Chiến tranh thế giới lần thứ nhất và những hệ lụy đối với công nghiệp hóa chất

11:48' AM - Thứ hai, 30/05/2016

Cách đây 100 năm, Chiến tranh Thế giới Lần thứ nhất đã diễn ra với mức độ khốc liệt và tàn phá chưa từng thấy trong lịch sử nhân loại. Cuộc chiến tranh này không chỉ kéo theo những biến động địa chính trị sâu sắc trên toàn cầu, mà còn mang lại một số hệ lụy quan trọng đối với công nghiệp hóa chất thế giới, ảnh hưởng không nhỏ đến quá trình phát triển về sau của ngành công nghiệp này. Dưới đây, chúng ta hãy cùng điểm lại một số ví dụ điển hình về những tác động mà Chiến tranh Thế giới Lần thứ nhất đã mang đến cho công nghiệp hóa chất thế giới.

Tình trạng khan hiếm thuốc nhuộm

Tháng 4/1915, báo chí Mỹ đưa tin quốc gia này đang đứng trước tình trạng khan hiếm thuốc nhuộm và nguồn cung chỉ còn đủ cho 2 tháng. Đây không chỉ là một sự bất tiện nhỏ đối với ngành sản xuất hàng tiêu dùng Mỹ, mà trên thực tế nó đe dọa phương kế sinh nhai của 2 triệu công nhân Mỹ, vì thuốc nhuộm là nguyên liệu thiết yếu trong các ngành dệt, sản xuất sơn, sản xuất giấy, in ấn,... Vậy chuyện gì đã xảy ra, nguyên nhân của tình trạng này là gì?

Từ những ngày còn ngồi trên ghế nhà trường, chúng ta đã biết đến đèn Bunsen, thiết bị ngưng tụ Liebig và quy trình Haber,... Đây là những thiết bị và công nghệ tiêu biểu thuở ban đầu của ngành công nghiệp hóa chất thế giới, chúng mang tên của các nhà sáng chế người Đức. Nhưng họ chỉ là một số ít trong số nhiều nhà hóa học hàng đầu thế giới đã tạo nên trụ cột cho ngành công nghiệp hóa chất Đức - ngành công nghiệp lớn nhất thế giới khi đó, vào thời điểm Chiến tranh Thế giới Lần thứ nhất bùng nổ.

Công nghiệp hóa chất Đức đã phát triển mạnh trong thế kỷ 19 và sản xuất nhiều sản phẩm hóa chất công nghiệp quan trọng như thuốc nhuộm, thuốc nổ cũng như dược phẩm. Năm 1913, Đức chiếm 90% tổng sản lượng thuốc nhuộm nhân tạo cũng như nguyên liệu sản xuất thuốc nhuộm của toàn thế giới. Phần lớn nguyên liệu để sản xuất thuốc nhuộm và nhiều hợp chất hữu cơ khác được chiết xuất từ nhựa than đá với trữ lượng khá dồi dào. Đức cũng đứng đầu trong các lĩnh vực sản xuất hóa chất khác, ví dụ sản xuất phân kali.

Khi chiến tranh nổ ra, Đức không thể tiếp tục xuất khẩu thuốc nhuộm do bị phong tỏa trên đường biển. Đây chính là nguyên nhân dẫn đến tình trạng khan hiếm thuốc nhuộm trên toàn thế giới. Khi đó, các nước thuộc hai phe tham chiến đều cần thuốc nhuộm cho ngành công nghiệp trong nước.

Đứng trước tình hình này, các nước thuộc phe Hiệp ước (Anh, Pháp, Italia, Mỹ) đã phải nhanh chóng nâng cấp ngành công nghiệp hóa chất của mình. Khi chiến tranh kết thúc, sản xuất hóa chất tại nhiều nước đã phát triển mạnh, tạo nền tảng cho sự phát triển sau này của công nghiệp hóa chất thế giới với hiệu quả đặc biệt cao và mang lại nhiều lợi nhuận. Từ đó đến nay, công nghiệp hóa chất đóng vai trò ngày càng quan trọng trong nền kinh tế thế giới.

Tình trạng khan hiếm nguyên liệu sản xuất thuốc nổ

Chiến tranh Thế giới Lần thứ nhất là cuộc chiến của súng đại bác và những quả đạn pháo với đầu đạn nạp thuốc nổ mạnh. Tổng kết lại, người ta thấy đạn pháo đã gây ra 70% thương vong trên các chiến trường.

Khi chiến tranh nổ ra, các quốc gia tham chiến đều cần nguyên liệu nitơ ở dạng hợp chất để sản xuất thuốc nổ. Vào thời kỳ đó, các mỏ diêm tiêu (nitrat kali) ở Chilê là nguồn cung chủ yếu những hợp chất nitơ này. Nhưng đối với Đức, nguồn cung diêm tiêu đã sớm bị cắt đứt do đường biển bị các quốc gia khối Hiệp ước phong tỏa. Nguồn cung cho anh quốc và các nước đồng minh của mình cũng bị chặn một phần do hoạt động của hải quân Đức, vì vậy những nước này cũng đứng trước tình trạng thiếu hụt nguyên liệu sản xuất thuốc nổ, tuy không cấp bách như Mỹ.

Các nước phe Liên minh trung tâm (Đức, áo - Hung) dự kiến sẽ chiến thắng nhanh nên chỉ dự trữ nguyên liệu đủ cho đến năm 1916. Đặc biệt, nguồn cung hai nguyên liệu sản xuất thuốc nổ là nitơ dạng liên kết và glyxerin đều bị thiếu trầm trọng.

Nhà hóa học Đức Fritz Haber khi đó đã miêu tả sự lựa chọn của mình khi làm việc cho nước Đức là “chiến đấu hay là chết”. Với quy trình Haber của mình, ông đã giải được bài toán về nguồn cung nitơ cho công nghiệp hóa chất. Quy trình này cho phép tổng hợp amoniăc với nguyên liệu nitơ lấy từ không khí. Sau đó, amoniăc được chuyển hóa thành nitric axit (nguyên liệu sản xuất thuốc nổ) theo quy trình của nhà hóa học Ostwald. Haber đã nỗ lực làm việc để giúp nước Đức tiếp tục sản xuất đủ đạn dược trong hai năm tiếp theo. Có thể nói, nếu không có công nghệ sản xuất amoniăc của Haber thì nước Đức đã không thể tiếp tục tham chiến.

Quy trình tổng hợp amoniăc của Haber cũng cho phép sản xuất phân đạm từ những nguồn nguyên liệu hyđro và nitơ hầu như vô hạn. Nhưng sự lựa chọn giữa “đạn hay lương thực” đã nghiêng về phía đạn dược, gây ra nạn thiếu lương thực và suy dinh dưỡng, làm mất tinh thần của người dân Đức. Trong khi đó, Anh quốc có thể sản xuất axit nitric từ quặng diêm tiêu của Chilê nên không phải trải qua nạn thiếu lương thực như vậy.

Bản thân Khối Hiệp ước cũng dự kiến chiến tranh sẽ sớm kết thúc, vì vậy các kho đạn của họ đã nhanh chóng bị cạn kiệt, dẫn đến cuộc khủng hoảng thiếu đạn năm 1915. Đây cũng là nguyên nhân gây ra sự thất bại của Anh trong một đợt phản công lớn. Đáp lại, Anh đã dựng lên hơn 200 xưởng sản xuất đạn, trong đó nhân công phần lớn là phụ nữ với nhiệm vụ nạp thuốc nổ vào đạn và bom. Ngoài những nguy hiểm cháy nổ, họ còn phải chịu nhiều rủi ro về sức khỏe do tiếp xúc với các hóa chất độc hại. Đã có 5 vụ cháy nổ đặc biệt nghiêm trọng xảy ra tại các nhà máy sản xuất đạn ở Anh. Ví dụ, năm 1916 15 tấn TNT và 150 tấn nitrat amoni đã nổ tung trong một nhà máy gần Kent, giết chết 116 người và làm vỡ kính cửa sổ ở những nơi cách đó 20 dặm. Thậm chí cả ở nước Pháp phía bên kia eo biển Măng-sơ người ta cũng nghe thấy âm thanh vọng lại của vụ nổ kinh hoàng này.

Săn lùng các nguyên liệu hóa chất khác phục vụ chiến tranh

Trong số các nguyên liệu hóa chất khác phục vụ chiến tranh còn có axeton, nguyên liệu thiết yếu cho sản xuất thuốc phóng không khói (dùng để bắn các viên đạn đi). Anh quốc nhập khẩu axeton từ Mỹ hoặc sản xuất nó bằng cách chưng cất gỗ, nhưng cả hai cách này đều không bảo đảm nguồn cung cần thiết. Khi đó, nhà hóa học Anh gốc Nga là Chaim Weizmann (sau này trở thành Tổng thống đầu tiên của Ixraen) đã phát triển thành công quy trình lên men bằng vi khuẩn để sản xuất axeton từ ngô. Quy trình này có ý nghĩa rất lớn đối với ngành công nghiệp chiến tranh của nước anh và đã được áp dụng triệt để. Trẻ em các trường học trên khắp nước Anh đã được huy động để thu gom hạt dẻ ngựa vì nó cũng có thể được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất axeton.

Một loại nguyên liệu cần thiết khác để sản xuất nitroglyxerin cho thuốc phóng không khói là glyxerin. Ban đầu, người ta chiết xuất glyxerin từ cây trồng và mỡ động vật, nhưng về sau nguồn cung đó đã nhanh chóng bị cạn kiệt. Tình trạng này dẫn đến sự gia tăng các hoạt động săn bắt cá voi để lấy mỡ cá giàu glyxerin.

Khi đó, hoạt động săn bắt cá voi trên biển do người anh và người Na-uy chi phối. Là một quốc gia trung lập, ban đầu Na-uy đã bán mỡ cá voi cho cả hai bên tham chiến, nhưng cuối cùng chỉ bán chủ yếu cho anh với giá rẻ. Các nước phe Liên minh đã áp dụng công nghệ lên men đường để lập lại khả năng tự cung tự cấp glyxerin (trong khi đó sản phẩm phụ của quá trình này là những lượng lớn rượu cũng không bị bỏ phí và rất được những tay bợm rượu hoan nghênh!).

Trong những năm tháng khốc liệt đó, ít nhất 50.000 con cá voi đã phải hy sinh mạng sống để phục vụ cho cuộc chiến tranh của con người.

Vũ khí hóa học

Chiến tranh Thế giới Lần thứ nhất cũng được đánh dấu bởi sự kiện đáng buồn là việc thử nghiệm và sử dụng vũ khí hóa học - loại vũ khí đặc biệt nguy hiểm với khả năng sát thương hàng loạt.

Kỷ nguyên vũ khí hóa học đã bắt đầu vào ngày 22/4/1915 ở thành phố Ypern (Bỉ), khi quân đội Đức tung ra 150 tấn khí clo. Gió đã thổi khí độc này vào chiến hào và lô cốt của quân đội Anh, Pháp. Hàng nghìn binh lính, chủ yếu là những thanh niên trai tráng, đã bỏ mạng vì ngạt thở.

Tuy quân đội Pháp ngay từ năm 1914 đã thử nghiệm khí độc clo, nhưng đến ngày 22/4/1915 quân đội Đức mới thực sự là bên đã sử dụng loại khí này trên chiến trường. Cha đẻ của loại vũ khí này lại chính là Fritz Haber. Nhờ những thí nghiệm của Haber với khí clo và phosgen nên vũ khí hóa học của Đức đã thực sự phát huy tác dụng. Haber để ngoài tai nỗi lo lắng của bà vợ Clara, bà cũng là một nhà hóa học, ngay cả khi bà tự vẫn ông cũng chẳng bận tâm: Chỉ ít ngày sau khi Đức sử dụng vũ khí hóa học ở Ypern, bà Clara đã tự vẫn bằng khẩu súng ngắn của chồng.

Một sự trớ trêu của lịch sử: Sau Chiến tranh thế giới thứ nhất, có một thời gian Haber bị truy nã vì bị buộc tội là tội phạm chiến tranh nhưng năm 1918 ông lại được trao tặng Giải thưởng Nobel Hóa học. Haber được vinh danh vì đã có công tìm ra phương pháp tổng hợp amoniăc từ nitơ và hydro. Công nghệ này (về sau được Carl Bosch cải tiến để áp dụng ở quy mô lớn nên được gọi là quy trình Haber-Bosch) đã có những đóng góp to lớn cho sự phát triển bền vững của thế giới: Nó giúp cho ngành nông nghiệp ở khắp nơi trên thế giới có được nguồn phân đạm dồi dào để gia tăng mạnh sản lượng cây trồng, qua đó đã đẩy lui nạn đói và thiếu dinh dưỡng ở hầu hết các quốc gia ngày nay. Có thể nói, không sáng chế nào của con người có ảnh hưởng lớn đối với cuộc sống trên Trái Đất như phản ứng Haber-Bosch. Nhưng mặt trái của nó là đã bị lợi dụng để sản xuất thuốc nổ cho người Đức trong Chiến tranh Thế giới Lần thứ nhất.


Hoàng Sơn
Theo Chemistry & Industry, 9/201
5

Sponsor links (Provided by VIEPortal.net - The web cloud services for enterprises)
Thiết kế web, Thiết kế website, Thiết kế website công ty, Dịch vụ thiết kế website, Dịch vụ thiết kế web tối ưu, Giải pháp portal cổng thông tin, Xây dựng website doanh nghiệp, Dịch vụ web bán hàng trực tuyến, Giải pháp thương mại điện tử, Phần mềm dịch vụ web, Phần mềm quản trị tác nghiệp nội bộ công ty,