Амос Фрайс - Химическая война

Электролитическая батарея Нельсона. Внутренний вид батареи.

1. Выход хлора.

2. Выход едкого натра.

3. Труба подачи рассола.

Хлор является весьма деятельным телом, способным вступать в соединения с большим количеством веществ. Среди реакций, которые имеют главное значение для химической войны, необходимо указать следующие.

Хлор реагирует с гипосульфитом, образуя при этом хлористый натр.

Гипосульфид способен поглощать большие количества хлора, почему оказался удовлетворительным средством для пропитывания первых масок, изготовленных из ткани.

Вода реагирует с хлором при некоторых условиях образованием хлорноватистой кислоты НОСl. В присутствии этилена она дает этилен-хлор-гидрин, служивший основанием первоначального способа приготовления горчичного газа. В позднейшем способе, когда для синтеза горчичного газа стали пользоваться хлористой серой, хлор стал необходим для ее приготовления.

Хлор реагирует с окисью углерода, образуя при солнечном свете или в присутствии катализатора фосген, который является одним из наиболее ценных ядовитых газов.

Реагируя с ацетоном, хлор образует хлор-ацетон, один из первых слезоточивых газов. При реакции с толуолом получается хлористый бензил, служащий промежуточным продуктом при приготовлении бром-бензил-цианида.

Подобным же образом было найдено, что для производства большинства ядовитых газов, в той или другой стадии, необходим хлор. Один химик вычислил, что 95 % всех употребляемых на войне газов изготовляется прямым или косвенным путем при помощи хлора.

Хлор в соединении с аммонием и водяным паром служил для производства дымовых завес. Хлористый аммоний дает наиболее густые облака дыма. В соединении с кремнием или титаном, в виде тетрахлоридов, хлор употреблялся для тех же целей в широких размерах.

С другой стороны репутация, которую хлор стяжал себе в качестве ядовитого газа, возмещается его благодетельными свойствами, среди которых можно указать на способность обеззараживать воды и раны.

На войне, где условия жизни редко бывают нормальными, употребление хлорной воды для стерилизации питьевой воды незаменимо. Для этого применяется ампулка, наполненная хлорной водой среднего насыщения, которая представляет очень портативную форму хлора для стерилизации небольшого количества воды.

Хлор применялся также в виде хлорноватистой кислоты для стерилизации инфекционных ран. Приготовление растворов и техника употребления были выработаны Дэкином и Кареллем. Это нововведение военной хирургии значительно уменьшило процент смертности от заражения ран.

Первая газовая атака с применением чистого хлора была весьма губительна, но потому только, что войска не были совершенно защищены против нее. В дальнейшем, несмотря на различные способы атаки, результаты их были гораздо слабее, благодаря тому, что солдаты не только получили защитные средства, но и развитие газовой дисциплины постепенно подвинулось вперед. В это время союзники сами начали производить газовые атаки (сент. 1915 г.), и скоро стало очевидным, что Германия должна применить новые газы или новые тактические приемы, если она хочет сохранить свое первенствующее место в газовой борьбе.

Второй ядовитый газ был применен в декабре 1915 года; он представлял собой смесь 20–25 % фосгена с хлором. И в этом случае немцы воспользовались производством мирного времени. Фосген употреблялся химической промышленности для приготовления некоторых красящих веществ, особенно широко для метил-виолета, который производился до и во время войны Компанией Байера и Баденскими Сода-Анилиновыми Заводами.

Фосген нельзя употреблять в газовых баллонах в чистом виде, вследствие его высокой точки кипения (8 °C). В виду того, что эта температура, гораздо ниже нормальной, особенно в летние месяцы, испарение фосгена настолько медленно, что производить облачные атаки одним этим газом нельзя.

Однако, если взять смесь 25 % фосгена и 75 % хлора, или 50 % фосгена и 50 % хлора, то при теплой погоде никаких затруднений газо-баллонная атака не представляет. В то же время процентное отношение фосгена в смеси достаточно высоко, чтобы смесь сохранила те преимущества, которыми обладает фосген. Эти преимущества заключаются в следующем:

а) Фосген более ядовит, чем хлор. Требуется 2,5 миллиграмма хлора на литр воздуха, чтобы убить собаку, которая подвергается его действию в течение 30 минут, в то время как только 0,3 мг. фосгена дают тот же результат. Это означает, что облако фосгена, имеющее 1/8 (по весу) концентрации хлорного облака, обладает теми же смертоносными свойствами.

b) Фосген гораздо менее способен к реакциям, чем хлор, так что вопрос о защите против него сильно осложняется. К счастью англичане были предупреждены о готовящейся первой атаке фосгеном и успели прибавить уротропин к раствору, употребляемому для пропитывания матерчатых масок.

с) Третьим и очень важным фактором в применении фосгена является его медленное действие. При низких концентрациях человек может вдыхать фосген в течение некоторого времени без видимого вреда. Только 10 или 11 часов спустя, или, несколько ранее, при выполнении каких-либо физических работ, люди начинают испытывать болезненные ощущения.

Чистый фосген применялся для атак при помощи газометов, описанных во II главе. Много шло его также в газовые снаряды.

Германцы применяли его в снарядах со смесью супер-палита (три-хлоро-метиловый эфир хлоро-муравьиной кислоты) и чихательного газа (ди-фенил-хлор-арсин).

Фосген был впервые изготовлен Джоном Деви в 1812 г., путем экспозиции смеси равных об'емов окиси углерода и хлора на солнечном свете. Деви выбрал название фосген, благодаря той роли, которую свет играет в реакции. Хотя фосген может быть приготовлен в лаборатории многочисленными другими путями, очевидно, что первая указанная выше реакция является наиболее экономной из всех остальных, при крупном производстве. Реакция эта, однако, очень тонкого свойства, и ее применение требует большого числа исследований.

Рис. 23.

Печь для выработки окиси углерода.

К счастью для Соединенных Штатов, за несколько месяцев до войны "Электрохимическая К° Ольдбёри" произвела ряд опытов над утилизацией отработанной окиси углерода для приготовления фосгена. Результаты исследований были переданы правительству и много помогли первым работам по производству фосгена на Эджвудском заводе.

Из сырых материалов, необходимых для производства фосгена, хлор получался путем закупки его из частных рук, а позднее с Эджвудского хлорного завода. После того, как получение достаточного количества хлора было обеспечено, возник вопрос о производстве окиси углерода. Никакого заводского метода получения этого газа выработано не было, так как больших количеств его в промышленности никогда не требовалось. Для производства его французы и англичане пропускали кислород через сосуды, наполненные коксом; кислород соединялся при этом с углем и давал окись углерода. Кислород получался из жидкого воздуха, для чего были установлены машины для получения жидкого воздуха системы Клода. Неудобство, которое представляет этот способ приготовления, заключается в том, что количество выделяющегося тепла очень велико, почему генераторы не могут выдерживать продолжительной работы. Нашим инженерам пришла мысль воспользоваться смесью кислорода и угольной кислоты. Реакция соединения угольной кислоты с углем, при образовании окиси углерода, эндотермична, т.-е. требует затраты тепла. Таким образом, при соединении обеих реакций, теплота, выделяемая в первой, поглощалась во второй, и можно было поддерживать вполне определенную температуру, благодаря чему производство значительно облегчилось.