Dylematy moralne w nauce Broń chemiczna Bojowe środki pomocnicze Substancje wybuchowe Zastosowanie materiałów wybuchowych

Broń chemiczna Do działań zbrojnych wykorzystywane były i wykorzystuje się nadal właściwości chemiczne substancji (pierwiastków, związków chemicznych: wybuchowe (np. proch czarny, bezdymny) żrące (np. CaO) zapalające (np. biały fosfor, napalm, ogień grecki – mieszanina ropy naftowej, siarki i CaO) trujące (np. kurara, cykuta, polon) Broń chemiczna – substancje chemiczne stosowane w celach militarnych (rażenie ludzi) oraz środki jej przenoszenia

Broń chemiczna – chlor Cl2(g) + H2O  HCl(c) + HClO(c) Chlor – (zastosowany w I wojnie przez Niemców, pionierem zastos. jako broni był Fritz Haber) Właściwości toksyczne wynikają z rekcji: Cl2(g) + H2O  HCl(c) + HClO(c) Gazowy chlor jak i produkt reakcji chloru z wodą kwas chlorowodorowy są bardzo dobrze rozpuszczalne w wodzie Kwas HCl wykazuje działanie drażniące na błony śluzowe Chlor jest gazem o barwie żółtozielonej i ostrej drażniącej woni, gęstości większej od gęstości powietrza atmosferycznego Ochrona – maski przeciwgazowe Zastosowanie chloru: dezynfekcja wody, bielenie tkanin i papieru, otrzymywanie kwasu HCl

Broń chemiczna – fosgen Fosgen (dwuchlorek karbonylu) COCl2 Gaz bezbarwny, w małych stężenia o zapachu siana, Tw = 8,3oC Otrzymywanie: CO + Cl2  COCl2 Niszczy białka pęcherzyków płucnych powodując uduszenie się Fosgen otrzymał F. Haber, został zastosowany w I wojnie światowej Obecne zastosowanie fosgenu: Otrzymywanie poliwęglanów i izocyjanianów (R – N = C = O) Poliwęglany i izocyjaniany stosowane są do produkcji tworzyw sztucznych – poliuretanów O || C / \ Cl Cl

Broń chemiczna – związki organiczne Luizyt (stosowany jako środek bojowy do lat 50 XX w. Cl – CH = CH – AsCl2 Gaz o dużej przenikliwości, przenika również przez wyroby gumowe Właściwości toksyczne wynikają z obecności w cząsteczce arsenu oraz produktu rozkładu w organizmie: HCl Iperyt siarkowy – gaz musztardowy Cl – CH2 – CH2 – S – CH2 – CH2- Cl (tioeter) Ciecz trudno rozpuszczalna w wodzie o zapachu musztardy W organizmie następuje odszczepienie anionu Cl-, powstaje kation sulfoniowy, który łączy się z nukleotydem guaninowym w DNA blokując podziały komórkowe, ma działanie cotostatyczne, stąd zastosowanie w leczeniu nowotworów

Broń chemiczna – związki organiczne Iperyt azotowy – mustyna Cl – CH2 – CH2 – N(CH3) – CH2 – CH2 – Cl (chloropochodne aminy) Ciecz bezbarwna o zapachu psujących się ryb, o podobnym działaniu jak iperyt siarkowy Działanie cotostatyczne - zastosowanie w leczeniu nowotworów Podział broni chemicznej ze względu na jej działanie Paraliżujące Sarin, soman, tabun Parzące Luizyt, iperyty Duszące Chlor, fosgen Drażniące Oksym fosgenu, kapsaicyna, gazy łzawiące Ogólnie działające Cyjanowodór, cyjanki Psychochemiczne LSD

Bojowe środki pomocnicze Bojowe środki pomocnicze – chemiczne środki bojowe przeznaczone do stosowania w warunkach cywilnych (unieszkodliwienie ludzi bez trwałego uszczerbku zdrowia) Gazy łzawiące (lakrymatory) Kapsaicyna (gaz pieprzowy /paprykowy): gaz nie rozpuszczalny w wodzie, rozpuszcza się w alkoholach i tłuszczach substancja o silnym działaniu drażniącym, otrzymywania z papryki chili działa na nerwy czuciowe, na skórze uczucie palenia, po dostaniu się do układu oddechowego wywołuje silny kaszel stosowany w medycynie do maści łagodzących bóle i w leczeniu łuszczycy

Substancje wybuchowe Wybuch – gwałtowna reakcja spalania lub rozkładu z jednoczesnym wydzieleniem dużej ilości produktów gazowych i energii cieplnej i powstaniem fali uderzeniowej Proch czarny (Chiny IX w.) mieszanina węgla drzewnego, siarki KNO3 lub NaNO3 Wybucha w wyniku spalania, substancją utleniającą jest saletra potasowa lub sodowa

Broń chemiczna – „nitrogliceryna” Triazotan(V) glicerolu – ester kwasu azotowego(V) i propano-1,2,3-triolu otrzymany w pł. XIX w. przez Ascanio Sobrero CH2 – OH CH2 – O – NO2 | | CH – OH + 3 HNO3  CH – O – NO2 + 3 H2O CH2 – OH CH2 – O – NO2 żółtawa oleista ciecz, toksyczna, o gęstości 1,5 większej od gęstości wody, Tp = 11oC stęż. H2SO4

Broń chemiczna –”nitrogliceryna” ulegająca gwałtownemu rozkładowi pod wpływem wstrząsu lub temperatury 4 C3H5O3(NO2)3  12 CO2 + 6 N2 + 10 H2O + O2 Objętość produktów gazowych jest ok. 1500 razy większa od ilości substancji, temperatura w trakcie rozkładu ok. 5000oC, fala uderzeniowa rozchodzi się 30-krotnie szybciej niż dźwięku zastosowanie: produkcja dynamitu składnik paliw rakietowych medycyna – lek nasercowy (rozszerzanie naczyń krwionośnych)

Inne substancje wybuchowe Trotyl (TNT) – 2,4,6-trinitrotoluen Ulega detonacji pod wpływem czynnika uderzeniowego Kwas pikrynowy – 2,4,4-trinitrofenol Ulega detonacji w kontakcie z metalami lub tlenkami metali Nitrokuban –oktanitrokuban Najsilniejsza substancja wybuchowa 2 C7H5N3O6  2 N2 + 5 H2 + 12 CO + 2 C

Inne substancje wybuchowe Proch bezdymny – nitroceluloza XIXw. – Christian Schȍnbein Ester kwasu azotowego(V) i celulozy Pierwotnie stosowany do produkcji taśm filmowych (łatwopalne) Obecnie produkcja prochu bezdymnego do pocisków snajperskich i artyleryjskich Siła wybucha większa od prochu czarnego Napalm Mieszanina rozpuszczonych w węglowodorach ciekłych soli kwasów organicznych: stearynowego, naftenowego palmitynowego, laurynowego i glinu Dodatkiem powodującym samozapłon w kontakcie z powietrzem jest trietyloglin (zw. metaloorganiczny) Al(C2H5)3 Ciecz o dużej lepkości, temp. spalania 1200oC

Zastosowanie materiałów wybuchowych Ognie sztuczne Materiał wybuchowy – proch czarny Zapalnik Fajerwerki/gwiazdy) zawierają sole metali, których kationy barwią światło: Sr, Li – czerwona/karmin Ca – ceglasto-pomarańczowa Na – żółta Mg, Al – biała Ba – zielono-żółte Zn – zielona Cs – niebiesko-różowe Sn – jasnoniebieska

Zastosowanie materiałów wybuchowych Fotel katapultowy – urządzenie ratunkowe do szybkiej ewakuacji z samolotu W razie zagrożenia następuje wystrzelenie fotela z pilotem przez prochowy silnik rakietowy Poduszka powietrzna – urządzenie chroniące przed skutkami zderzenia Zawiera zapalnik i ładunek pirotechniczny, który jest mieszaniną azydku sodu NaN3, azotanu(V) potasu – KNO3, tlenku krzemu – SiO2 W wyniku zderzenia zachodzą reakcje chemiczne: 2NaN3  2Na + 3N2 10Na + 2KNO3  K2O + 5Na2O + N2 K2O + SiO2  K2SiO3 Na2O + SiO2  Na2SiO3 Pirotechniczne napinacze pasów bezpieczeństwa Zapalnik i ładunek wybuchowy wmontowane w zamek pasa, w trakcie zderzenia następuje cofnięcie zamka i napięcie pasa