Посвящается 175-летию со дня рождения Д.И. Менделеева

ФЕСТИВАЛЬ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИХ И ТВОРЧЕСКИХ РАБОТ УЧАЩИХСЯ «ПОРТФОЛИО»
«РАБОТА Д.И.МЕНДЕЛЕЕВА ПО СОЗДАНИЮ БЕЗДЫМНОГО ПОРОХА В РОССИИ»
Выполнил: Стригаев Александр ученик 10 класса НОУ ЧШ «Радуга»
Руководитель :Борзова Ольга Александровна

ПРОБЛЕМА И ГИПОТЕЗА ИССЛЕДОВАНИЯ.
Проблема нашей исследовательской работы :
если порох был изобретен еще в VIII веке в Китае, зачем снова изобретать его в XIX веке?
Гипотеза:
раз в XIX веке встала задача изобретения пороха, значит нужен был качественно новый порох.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.
ЦЕЛИ :
установить путь изобретения нового пороха российским ученым-химиком Д.И. Менделеевым.
познакомиться с новыми качественными изменениями в свойствах пороха.
ЗАДАЧИ:
сравнить достижения химиков разных стран в области взрывчатых веществ
раскрыть неоценимую важность открытия бездымного пороха для России и других стран.

ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА
ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА – это вещества или их смеси, способные под влиянием внешнего воздействия (нагревание, удар, трение, взрыв другого вещества) очень быстро разлагаться с выделением газов и большого количества теплоты.
Взрывчатые смеси существовали задолго до появления на Земле человека. Небольшой (1–2 см в длину) оранжево-синий жук-бомбардир Branchynus explodans защищается от нападений весьма остроумным способом. В небольшом мешке в его теле накапливается концентрированный раствор пероксида водорода. В нужный момент этот раствор быстро смешивается с ферментом каталазой.
жук-бомбардир
Branchynus explodans

ИЗ ИСТОРИИ ПОРОХОВ…
ПОРОХ – это взрывчатое вещество, применяемое в зарядах огнестрельного оружия.
Главная предпосылка в появлении пороха это необходимость усиления военных мощностей ввиду непрекращающихся конфликтов.
ПОРОХ- считается одним из четырех великих изобретений Древнего Китая в период династии Тан (618-907гг.) Интересно, что это изобретение было одним из результатов экспериментов в ходе поиска эликсира бессмертия.
Разнообразные китайские формулы пороха содержали различную долю нитратов, от 27 до 50 процентов от общей массы смеси. К концу двенадцатого века китайские формулы содержали такое количество нитратов, которое могло возгораться внутри полых металлических емкостей – конструкция представляла собой прабабушку гренадерских бомб.

ИЗ ИСТОРИИ ПОРОХОВ…
в Европе порох появился в XII веке, а распространение получил лишь со времен Столетней войны (1337-1453гг.), когда стали использовать пушки.
Переняв порох от китайцев, Европа очень скоро стала перегонять весь оставшийся мир по части пиротехнических технологий, особенно к концу четырнадцатого века.
Развитие технологии гранулирования, позволило развиваться специальным пиротехническим школам, одна из которых была в Италии, а другая – в Германии.
Уже к середине семнадцатого века фейерверки стали одним из самых любимых развлечений состоятельных господ на Западе.
В конце XIX века дымный порох, заволакивающий тучами дыма поля сражений, был заменен бездымным, который готовили из хлопка и азотной кислоты.

ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ БЕЗДЫМНОГО ПОРОХА НАЧИНАЕТСЯ, ПОЖАЛУЙ, С ОПЫТОВ ГИЙОМА ЛЕБЛОНА В СЕРЕДИНЕ XVIII ВЕКА. ЕМУ УДАЛОСЬ ПОЛУЧИТЬ МЕТАТЕЛЬНУЮ ВЗРЫВЧАТКУ, ДАЮЩУЮ МАЛО ДЫМА И НЕ СОДЕРЖАЩУЮ СЕРЫ.
следующими важными вехами в истории бездымного пороха являются открытия коллоксилина, нитроглицерина и пироксилина. Но эти открытия были встречены в научном мире довольно прохладно.
австрийский барон фон Ленк чрезвычайно много сделал для того, чтобы вдохнуть жизнь в казавшийся обреченным пироксилин. Ленк разработал безопасный промышленный метод производства пироксилина.
пороха Ленк все же не выдумал. Понадобилось почти сорок лет упорного труда исследователей многих стран, поиски, находки, потери, успехи и разочарования, а главное – жертвы, жертвы и снова жертвы, чтобы пироксилин был взят на вооружение.

Д.И. МЕНДЕЛЕЕВ И ЕГО ИЗЫСКАНИЯ.
в 1886 году морское и военное министерство предложило заняться работой по созданию отечественного пороха для вооружения армии и флота профессору Д.И. Менделееву
до начала лабораторных работ Дмитрий Иванович провел теоретическое исследование вопроса.
разбор, состоящий перед ним задачи, Менделеев закончил обсуждением способов практического приближения к типу идеального бездымного пороха, состав которого им теоретически был выведен
В 1890-1891 годах Менделеевым был разработан новый бездымный порох. Менделеев назвал форму созданной им нитроклетчатки «пироколлодием», а изготавливаемый из неё порох – «пироколлодийным».
Казначейством страны было отпущено великому ученому полтора миллиона рублей на разработки.

ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА.
Во всем мире росло число пороховых заводов. На них изготовляли многие сорта черного пороха.
При разработке технологии производства бездымного пороха Дмитрий Иванович пошел своим оригинальным путем, в корне отличным от методов получения порохов за границей.
При выборе состава нитрующей смеси Менделеев опирался на свою теорию растворов.
В чрезвычайно короткий срок Дмитрию Ивановичу удалось создать удачную технологическую схему нитрования клетчатки, дающую возможность получить однородный продукт, выделяющий при взрыве минимальное количество твердых веществ.

«ВВЕДЕНИЕ БЕЗДЫМНОГО ПОРОХА - ПИСАЛ АДМИРАЛ МАКАРОВ, - ЕСТЬ КРУПНЫЙ ШАГ, КАК В БАЛЛИСТИЧЕСКОМ ОТНОШЕНИИ, ТАК И ПО ОТНОШЕНИЮ К ВИДИМОСТИ ЦЕЛИ.»
В 1892 году была произведена первая пробная стрельба пироколлодийным порохом. Руководил испытаниями инспектор морской артиллерии адмирал Степан Осипович Макаров. Результаты были блестящие.
К лету 1893 года новый порох был применен уже в морских орудиях всех калибров, включая самые крупные, 12-дюймовые.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОРОХА
Изобретение пороха оказало огромное влияние на мировую историю. С помощью огнестрельного оружия были завоеваны моря и континенты. Но были у открытия пороха и положительные моменты. Облегчилась охота на диких зверей. В 1627 в Банска-Штьявице на территории современной Словакии порох впервые использовали в горном деле – для разрушения породы в шахте. Благодаря пороху появилась специальная наука о расчете движения ядер – баллистика.

«МНЕ КАЖЕТСЯ ОСОБО ПЕЧАЛЬНОЙ ТА ВОЗМОЖНОСТЬ, ЧТО ПИРОКОЛЛОДИЙНЫЙ ПОРОХ … ТАК ИЛИ ИНАЧЕ ПРОНИКНЕТ НА ЗАПАД И ЕГО УЧЕНЫЕ ПРОВЕДУТ ЭТОТ СОВЕРШЕННЫЙ ПОРОХ В ЖИЗНЬ, ПРИБАВЛЯЯ НОВУЮ СЛАВУ К СВОИМ ИМЕНАМ, И ЗАСТАВЯТ НАС ПРИНЯТЬ ТО, ЧТО ДЕЛАЕТСЯ ТЕПЕРЬ В САМОЙ РОССИИ. СТРАШУСЬ ТАКОЙ ВОЗМОЖНОСТИ НЕ ЗА СЕБЯ ЛИЧНО… А ЗА СУДЬБУ ТОГО ПРИЛОЖЕНИЯ НАУКИ К УСПЕХУ РУССКОЙ ПРАКТИЧЕСКОЙ ЖИЗНИ, КОТОРОМУ ОТДАЮ ОСТАТОК СВОЕЙ ПРАКТИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ…».
Д.И.Менделеев

СУДЬБА ОТКРЫТИЯ
Но в 1894 году Менделеев был вынужден уйти из морского ведомства из-за «несочувственного, враждебного отношения к его идеям некоторых крупных деятелей морской артиллерии».
Во время войны с Германией в 1914 году русское военное ведомство вынуждено было заказывать в Америке несколько тысяч тонн бездымного… пироколлодийного пороха. Американцы не скрывали, кому принадлежал приоритет в изобретении этого пороха, который у них покупали русские.
Созданный Менделеевым порох в 1893 успешно прошел испытания: им стреляли из 12-дюймового орудия, и инспектор морской артиллерии адмирал Макаров поздравил ученого с блестящей победой. С помощью бездымного пороха дальность стрельбы была значительно увеличена. Из огромной пушки «Большая Берта» массой 750 тонн немцы обстреливали Париж с расстояния 128 км. Начальная скорость снаряда составляла 2 км/с, а высшая его точка находилась далеко в стратосфере на высоте 40 км. В течение лета 1918 по Парижу было выпущено свыше 300 снарядов, но, конечно, эта стрельба имела только психологическое значение, так как ни о какой точности говорить не приходилось.

СОВРЕМЕННЫЕ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА
Современные взрывчатые вещества должны удовлетворять многим условиям:
безопасность в производстве и обращении,
выделение большого объема газов,
экономичность.
Самая дешевая взрывчатка – смесь нитрата аммония с дизельным топливом, ее производство составляет 80% всех взрывчатых веществ. А какое из них самое мощное? Это зависит от критерия мощности. С одной стороны, важна скорость детонации, т.е. скорость распространения волны. С другой – плотность вещества, т.к. чем она выше, тем больше энергии при прочих равных условиях высвобождается в единице объема. Так, для мощнейших нитросоединений оба параметра за 100 с лишним лет были улучшены на 20–25%, что видно из следующей таблицы:

ИНФОРМАЦИОННЫЕ РЕСУРСЫ:
Менделеев Д.И. в воспоминаниях современников, изд.2-е, М., Атомиздат, 1973
Островский Б.Г. «Адмирал Макаров». Военное издательство министерства обороны союза СССР, М., 1954
Писаржевский О. «Дмитрий Иванович Менделеев». Издательство ЦКВЛКСМ «Малая гвардия», 1951
Журнал «Юный техник» № 3 1983
Писаржевский О.Н. «Дмитрий Иванович Менделеев. Его жизнь и деятельность». Государственное издательство технико-теоретической литературы, М., 1953
Энциклопедия для детей «Техника» издательство «Аванта +», 2004
Смирнов Г.В., Менделеев, М., «Молодая гвардия»,1974
Энциклопедия для детей «Химия» издательство «Аванта +», 2004
Ссылки:
http://www.krugosvet.ru/articles/113/1011349/1011349a1.htm
http://www.naturamediterraneo.com
http://www.huntexpo.ru
http://bse.sci-lib.com
http://www.vokrugsveta.ru/
http://www.great-inventions.ru/

ОБ АВТОРЕ
Стригаев Александр
Ученик 10 класса НОУ частная школа «Радуга»
Увлечения:
Химия: опыты со взрывами и без.
Спорт: катание на роликовых и обычных коньках.
Автомобили: хороший автомеханик
Черты характера: серьёзный, ответственный, заботливый, сообразительный, внимательный, хозяйственный, люблю друзей и семью.