Отечественной войны такие огнетушители использовали при защите жилых зданий городов и промышленных объектов.
Оксид углерода (IV) в жидком виде – хорошее средство, используемое в пожаротушении реактивных двигателей, устанавливаемых на современных военных самолётах.
Кремний, будучи полупроводником, находит широкое применение в современной военной электронике. Его используют при изготовлении солнечных батарей, транзисторов, диодов, детекторов частиц в приборах радиационного контроля и радиационной разведки.
Жидкое стекло (насыщенные растворы Na2SiO3 и K2SiO3) – хорошая огнезащитная пропитка для тканей, дерева, бумаги.
Силикатная промышленность производит различные виды оптических стёкол, используемых в военных приборах (бинокли, перископы, дальномеры); цемент для сооружения военно-морских баз, шахтных пусковых установок, защитных сооружений.
В виде стеклянного волокна стекло идёт на производство стеклопластиков, используемых в производстве ракет, подводных лодок, приборов.
При изучении металлов рассмотрим их применение в военном деле
Благодаря прочности, твёрдости, жаростойкости, электропроводности, способности подвергаться механической обработке металлы находят широчайшее применение в военном деле: в самолёто- и ракетостроении, при изготовлении стрелкового оружия и бронированной техники, подводных лодок и военно-морских кораблей, снарядов, бомб, радиоаппаратуры и т.д.
Алюминий обладает высокой коррозионной стойкостью к воде, однако имеет небольшую прочность. В авиа- и ракетостроении применяют сплавы алюминия с другими металлами: медью, марганцем, цинком, магнием, железом. Термически обработанные соответствующим образом, эти сплавы отличаются прочностью, сравниваемой с прочностью среднелегированной стали.
Так, некогда самая мощная в США ракета «Сатурн-5», с помощью которой были запущены космические корабли серии «Аполлон», сделана из алюминиевого сплава (алюминий, медь, марганец). Из алюминиевого сплава делают корпуса боевых межконтинентальных баллистических ракет «Титан-2». Лопасти винтов самолётов и вертолётов изготавливают из сплава алюминия с магнием и кремнием. Этот сплав может работать в условиях вибрационных нагрузок и обладает очень высокой коррозийной стойкостью.
Термит (смесь Fe3O4 c порошком AI) применяют для изготовления зажигательных бомб и снарядов. При поджигании этой смеси происходит бурная реакция с выделением большого количества теплоты:
8AI + 3Fe3O4 = 4AI2O3 + 9Fe + Q.
Температура в зоне реакции достигает 3000°С. При такой высокой температуре плавится броня танков. Термитные снаряды и бомбы обладают большой разрушительной силой.
Натрий как теплоноситель применяют для отвода тепла от клапанов в авиамоторах, как теплоноситель в атомных реакторах (в сплаве с калием).
Пероксид натрия Na2O2 применяют как регенератор кислорода на военных подводных. Твёрдый пероксид натрия, заполняющий систему регенерации, взаимодействует с углекислым газом:
2Na2O2 + 2CO2 = 2Na2CO3 + O2 .
Эта реакция лежит в основе современных изолирующих противогазов (ИП), которые используют в условиях недостатка кислорода в воздухе, применение боевых отравляющих веществ. Изолирующие противогазы находятся на вооружении экипажей современных военно-морских кораблей и подводных лодок, именно эти противогазы обеспечивают выход экипажа из затопленного танка.
Гидроксид натрия используют для приготовления электролита для щёлочных аккумуляторных батарей, которыми снаряжают современные военные радиостанции.
Литий используют при изготовлении трассирующих пуль и снарядов. Соли лития придают им яркий сине-зелёный след. Литий применяют также в атомной и термоядерной технике.
Гидрид лития служил американским лётчикам в годы Второй мировой войны портативным источником водорода. При авариях над морем под действием воды таблетки гидрида лития моментально разлагались, наполняя водородом спасательные средства – надувные лодки, плоты, жилеты, сигнальные шары-антенны:
LiH + H2O = LiOH + H2.
Магний используют в военной техники при изготовлении осветительных и сигнальных ракет, трассирующих пуль, снарядов и зажигательных бомб. При поджигании магния очень яркое, ослепительно белого цвета пламя, за счёт которого удаётся в ночное время осветить значительную часть территории.
Лёгкие и прочные сплавы магния с медью, алюминием, титаном, кремнием, находят широкое применение в ракето-, машино-, самолетостроении. Из них готовят шасси и стойки шасси для военных самолётов, отдельные детали для корпусов ракет.
Железо и сплавы на его основе (чугун и сталь) широко используют в военных целях. При создании современных систем вооружения применяют разнообразные марки легированных сталей.
Молибден придает стали высокую твёрдость, прочность и вязкость. Известен следующий факт: броня английских танков, участвующих в сражениях Первой мировой войны, была изготовлена из но хрупкой марганцевой стали. Снаряды немецкой артиллерии свободно пробивали массивный панцирь из такой стали толщиной 7,5 см. Но стоило прибавить к стали лишь 1,5-2% молибдена, как танки стали неуязвимыми при толщине броневого листа 2,5 см. Молибденовая сталь идёт на изготовление брони танков, корпусов кораблей, стволов орудий, ружей, деталей самолётов.
Кобальт применяют при создании жаропрочных сталей, которые идут на изготовление деталей авиационных двигателей, ракет.
Хром­ придаёт стали твёрдость и износоустойчивость. Хромом легируют пружинные и рессорные стали, применяемые в автомобильной, бронетанковой, ракетно-космической и других видах военной технике.

Какова роль химии в войнах? Химическое вооружение

Применение химического оружия несколько раз запрещалось различными международными договоренностями: Гаагской конвенцией 1899 г., статья 23 которой запрещает применение боеприпасов, единственным предназначением которых было вызывать отравление живой силы противника; Женевским протоколом 1925 года, который ратифицировали свыше 100 государств; конвенцией о запрещении разработки, производства, накопления и применения химического оружия и о его уничтожении 1993 г. Однако его разработка, производство и накопление в ряде стран продолжаются.

Первым применявшимся химическим оружием был «греческий огонь», состоящий из соединений серы, выбрасываемых из труб во время морских сражений. В течение Первой мировой войны химические вещества применялись в огромных количествах: 12 тысяч тонн иприта, которым было поражено около 400 тысяч человек, а всего различных веществ — 113 тысяч тонн. Всего за годы Первой мировой было произведено 180 тыс. тонн различных отравляющих веществ. Общие потери от химического оружия оцениваются в 1,3 млн. человек, из них до 100 тысяч со смертельным исходом.

Известнейший химик-неорганик Ф. Габер (лауреат Нобелевской премии 1918 года) был инициатором боевого применения отравляющих веществ Германией в годы Первой мировой войны. Его коллега Шредер, разработавший нервно-паралитические газы в начале 1930-х годов, был одним из самых выдающихся химиков своего времени.

Япония применяла химическое оружие против китайских войск в войне 1937−1943 годов. Потери китайских войск от отравляющих веществ составляли 10% от общего количества.

Газовые камеры применялись гитлеровцами в качестве дешевого средства для уничтожения людей.

Напалм активно применялся США во время вьетнамской войны. Применяли также дефолианты («Agent Orange», содержащий токсичный диоксин), вызывающие опадание листьев с деревьев.

Casus belli войны США с Ираком 2003 года послужило гипотетическое наличие у С. Хусейна отравляющих веществ.

По характеру физиологического воздействия на организм человека выделяют шесть основных типов отравляющих веществ (ОВ):

ОВ нервно-паралитического действия, воздействующие на центральную нервную систему. К отравляющим веществам этой группы относятся зарин, зоман, табун и V-газы.

ОВ кожно-нарывного действия. Они наносят поражение главным образом через кожные покровы, а при применении их в виде аэрозолей и паров — также и через органы дыхания. Основные отравляющие вещества — иприт, люизит.

ОВ общеядовитого действия. Попадая в организм, они нарушают передачу кислорода из крови к тканям. К ним относятся синильная кислота и хлорциан.

Скатертью, скатертью хлорциан стелется
И забирается под противогаз.
Каждому, каждому в лучшее верится,
Но падает, падает ядерный фугас.

Может, мы обидели кого-то зря
Парой сотен лишних мегатонн,
Но посмотри, как плавится теперь земля
Там, где был когда-то Пентагон!

ОВ удушающего действия поражают главным образом легкие — фосген и дифосген.

ОВ психохимического действия способны на некоторое время выводить из строя живую силу противника. Эти отравляющие вещества, воздействуя на центральную нервную систему, нарушают нормальную психическую деятельность человека или вызывают такие психические недостатки, как временная слепота, глухота, чувство страха, ограничение двигательных функций. ОВ из этой группы — хинуклидил-3-бензилат (BZ) и диэтиламид лизергиновой кислоты.

ОВ раздражающего действия, или ирританты (от англ. irritant — раздражающее вещество). Их действие, как правило, кратковременно, поскольку после выхода из зараженной зоны признаки отравления проходят через 1−10 минут. К раздражающим ОВ относят слезоточивые вещества, вызывающие обильное слезотечение, и чихательные, раздражающие дыхательные пути (могут также воздействовать на нервную систему и вызывать поражения кожи). Слезоточивые вещества (лакриматоры) — CS, CN, или хлорацетофенон и PS, или хлорпикрин. Чихательные вещества (стерниты) — DM (адамсит), DA (дифенилхлорарсин) и DC (дифенилцианарсин). Раздражающие О В состоят на вооружении полиции во многих странах и поэтому классифицируются как полицейские, либо специальные средства несмертельного действия (спецсредства).

В задачи химических войск входят четыре Д: дезактивация (сбор и захоронение радиоактивных веществ), дегазация (нейтрализация отравляющих веществ), дезинфекция (борьба со смертельными заболеваниями — чума, холера, оспа, тиф и т. п.) и деротизация (химическая борьба с крысами как разносчиками смертельных эпидемий). Все четыре Д актуальны и в мирное время, так как существуют атомные электростанции и подлодки, опасные химические производства, опасность вспышек смертельных эпидемий и крысы. Аварию на Чернобыльской АЭС ликвидировали, в основном, химические войска СССР.

Работают РНЦ «Прикладная химия» (Санкт-Петербург), Военная академия химической защиты (Москва). Есть вуз — Саратовский военный институт радиационной, химической, биологической защиты (РХБЗ). Есть журнал «Химическая и биологическая безопасность». Можно почитать: Антонов Н. Химическое оружие на рубеже на рубеже двух столетий. М.: Прогресс, 1994.

Теги: вооружение, средства, отравление, наука, химия, война, химические вещества

Металлы в технике, металлы в строительстве.

цветной металлопрокат

Металлы применяются во всех отраслях промышленности и хотя современная техника немыслима без использования не металлических материалов, всё равно металлы являются основной составляющей. В обиходе считается, что есть чёрные металлы и цветные. К чёрным относятся железо и его сплавы. Эти продукты являются важнейшими и основными конструкционными материалами в технике и в промышленном производстве. Остальные металлы относят к цветным.

Физические свойства металлов обуславливают применения их в различных технических устройствах и оборудовании. Металлы, обладающие высокой электропроводностью – серебро, медь, алюминий используют в электротехнической промышленности. Лёгкие и прочные металлы незаменимы в самолётостроении и авто строении. Автомобили, самолёты и другая транспортная техника не мыслима без титана и алюминия. Для улучшения потребительских свойств техники разрабатывают и применяют сплавы металлов. В частности, дюралюминий – сплав алюминия с медью, магнием и марганцем. Современные самолёты на 75-80% состоят из дюралюминия. Дюралюминий, обладающий лёгкостью алюминия и, благодаря добавкам, большой прочностью, сделал настоящею революцию в производстве самолётной технике. Строительство самолётов не обходится без других металлов и многие из них также представляют собой сплавы с улучшенными свойствам.

Чёрные металлы применяют в технике, подверженной длительным и тяжёлым нагрузкам. Это в первую очередь железнодорожная и сельскохозяйственная техника. Тяжёлая и постоянная нагрузка в железнодорожном транспорте требует использования самой прочных и недорогих материалов. По этим показателям лучшим считается чугун. Чугун используют при производстве вагонных колёс. Чтобы повысить долговечность работы пары колесо-рельс, соприкасающиеся детали делают из металлов с различными свойствами. Если колесо чугунное, с содержанием углерода не менее 2,14%, то рельсы – стальные с небольшим содержанием углерода, с добавками повышающими пластичность и вязкость металла.

Сельскохозяйственная техника работает не просто в полевых условиях, а в тяжёлых и напряжённых условиях. Металлы, используемые в сельхозтехнике должны быть прочными и долговечными. Здесь, конечно, незаменимы чугун и конструкционная сталь.

В чистом виде металлы, за исключением некоторых, в технике применяются редко. Современная химия и металлургия делают сплавы с улучшенными, чем у основы, свойствами, а главное свойства имеют узконаправленное действие – большую прочность, лучшую защиту от коррозии, более высокую электропроводимость и т.д.

В строительстве, в подавляющем большинстве случаев , используют чёрный металл. Несущий металлопрокат — трубы, швеллер, балки, делают из конструкционной стали. Этот материал применяют во всех сферах строительной индустрии. Особую популярность, в первую очередь при строительстве малоэтажных сооружений, приобрели в последнее время профильные трубы и оцинкованные лёгкие, тонкостенные конструкции.

Лестница из нержавеющей стали

Часто при строительстве даже небольших объектов используют целый спектр различных материалов. К примеру, при сооружении лестницы на металлокаркасе, сам каркас делают из конструкционной стали. Ограждения лестницы – из нержавеющей стали. Стойки, опоры, столбы лестниц, а также элементы холодной ковки делают из чугуна. Крепёжные элементы лестниц защищают цинком. Поручни и декоративные узлы лестниц хромируют и никелируют. Как видно, даже для небольшого строения – лестница, применяют достаточно большую номенклатуру металла.

Алюминий в авиастроении

Развитие авиационной техники, ее эксплуатация, обслуживание и ремонт, связанные с применением новых и весьма разнообразных материалов, изделий, рабочих жидкостей, сжиженных газов и других веществ. Современная реактивная техника характеризуется большими скоростями, большими расстояниями полетов, работает в условиях высокого давления, высоких и низких температур, глубокого вакуума и т.д. Требует создания новых металлических сплавов, в том числе и жаропрочных, что имеют высокие физико-механические свойства и в полной мере соответствуют современным условиям эксплуатации.

При выборе металлов для авиастроения необходимо учитывать все требования к их механическим, физическим и химическим свойствам. Например, крыло самолета должно быть легким и прочным, валы и подшипники не должны изнашиваться, лопатки турбин — не деформироваться и не окисляться под действием центробежных сил. Многие металлы и сплавов, которые широко используются в авиации, а не выдерживают глубокого вакуума и уже при обычных температурах они или сублимируют, или начинают «терять» свои собственные атомы и изменять физико-механические свойства . Кроме того стенки космического аппарата бомбардируются космическими частицами, летящими с большой скоростью и подвергаются космической радиации.

Выбор металла для изготовления авиационной техники зависит от условия работы, поэтому требования к таким материалам зависят от характера нагрузок, температуры, условий их работы, рабочей среды и т.д.

Важной характеристикой металла при его применении в самолетостроении является его плотность, которая служит для оценки пригодности материала для полета. Чем меньше плотность материалов, применяемых в конструкции самолета, тем больше пассажиров и груза можно перевезти на нем, не увеличивая использование топлива.

Основным направлением в создании авиационных материалов является получение композиций, способных надежно работать в условиях высоких температур (1200-1800°С). Вследствие этого, критерием оценки и выбора металлов часто служит изменение удельной прочности при повышении температуры.

Важное значение при выборе материала имеют прочностные характеристики — предел прочности, предел текучести, предел усталости, модуль нормальной упругости. Поэтому при изготовлении деталей предпочтение отдается материалам, имеющим большую прочность.

Материалы, которые используются в авиации должны иметь высокие показатели жаропрочности.

Так, например, при 500-600єС прочность углеродистой стали снижается в два раза, а при 1000єС — примерно в 10 раз по сравнению со значениями при комнатной температуре. Поэтому нужно выбирать материалы, в которых мало снижение показателей прочности при повышенных температурах.

В настоящее время для изготовления космической техники используют металлы, металлические сплавы, неметаллические и композиционные материалы.

Наиболее широкое применение в этой области получили такие металлы как титан, бериллий, алюминий, магний, рений, тантал и ниобий, а также различные металлические сплавы на их основе.

Алюминий является одним из важнейших авиационных металлов, поскольку алюминиевые сплавы определяются удачным сочетанием свойств: небольшой плотностью (2500-2900 кг / м3), высокой прочностью (до 500-600 МПа), коррозионной стойкостью, технологичностью при литье, обработке давлением, сварке и обработке резанием. Благодаря высокой ударной прочности, начиная с 20-х годов, алюминиевые сплавы являются важнейшим конструкционным материалом в самолетостроении. Так, например, из сплава АЛ4 выливают крупные детали, которые выдерживают высокие нагрузки: корпуса компрессоров, картеры и блоки цилиндров двигателей внутреннего сгорания. Из сплава АЛ9, который имеет лучшие литейные свойства, изготавливают сложные детали средней нагрузки. Сплав АЛ19 имеет высокие механические свойства, как при низких температурах, так и при нагреве до 300°С, а одним из самых прочных и пластичных сплавов является алюминиево-магниевый сплав АЛ8, который называется альтмаг или магналия.

Магний химически очень активный металл. С магниевыми сплавов уже изготавливают многие детали современных самолетов, в том числе и детали двигателей . Интерес к магнию вполне понятен: магний в 1,5 раза легче алюминия в 2,5 раза за титан, в 4,5 стали. Удельная прочность магниевых сплавов выше, чем алюминиевых сплавов и сталей. Из таких сплавов можно отливать детали, они почти не потребует последующей механической обработки. Эти детали поэтому и дешевле, чем из алюминия, хотя сам магний дороже.

Характерной особенностью магния является малая плотность (1,74 г / см3). Температура плавления — 650 ° С. Теплопроводность магния значительно меньше по сравнению с алюминием, а коэффициент линейного расширение почти одинаков. Но одним из существенных недостатков магния является его низкая коррозионная устойчивость на воздухе (особенно влажном), а также в воде. Если оценить все металлы с точки зрения коррозионной стойкости, то рения по праву должно быть предоставлено одно из самых почетных мест. Жаропрочные сплавы — одно из важнейших направлений использования рения. Сплавы рения с другими тугоплавкими металлами (вольфрамом, молибденом, танталом), жаропрочные и тугоплавкие, отличаются пластичностью. Их используют в авиа и космической технике (детали термоионных двигателей, части ракет, лопатки газовых двигателей) . Конечно рений встречается в сплавах в качестве примеси. Производство жаропрочных сплавов является одной очень важной областью применение тантала и ниобия, которые входят в состав различных жаропрочных сплавов для газовых турбин реактивных двигателей. Так, детали из ниобия и сплавов на его основе можно использовать при рабочих температурах 1000… 1200єС при условии защиты от окисления покрытиями, а также при работе в вакууме или инертных газах. Отличительной жаропрочностью, теплопроводностью, большой теплоемкостью характеризуется бериллий. Этот один из самых легких металлов плавится при более высокой температуре, чем магний и алюминий. Поэтому такое удачное сочетание свойств делает бериллий одним из основных космических материалов . Ведь из всех металлов бериллий имеет теплоемкость, которая раза больше, чем у стали и в восемь раз чем у титана. Применение бериллия в ракетных двигателях позволило увеличить мощность примерно вдвое и значительно снизить вес двигателя. И серьезным недостатком бериллия является его высокая стоимость, токсичность, низкая пластичность и технологичность. Одним из наиболее устойчивых в космическом вакууме является титан и его сплавы.

Итак, на примере рассмотренных металлов, можно сказать, что металлы для самолетостроения должны:

* иметь высокую прочность, высокую удельную прочность и достаточную пластичность;

* иметь высокую химическую стойкость в атмосферных условиях;

* изготавливаться в виде листового материала;

* обеспечивать простоту и дешевизну сбора элементов каркасной группы и при необходимости ремонт.

Таким образом, правильное применение материала способствуют повышению уровня технической эксплуатации и увеличению времени работы и надежности авиационной техники.