Корниенко Татьяна Викторовна, учитель химии и биологии, МАОУ "СОШ № 21" Городской округ Балашиха.
Методическая разработка урока химии предназначена для учителей химии. Рассчитан на учеников 9-11 классов. 

Методическая разработка урока химии по теме "Роль химической науки в годы Великой Отечественной войны»

Цели:

Обучающие:

• систематизировать знания учащихся о химических веществах, используемые в годы войны;
• разъяснить учащимся о трудностях работ химической промышленности в военные годы;
• реализовать межпредметные связи химии и истории.

Развивающие:

• развивать у учащихся интерес к предмету;
• развивать логическое мышление учащихся;
• развивать зрительную память и наблюдательность.

Воспитательные:

• воспитывать гражданство и патриотизм;
• воспитывать любовь к родной стране, чувство гордости за победителей войны.

Ход урока

      Эпиграф урока

«Война потребовала грандиозного количества основных видов стратегического сырья. И на нас лежит ответственность за обеспечение стратегическим сырьем. Необходимо помочь своими знаниями создать лучшие танки, самолеты, чтоб скорее освободить все народы от

нашествия гитлеровской банды»

Академик А.Е. Ферсман,

Москва, 1941 год

Блок 1

Учитель (на фоне музыки “Священная война”).

Вспомним начало войны... 1941 год. Немецкие танки рвутся к Москве

Не хватает обмундирования, продовольствия и боеприпасов, но самое главное – катастрофически не хватает противотанковых средств.

В этот критический период на помощь приходят ученые-энтузиасты: в два дня на одном из военных заводов налаживается выпуск бутылок КС (Качугина-Солодовникова) или просто бутылок с горючей смесью

А как выдумаете, что представляют собой эти бутылки КС?

К обыкновенной бутылке прикреплялись резинкой ампулы, содержащие концентрированную H2SO4,бертолетову соль и сахарную пудру.

В бутылки заливали бензин, керосин, лигроин или масло.

Как только такая бутылка при ударе разбивалась о броню, компоненты запала вступали в химическую реакцию, происходила сильная вспышка, и горючее воспламенялось.

Уравняйте приведенные реакции, иллюстрирующие действие запала бутылок КС.

—  KClO3 + H2SO4→ClO2 + KClO4 +K2SO4 + H2O

—  ClO2 →Cl2 +O2

—  C12H22O11 + O2 →CO2 + H2O

Почему все 3 компонента запала берутся по отдельности? Можно ли их заранее смешать?

—  а) бертолетову соль и сахарную пудру?

—  б)H2SO4 (конц.) и сахарную пудру?

А) Бертолетову соль и сахарную пудру заранее смешивать нельзя, т.к. получающаяся смесь чрезвычайно взрывоопасна.

8KClO3 + C12H22O11 -> 8КCl + 12CO2 + 11H2O

Б) H2SO4 (конц) нельзя смешивать с сахарной пудрой. В этом случае произойдет обугливание сахарной пудры, т.к. H2SO4 (конц) является сильным водоотнимающим средством. И эту реакцию мы сейчас увидим.

Опыт 1. Смесь бертолетовой соли с сахаром На лист жести насыпьте смесь равных частей бертолетовой соли и сахарной пудры, капнете на неё концентрированной серной кислотой. Смесь вспыхивает голубым пламенем.

Многие ваши сверстники в военные годы во время налетов дежурили на крышах домов. Одной из основных задач была борьба с зажигательными бомбами, которые во множестве сбрасывали на промышленные районы и города нашей Родины. Начинкой таких бомб была смесь порошков алюминия, магния и оксида железа, детонатором служила гремучая ртуть. Иногда в состав зажигательных бомб добавляли небольшое количество битума и нефти.

При ударе бомбы о землю срабатывал детонатор, воспламеняющий зажигательный состав, который быстро разогревался до высокой температуры ,и все начинало гореть.      

Напишите уравнения реакций, происходящих при взрыве такой бомбы.

4AL + 3O2=2AL2О3

2Mg + O2=2MgO

   3Mg + N2= Mg3 N2

3Fe3O4+8Al=9Fe+4Al2O3 (возможно образование и FeO)

Можно ли было потушить горящий зажигательный состав водой?

Нельзя, т.к. раскалённый магний реагирует с водой согласно уравнению:

Mg + 2H2O=Mg(OH)2 + H2

Зачем в зажигательный состав вводили битум или нефть?

Для увеличения зажигательного эффекта бомбы вводили нефть или битум ,т.к. они легковоспламеняющиеся жидкости. Растекаясь на большой площади, эти жидкости увеличивали радиус действия бомбы.

Опыт 2. Демонстрация на экране

Было бы не справедливо не вспомнить сегодня о порохе. В основном во время войны использовался порох нитроцеллюлозный (бездымный) и реже чёрный (дымный). Основой первого является высокомолекулярное взрывчатое вещество нитроцеллюлоза, а второй представляет собой смесь (в %): нитрат калия- 75, углерод-15, сера-10. Грозные боевые машины тех лет- легендарная «катюша» и знаменитый штурмовик ИЛ-2-были вооружены реактивными снарядами.

Дымовые завесы

Опыт 3. Дым без огня. В один чисто вымытый цилиндр налейте несколько капель концентрированной соляной кислоты, а в другой – раствор аммиака. Оба цилиндра закройте крышками и поставьте друг от друга на некотором расстоянии. Перед опытом показывают, что цилиндры пусты. Во время демонстрации цилиндр с соляной кислотой (на стенках) переворачивают вверх дном и ставят на крышку цилиндра с аммиаком. Крышку уберите, образуется белый дым.

Блок 2

Большая ответственность в годы ВОВ легла на плечи ученых-химиков, которые «сражались с врагом» в своих лабораториях, создавая вещества, нашедшие широкое применение в оборонной промышленности. Свой вклад в Победу внесли многие ученые-химики.

Ученики:

1.Игорь Васильевич Петрянов-Соколов всю жизнь занимался изучением аэрозолей. Еще работая в должности младшего химика в Физико-химическом институте им. Карпова, Петрянов-Соколов начал свою работу в лаборатории аэрозолей и разработал способ получения ультратонких полимерных волокон, которые позволили создать в военное время лучший в мире противогаз.

2.Вклад академика Н. Н. Семенова в обеспечение победы в войне определялся разработанной им теорией цепных реакций. Эта теория давала возможность ускорять реакции вплоть до образования взрывной лавины, замедлять их и даже останавливать на любой промежуточной стадии. Эти реакции были использованы при производстве патронов, артиллерийских снарядов, взрывчатых веществ, зажигательных смесей для огнеметов. Эти снаряды, гранаты, мины использовались против «неуязвимых» немецких «тигров», вызывая у гитлеровского командования недоумение. Эти снаряды пробивали броню толщиной 200 мм, были применены в танковом сражении на Курской дуге.

3.Советские самолеты-штурмовики ИЛ-2 фашисты называли «черной смертью», их было выпущено 42 тысячи. Броню для ИЛ-2 создали академики С. Т. Кошкин и Н. М. Скляров.

4.В 1942-1943 годах под руководством Китайгородского И. И. разработан рецепт получения бронестекла, прочность которого в 25 раз превосходила прочность обычного стекла. На его основе создали прозрачную пуленепробиваемую броню для кабин самолетов.

5.Одними из первых разработчиков технологии изготовления пенициллина были и советские учёные. В изучении свойств пенициллина и получении этого препарата многого достигла Зинаида Виссарионовна Ермольева, выдающийся советский ученый-микробиолог и эпидемиолог.

Большое число раненых в первом периоде Великой Отечественной войны требовало интенсивной разработки и немедленного введения в медицинскую практику высокоэффективных препаратов для борьбы с раневой инфекцией.. Уже в 1943 г. лаборатория начала готовить пенициллин для клинических испытаний. Работая практически круглосуточно, в чрезвычайно трудных условиях военных лет, З. В. Ермольева и ее ученики получали, испытывали на активность, стерильность и безвредность и отправляли в клиники драгоценный препарат.
6.Мы склоняем головы перед светлой памятью тех, кто не вернулся с войны. Памяти химиков-фронтовиков посвятил свое стихотворение старший преподаватель МХТИ, бывший фронтовик З.И.Барсуков.

«Кто про химика сказал: Мало воевал.

Кто сказал: он маловато крови проливал?»

Я в свидетели зову химиков-друзей, -

Тех, кто смело бил врага до последних дней

Тех, кто с армией родной шел в одном строю,

Тех, кто грудью защищал Родину мою.

Сколько пройдено дорог, фронтовых путей…

Сколько полегло на них молодых парней…

Не померкнет никогда память о войне,

Слава химикам живым, павшим – честь вдвойне!!!

Блок 3

Применение алюминия, свинца, никеля, меди в военном деле.

Металлов много есть, но дело не в количестве:

В команде работящей металлической

Такие мастера, такие личности!

Преуменьшать нам вовсе не пристало

Заслуги безусловные металлов…

Роль металлов в годы войны.

Ученики:

1.Алюминий называют крылатым металлом, т.к его сплавы с магнием, марганцем, бериллием, натрием, кремнием, используются в самолетостроении. Тончайший алюминиевый порошок использовался для получения горючих и взрывчатых смесей. Об этом можно судить по рассказу о зажигательных бомбах. Алюминий использовали для активной защиты самолетов. Так при отражении налетов авиации на Гамбург, операторы немецких радиолокационных станций обнаружили на экранах приборов неожиданные помехи, которые делали невозможным распознавание сигналов от приближающихся самолетов. Помехи были вызваны лентами из алюминиевой фольги, которые сбрасывали самолеты союзников. При налетах на Германию было сброшено примерно 20 тысяч тон алюминиевой фольги. В годы войны инженером Головкиным был разработан непрерывный способ производства литой алюминиевой проволоки диаметром до 9мм. Потребность в ней была громадной. Каждому, кто летал на самолете, приходилось видеть бесконечные ряды заклепок на крыльях и фюзеляже. Так вот на истребители военного времени их число доходило до 2тыс. штук, а на бомбардировщике даже до миллиона.

2.Свинец С изобретением огнестрельного оружия на изготовление пуль для оружий, пистолетов и картечи, для артиллерии стали расходовать много свинца.

Свинец – тяжелый металл, его плотность 11,34 именно это обстоятельство послужило причиной массового использования свинца в огнестрельном оружии.

Свинцовыми металлическими снарядами пользовались еще в древности: пращники армии Ганнибала, они метали в римлян свинцовые шары. И сейчас пули отливают из свинца, лишь оболочку делают из других, более твердых металлов. Любая добавка к свинцу увеличивает его твердость. В свинец идущий на изготовление шрапнелей, добавляют до 12% сурьмы, а в свинец ружейной дроби 1% мышьяка. Без инициирующих взрывчатых веществ, не одно скорострельное оружие действовать не будет. Среди веществ этого класса преобладают соли тяжелых металлов. Используют, в частности, азид свинца PBN6.

Свинец не раз решал судьбу грандиозных военных баталий, за что его стали называть “смертоносным” металлом.

3.Никель На службу войне были поставлены и другие металлы. В первой половине прошлого столетия никель добывался в небольших количествах и стоил очень дорого. Он считался, поэтому ювелирным металлом. Позднее никель стали добавлять в стальную броню. Долгие годы это было его основное применение. Однако позже он стал неотъемлемой составляющей бронированных орудий и танков. Вот что пишет С. Гагарин в произведении “ Три лица Януса” о роли никеля в Отечественной войне. “На подводной лодке “Валькирия”, исчезнувшей при загадочных обстоятельствах для германского командования, находилось 160 тонн никеля в слитках и монетах США и Канады. Никель был такой же сложной проблемой для Германии, как горючее, а может и сложней. Ведь горючее из нефти можно хоть чем-то заменить. Никель же незаменим. Без никеля нет брони. Без брони нет танков. Без танков нет победы на военных дорогах второй мировой войны. Природа обделила Германию никелем. Незначительные запасы его есть в Рейнской долине. Основную часть никеля Германия получала из Канады. Началась война, и канадский никель был потерян для Рейха. Гитлер захватил Грецию, а вместе с ней и никелевые рудники. Вассальная Финляндия открыла для немцев рудники на севере в районе Петсамо. Там работали заключенные и военнопленные. Целый эсэсовский корпус обеспечивал охрану рудников и гарантировал бесперебойную добычу красного колчедана и отправку его в Германию на металлургические заводы. Когда советские танки Т-34 появились на полях сражений, немецкие специалисты были поражены неуязвимостью их брони. По приказу из Берлина первый же захваченный Т-34 был доставлен в Германию. Здесь за него взялись химики. Они установили: что русская броня содержит большой процент никеля, что делает ее сверхпрочной. Недостаток никеля в стали привел к тому, что в 1944 г. имперские военные заводы вынуждены были изготовлять танковую броню повышенной толщины и “тигры”, и “пантеры”, “фердинанды”, одетые в нее, оказывались тяжелее и слабее советских танков и самоходок”. Броня с повышенным содержанием никеля не только оказалась самой прочной, но и имела самые выгодные углы наклона, поэтому была неуязвимой.

Тепло отозвался о танке Т-34 прославленный маршал И.С. Конев. Он писал: “ Не было лучшей боевой машины ни в одной армии. До самого конца войны Т-34 оставался непревзойденным. Как мы были благодарны за него нашим уральским рабочим и инженерам!”

4.Медь. В годы ВОВ главным потребителем меди была военная промышленность. Сплав меди (90%) и олова (10%) – пушечный металл. Гильзы патронов и артиллерийских снарядов обычно желтого цвета. Они сделаны из латуни – спала меди (68%) с цинком (32%). Большинство артиллерийских латунных гильз используется неоднократно. В годы войны в любом артиллерийском дивизионе был человек (обычно офицер), ответственный за своевременный сбор стреляных гильз и отправку их на перезарядку. Высокая стойкость против разъедающего действия соленой воды характерна для морских латуней. Это латуни с добавкой олова. Металлы: олово, цинк и медь – образуют бронзу. Из бронзы во всем мире изготавливают памятники воинам. В Трептов-парке в г.Берлине у памятника воинам Советской Армии, павшим при штурме столицы фашисткой Германии, отлиты 5 огромных (до 5 м в диаметре_ бронзовых венков, лежащих на братских могилах.) Там же, в Мемориальном зале Мавзолея, воинам Советской Армии на постаменте из черного лабрадора в золотом ларце хранится книга с именами героев, павших смертью храбрых при героическом штурме столицы Германии.

5. Золото.В 1943 году датский физик лауреат Нобелевской премии Нильс Бор, спасаясь от гитлеровских оккупантов был вынужден покинуть Копенгаген. Но у него хранились две золотые Нобелевские медали его коллег – немецких физиков – антифашистов Джеймса Франка и Макса фон Лауэ (медаль самого Бора была вывезена из Дании раньше).

Не рискуя взять медали с собой, ученый растворил их в царской водке поставил ничем не примечательную бутылку подальше на полку, где пылилось много таких же бутылок и пузырьков с различными жидкостями. Вернувшись после войны в свою лабораторию, Бор прежде всего нашёл драгоценную бутылку. По его просьбе сотрудники выделили из раствора золота и заново изготовили обе медали.

В конце второй мировой войны правители «независимого» Словацкого

государства, сформированного Гитлером в 1939 г. На территории Чехословакии, задумали припрятать часть золотого запаса страны. Когда линия фронта значительно приблизилась, эсэсовцы окружили здание банка, и офицер, угрожая служащим расстрелом, приказал сдать ценности. Через несколько минут ящики с золотом перекочевали из сейфов в эсэсовские грузовики. Дельцы радостно потирали руки, не подозревая, что в ящиках хранятся слитки «золота», предусмотрительно изготовленные директором монетного двора из… олова! Настоящее же золото осталось в тайниках банка дожидаться окончания войны. Как вы понимаете, директор банка сильно рисковал, ведь существует несколько достаточно простых способов, с помощью которых можно отличить золото от подделки.

а) определить плотность «золота»;

б) подействовать на «золото» концентрированной азотной кислотой (настоящее золото не раствориться);

в) в конце концов попробовать на зуб (настоящее золото мягкое, и на нем останется след от зубов).

Блок 4

Завершаем урок мы символическим салютом в честь тех, кто ковал победу на полях сражений и в тылу.

Опыт 4. «Звездный» дождь». Поместите на лист чистой бумаги, тщательно перемешивая, по три ложечки перманганата калия, угольного порошка и порошка восстановленного железа. Полученную смесь высыпьте в железный тигель, укреплённый в кольце штатива и нагрейте пламенем спиртовки.