Gaz musztardowy: nazwa, wzór, charakterystyka i interesujące fakty dotyczące substancji

Pierwszy atak chemiczny w historii został przeprowadzony 22 kwietnia 1915 r. Przez wojska niemieckie w pobliżu belgijskiego miasta Ypres. W jakości trująca substancja W tym czasie używano chloru, który stał się pierwszym rodzajem broni chemicznej. Po pierwszym ataku nastąpił drugi, 31 maja tego samego roku, na froncie wschodnim, używając fosgenu. 12 maja 1917 roku, po kilku kolejnych epizodach udanego stosowania innych toksycznych substancji (agentów), ponownie przeprowadzono atak chemiczny w pobliżu Ypres - używając gazu musztardowego, zwanego później "musztardą" na polu bitwy.

Historia

Ojczyzna gaz musztardowy można uznać za Belgię. Jej rodowity fizyk, Cesar Depre, po raz pierwszy w 1822 roku zsyntetyzował tę substancję. Otrzymał gaz musztardowy po wystawieniu na działanie chlorku etylenu i siarki (dichlorek siarki). Gaz musztardowy otrzymał także Rich w 1854 r., A Frederick Guthrie w 1860 r., Stosując te same odczynniki. Ten ostatni, w swoich badaniach, już mówił o szkodliwym działaniu gazu.

Po raz pierwszy czysty gaz musztardowy otrzymał niemiecki naukowiec Wiktor Meyer. Zamiast bezpośredniej syntezy wykorzystał trójchlicyklol i trichlorek fosforu. Meyer opisał szczegółowo fizyczne i chemiczne właściwości tego związku.

Podczas I wojny światowej i po niej Lommel i Steinkopf badali gaz (wtedy pojawiła się oryginalna nazwa tej substancji, Lost). Dzięki ich badaniom Niemcy zdołały zastosować utratę już w 1917 roku. Zastosowana metoda przygotowania była taka sama jak w przypadku Meyera, zamiast trichlorku węgla stosowano tylko chlorek tionylu.

Po atakach gazowych kraje Ententy zdały sobie sprawę z skuteczności działania gazu musztardowego i po pewnym czasie rozpoczęły produkcję.

W Niemczech Guillera produkcja gazu musztardowego miała ogromne znaczenie: objętość wyprodukowanego OM zmierzono w setkach tysięcy ton. Jego zniszczenie po wojnie zajęło około dziesięciu lat.

Wartość i korzyści

Przed gazem musztardowym Niemcy używali trującego chloru i duszącego fosgenu / difosgenu (a także ich mieszanin w różnych proporcjach) - gazowego OM. Ze względu na swoją efektywność miały także wady: zależność od warunków meteorologicznych, trudności z dostawą i instalacją butli gazowych, źle kontrolowany promień uszkodzenia. Wraz z wynalezieniem amunicji do artylerii ze środkami, stało się możliwe użycie trujących substancji w dowolnym stanie skupienia: ciekłym, stałym, gazowym. Tutaj znajdują się stałe związki z arsenem. Jednak kraje Ententy szybko ulepszyły maski przeciwgazowe, a środki te stały się nieskuteczne.

Wraz z nadejściem musztardy rozpoczął się nowy etap rozwoju materii organicznej. Główna cecha "Zagubionego gazu" była działaniem na skórę - oprócz narządów oddechowych oddziaływała również na oczy i okolice ciała, przenikając pod ubraniem i butami, nie używając masek przeciwgazowych. Ponadto, gaz musztardowy miał niską lotność - pozwalał "infekować" nie siłę życiową, ale całe sekcje terenu.

Ze względu na tę przewagę nad innymi środkami chemicznymi pierwszej generacji, gaz musztardowy pozostawał "w służbie" przez długi czas, a jego produkcja w dużych ilościach trwała do połowy XX wieku.

Struktura

Systematyczna nazwa musztardy to siarczek 2,2-dichlorodietylu. W Anglii i Stanach Zjednoczonych nazywane jest "gazem musztardowym" ze względu na charakterystyczny kaustyczny zapach czosnku. W Niemczech gaz otrzymał nazwy kodowe H (dla technicznych), HS i później HD - dla substancji destylowanej.

Formuła gorczycznego gazu jest względnie nieskomplikowana.

Właściwości fizyczne

W normalnych warunkach (ciśnienie atmosferyczne, temperatura 20 ^o C), gaz musztardowy jest lotną oleistą cieczą. Charakterystyczny zapach i żółtawy kolor dają zanieczyszczenia. Nie rozpuszcza się w wodzie, ale hydrolizuje (rozkłada), tworząc tiodiglikol. Jest ograniczony w alkoholu, a w rozpuszczalnikach organicznych - eterze, benzenie, chloroformie, olejach zwierzęcych i roślinnych - bardzo dobrze. Jest także dobrze rozpuszczalny w innych środkach chemicznych, co pozwala na tworzenie mieszanin kilku substancji.

Właściwości chemiczne i neutralizacja

Chociaż wcześniej w artykule wspomniano, że trujący gaz musztardowy ulega hydrolizie w wodzie, w praktyce często obserwowano następujące zjawisko: musztarda, przechowywana przez kilka lat w niesprzyjających warunkach, w wilgotnych pomieszczeniach lub w uszkodzonych cylindrach, traciła niewiele ze swojej aktywności. To nie odpowiada danym laboratoryjnym: jeśli substancja jest hydrolizowana, przestaje istnieć w swojej pierwotnej postaci molekularnej (na gaz) i traci swoje właściwości. Ta sprzeczność tłumaczy się tym, że woda i gaz musztardowy nie są mieszalnymi cieczami: intensywne mieszanie zachodzi w laboratorium podczas hydrolizy, a reakcja przechodzi przez całą objętość, aw warunkach polowych woda pokrywa gaz musztardowy warstwą, a reakcja zachodzi tylko na styku dwóch mediów, tak a to jest bardzo powolne i odwracalne.

Dla odgazowywania (neutralizacji) musztardy w dużych ilościach wybielaczy, w powszechnym "wybielaczu" jest szczególnie ważne. Zastosuj go w postaci stężonego roztworu wodnego, w którym namoczone przedmioty są dokładnie przemieszane. Podchloryny są najbardziej korzystne ekonomicznie: są tanie i są produkowane w dużych ilościach.

W ostatnich dziesięcioleciach chloraminy stały się ważne dla odgazowywania trującego gazu musztardowego. Chloramina T jest jedną z najważniejszych w praktycznym zastosowaniu W porównaniu ze złożonym wpływem wybielacza na musztardę, reakcja z solą sodową chloraminy T jest prosta: utlenia się siarka w siarczku dichlorodietylu i tworzy się produkt dodawania do niej chloraminy. Na bazie chloraminy T w USA powstała mieszanina odpowiednia do odgazowywania nawet instrumentów i samochodów.

Pozostałe mieszaniny odgazowujące, chociaż mogą być bardziej wydajne, mają jedynie ograniczone zastosowanie w praktyce ze względu na wysokie koszty surowców i złożoność produkcji.

Jedną z reakcji jakościowych, która umożliwia wykrycie 10 mg gazu musztardowego na 1000 litrów powietrza, jest reakcja ze chlorkiem złota (II), który charakteryzuje się pojawieniem żółtawego osadu w roztworze chlorku, oraz przy wysokich stężeniach gazu musztardowego, czerwonawo-żółtych, oleistych kropelek.

Pierwsze

Istnieją trzy główne sposoby wytwarzania gazu musztardowego w laboratorium i na skalę przemysłową.

Pierwszą jest reakcja etylenu z ditlenkiem siarki. Ta metoda została opracowana przez Guthrie.

Druga metoda została odkryta przez Meyera i polegała na działaniu na tiodiglikol przez czynniki chlorujące: chlorki fosforu, chlorowodorek, chlorek tionylu.

Trzecia metoda została opracowana w 1942 r. Przez Lazier w USA. Opiera się na oddziaływaniu siarkowodoru z chlorkiem winylu w obecności organicznych nadtlenków jako katalizatorów. Wydajność produktu może osiągnąć 75% - jest to wysoka liczba dla syntezy organicznej.

Działanie na ciele

Gaz musztardowy jest trującym i zatrutym środkiem trującym. Działa na wszystkie części ciała, dlatego ochrona przed nim wymaga specjalnego ubrania, pokrywającego całą powierzchnię ciała.

Musztarda musi mieć ukryty okres działania, to znaczy, zaraz po kontakcie ze skórą, nie będzie żadnych objawów i dopiero po 2-6 godzinach pojawi się zaczerwienienie, zapalenie - naskórek zostaje odrzucony. Naskórek ustaje, a ropnie i owrzodzenia pojawiają się na swoim miejscu, wymagając długotrwałego leczenia. Jeśli nie ma takiego leczenia, śmierć następuje między kilkoma godzinami a jednym miesiącem (w zależności od dawki leku).

Gdy gaz musztardowy wejdzie w kontakt z oczami, zaczyna się stan zapalny przedniej części oka, szczególnie rogówki (możliwa jest nawet utrata widzenia z powodu zmętnienia). Następnie rozwija się ropne zapalenie spojówek i martwica tkanek, co wymaga długotrwałego leczenia.

Działanie musztardy na układ oddechowy jest zlokalizowane w górnym układzie oddechowym. Pojawia się krwawienie wewnętrzne, pojawiają się ogniska ropne i zgorzelinowe, aw wysokich stężeniach może rozwinąć się obrzęk płuc.

Ogólny efekt zatrucia musztardą wynika z faktu, że nie tylko oddziałuje on z dotkniętymi obszarami, ale jest również absorbowany do krwioobiegu i rozprzestrzenia się po całym ciele, co objawia się zaburzeniami krążenia, toksycznym krwawieniem z nerek, przewodu pokarmowego i mózgu.

Oparte na musztardzie modyfikacje

Wiadomo, że przed II wojną światową i podczas niej wojskowe laboratoria chemiczne w USA i Anglii zajmowały się levinsteinem iperytem, ​​mieszaniną zwykłego gazu musztardowego z wielosiarczkami, których struktura zawierała długie łańcuchy atomów siarki. Trudno jest ocenić znaczenie militarne tej substancji.

Po pierwszej wojnie światowej wspomniany już Steinkopf uzyskał dwubromo- i dijodo-dietylosulfidy (tak zwane utracone bromem i utracone z jodu). Nie znalazły szerokiego zastosowania, ponieważ odpowiadają konwencjonalnemu gazowi musztardowemu pod względem wydajności i są znacznie droższe w produkcji.