Гірчичний газ: назва, формула, характеристика та цікаві факти про речовину

Перша в історії хімічна атака була проведена 22 квітня 1915 року німецькими військами поблизу бельгійського міста Іпр. В якості отруйної речовини в той раз був використаний хлор, що став першою різновидом хімічної зброї. За першою атакою послідувала друга, 31 травня того ж року на Східному фронті - з застосуванням фосгену. 12 травня 1917 року, ще через кілька епізодів успішного використання інших отруйних речовин (ОР), знову біля Іпра була проведена хімічна атака - з застосуванням гірчичного газу, пізніше за місцем битви отримав назву "іприт".

Історія

Батьківщиною гірчичного газу можна вважати Бельгію. Її уродженець, фізик Сезар Депре, вперше в 1822 році синтезував це речовина. Він отримав гірчичний газ при дії на етилен хлористої сірки (дихлорида сірки). Гірчичний газ також був отриманий Річем в 1854 році і Фредеріком Гутрі у 1860 році з використанням тих же реагентів. Останній у своїх дослідженнях вже говорив про вражаючому дії газу. Вперше в чистому вигляді гірчичний газ був отриманий німецьким вченим Віктором Мейером. Замість прямого синтезу він використовував тіодигліколь і треххлористый фосфор. Мейєр докладно описав фізичні і хімічні властивості цього з'єднання.


Під час Першої світової війни і після неї вивченням газу займалися Ломмель і Штейнкопф (тоді з'явилося первісна назва цієї речовини - Lost). Завдяки їх дослідженням, Німеччина змогла застосувати Lost вже в 1917 році. Метод отримання використовувався той же, що у Мейєра, тільки замість трихлористого вуглецю застосовували тионилхлорид. Після газових атак країни Антанти усвідомили ефективність іприту і через деякий час також налагодили його виробництво. У гилеровской Німеччини виробництва іприту приділялося велике значення: обсяг виробленого ІВ вимірювався сотнями тисяч тонн. Його знищення після війни зайняло близько десяти років.

Значення і переваги

До гірчичного газу німці використовували отруйний хлор і задушливі фосген/дифосген (а також їх суміші в різних пропорціях) - газоподібні ІВ. При всій ефективності вони мали і недоліки: залежність від метеорологічних умов, труднощі з доставкою і установкою газових балонів, погано контрольований радіус ураження. З винаходом артилерійської стрільби з боєприпасами ІВ з'явилася можливість використовувати отруйні речовини в будь-якому агрегатному стані: рідкому, твердому, газоподібному. Тут знайшли застосування тверді з'єднання з миш'яком. Проте країни Антанти швидко вдосконалювали протигази, і ці ІВ стали малоефективними.

З появою іприту почався новий етап розвитку ІВ. Головною особливістю газу Lost було шкірно-протинаривнийо дія - крім органів дихання, він вражав також очі та ділянки тіла, проникаючи під одяг і взуття, протигази при цьому не рятували. До того ж іприт володів малою летючістю - це дозволяло "заражати" не живу силу, а цілі ділянки місцевості. Завдяки цьому ряду переваг перед іншими ОВ першого покоління, іприт довго залишався "в строю", його виробництво у великих обсягах мало місце аж до середини XX століття.

Структура

Систематичне найменування іприту - 22'-дихлордиэтилсульфид. В Англії і США він називається "гірчичний газ" по характерному їдкому чесночному запаху. У Німеччині газ отримав кодові назви H (для технічного), HS і пізніше HD - для перегнанного речовини.
Формула гірчичного газу відносно нескладна.

Фізичні властивості

При нормальних умовах (атмосферному тиску, температурі 20 o C) іприт - летюча масляниста рідина. Характерний запах і жовтуватий колір їй надають домішки. У воді не розчиняється, а гідролізується (розпадається) з утворенням тиодигликоля. Розчинний у спирті обмежено, а в органічних розчинниках - ефірі, бензолі, хлороформі, тварин і рослинних оліях - дуже добре. Також добре розчиняється в інших ОВ, що дозволяє створювати суміші з декількох речовин.

Хімічні властивості та знешкодження

Хоча раніше у статті згадувалося, що у воді отруйний гірчичний газ піддається гідролізу, на практиці часто спостерігалося наступне: іприт, що зберігався за кілька років у несприятливих умовах, у вологих приміщеннях або в пошкоджених балонах, мало втрачав свою активність. Це не відповідає лабораторними даними: якщо речовина гідролізується, воно перестає існувати у первісному молекулярному (для газу) вигляді і втрачає свої властивості. Таке протиріччя пояснюється тим, що вода і іприт - не змішуються рідини: в лабораторії при гідролізі постійно відбувається інтенсивне перемішування, і реакція йде по всьому об'єму, а в польових умовах вода покриває гірчичний газ шаром, і реакція йде тільки на межі двох середовищ, та й то вкрай повільно і оборотно.

Для дегазації (знешкодження) іприту у великих обсягах особливе значення має хлорне вапно, в простолюдді "хлорка". Застосовують її у вигляді концентрованого водного розчину, в якому вимочують заражені предмети, ретельно перемішуючи. Гіпохлорити найбільш вигідні в економічному плані: вони коштують недорого і виробляються у великих кількостях. В останні десятиліття велике значення для дегазації отруйної гірчичного газу придбали хлораміни. Один з найбільш важливих у практичному застосуванні - хлорамін T. порівняно з комплексною дією хлорного вапна на іприт, реакція з натрієвою сіллю хлораміну T проста: сірка в дихлордиэтилсульфиде окислюється, і утворюється продукт приєднання до неї хлораміну. На основі хлораміну T в США була створена суміш, придатна для дегазації навіть приладів і автомашин. Інші дегазирующие суміші, хоч вони і можуть бути більш ефективними, мають лише обмежене застосування на практиці через дорожнечу сировини і складності виробництва. Одна з якісних реакцій, що дозволяє виявити 10 мг гірчичного газу в 1000 літрах повітря - реакція з хлоридом золота (II), що характеризується появою жовтуватого осаду в розчині хлориду, а при великих концентраціях іприту - червонувато-жовтих маслянистих крапель.

Отримання

Існує три основних способи отримання іприту в лабораторії і в промислових масштабах. Перший - реакція етилену з дихлоридом сірки. Цей спосіб був розроблений Гутрі. Другий спосіб був відкритий Мейером і полягав у дії на тіодигліколь хлоруючий агентами: хлоридами фосфору, хлороводором, тіонілхлоридом. Третій спосіб був розроблений в 1942 році Лазьером в США. Він заснований на взаємодії сірководню з вінілхлоридом в присутності органічних перекисів в якості каталізаторів. Вихід продукту може досягати 75% - це високий показник для органічного синтезу.

Дія на організм

Гірчичний газ - отруйну речовину шкіряно-наривної та общепоражающего дії. Він діє на всі ділянки організму, тому для захисту від нього необхідна спеціальна одяг, що закриває всю поверхню тіла. Іприт має прихований період дії, тобто безпосередньо після потрапляння на шкіру ніяких симптомів не буде, і тільки через 2-6 годин з'являється почервоніння, запалення - йде відторгнення епідермісу. Епідерміс відмирає, і на його місці з'являються нагноєння і виразки, які потребують тривалого лікування. Якщо ж таке лікування відсутня, смерть наступає в проміжку від декількох годин до одного місяця (залежно від дози ІВ). При попаданні іприту на очі починається запалення передніх відділів ока, особливо рогівки (можлива навіть втрата зору, викликана її помутнінням). Далі розвивається гнійний кон'юнктивіт і некроз тканин, що вимагає тривалого лікування. Дія іприту на органи дихання локалізується у верхніх відділах дихальної системи. З'являється внутрішня кровотеча, виникають гнійні і гангренозные вогнища, при великих концентраціях може розвинутися набряк легень. Общеотравляющее дія іприту пов'язано з тим, що він не тільки взаємодіє з ураженими ділянками, але і всмоктується в кров і розноситься по всьому організму, що проявляється в порушенні кровообігу, токсичних ниркових, шлунково-кишкових і мозкових кровотечах.

Модифікації на основі іприту

Відомо, що перед Другою світовою війною і під час неї у військово-хімічних лабораторіях США і Англії займалися іпритом Левинштейна - сумішшю звичайного іприту з полисульфидами, в будові яких містилися довгі ланцюжка атомів сірки. Про військовому значенні цієї речовини за наявними даними судити важко. Вже згаданим Штейнкопфом після Першої світової війни були отримані дибром - і дийоддиэтилсульфиды (так звані бром-Lost і йод-Lost). Широкого застосування вони не отримали, так як за ефективністю відповідають звичайному іприту, а у виробництві значно дорожче.