綠色化學(xué)概念范文
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篇1
關(guān)鍵詞:綠色化學(xué);微型儀器;氨氣;二氧化硫
文章編號(hào):1008-0546(2016)04-0094-03 中圖分類號(hào):G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2016.04.036
綠色化學(xué)是近年來發(fā)展起來的一門新興學(xué)科,又稱環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué)等。綠色化學(xué)的目標(biāo)在于不再使用有毒、有害的物質(zhì),不再產(chǎn)生廢物,不再處理廢物,最終實(shí)現(xiàn)零排放和零污染,是一門從源頭上阻止污染的化學(xué)。世界各國都十分重視綠色化學(xué)的教育和發(fā)展,綠色化學(xué)已經(jīng)成為現(xiàn)代化學(xué)教育的主要發(fā)展方向[1-2]。中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是中學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)學(xué)科知識(shí)的重要途徑,是學(xué)生可以通過感官直接感知的實(shí)踐過程,學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中,能進(jìn)一步領(lǐng)悟綠色化學(xué)的宗旨,并逐步培養(yǎng)綠色化學(xué)的意識(shí)。但是中學(xué)化學(xué)教科書對化學(xué)藥品用量沒有明確規(guī)定,有的表述比較模糊。在做分組實(shí)驗(yàn)時(shí),有相當(dāng)一部分學(xué)生取用藥品喜歡“多多益善”,不僅浪費(fèi)了藥品,而且由化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢渣等也會(huì)對周圍環(huán)境造成不同程度的污染。如:在做Cl2制備與性質(zhì)、鹵素的性質(zhì)、Cu和濃H2SO4反應(yīng)等學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)時(shí),往往會(huì)有有毒氣體進(jìn)入空氣中,不僅污染空氣,而且直接影響師生健康。因此,在中學(xué)實(shí)施綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教育,無論從中學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng),還是從生活環(huán)境的責(zé)任感與綠色化學(xué)理念的形成等方面,都是十分必要的。
高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化、微型化[3-6]就是在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中以綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的核心理念為指導(dǎo),對常規(guī)實(shí)驗(yàn)的不合理、安全性能低、污染嚴(yán)重等方面加以改進(jìn),達(dá)到綠色化學(xué)的減量、回收、重復(fù)使用、盡可能密閉可控、處理尾氣諸方面的要求,實(shí)現(xiàn)“盡可能小劑量、省資源、少污染、低成本” 的實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn),進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生良好的化學(xué)素養(yǎng),以實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)目標(biāo)。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的研究,涉及到實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)思想、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容選擇、實(shí)驗(yàn)儀器的研制、化學(xué)反應(yīng)過程、實(shí)驗(yàn)裝置和步驟的設(shè)計(jì)等實(shí)驗(yàn)方面的研究。如何在實(shí)際教學(xué)中,結(jié)合當(dāng)前素質(zhì)教育,把綠色化學(xué)綠色新概念、新思想、新要求教育貫穿于中學(xué)化學(xué)教學(xué)的全過程之中,是一個(gè)新的研究課題。作為中學(xué)化學(xué)老師,能夠就地取材,因繁就簡,開發(fā)和創(chuàng)新教材實(shí)驗(yàn)[7],對中學(xué)生是最好的鼓勵(lì)和引領(lǐng)。
一、現(xiàn)有教學(xué)實(shí)驗(yàn)的不足之處
中學(xué)化學(xué)教學(xué)中,有很多性質(zhì)實(shí)驗(yàn),用傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法和儀器設(shè)備實(shí)驗(yàn)效果并不明顯且缺乏綠色化學(xué)意識(shí),例如:人教版《必修1》將氨氣性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)分成氨氣與水的噴泉實(shí)驗(yàn)、氨氣與酸的玻璃棒實(shí)驗(yàn)兩個(gè)部分來進(jìn)行的。但在實(shí)際操作中存在以下不足:
①噴泉實(shí)驗(yàn)所用的氨氣采用常規(guī)的實(shí)驗(yàn)室制法,若現(xiàn)場收集,則耗時(shí)長,且氨氣易泄漏而造成污染;若課前制好備用,則常因保存不善導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。
②NH3與濃鹽酸的玻璃棒實(shí)驗(yàn),若為教師演示,則白煙過淡,且保留時(shí)間不長,不便于學(xué)生觀察;若為學(xué)生分組實(shí)驗(yàn),又會(huì)因?yàn)椴皇窃诿荛]條件下進(jìn)行,眾多學(xué)生同時(shí)實(shí)驗(yàn),容易造成室內(nèi)空氣被污染,不利于健康。
③學(xué)生對看到的是“煙”還是“霧”存在疑問。
④容易受到風(fēng)等因素的干擾,影響實(shí)驗(yàn)效果。
又如:二氧化硫的制取及性質(zhì)實(shí)驗(yàn),該實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)在高中化學(xué)人教版《必修1》第四章第三節(jié),是高中化學(xué)課程中非常重要的實(shí)驗(yàn),內(nèi)容多,難記憶。如果學(xué)生沒有經(jīng)過實(shí)驗(yàn)的親身體會(huì),對這些實(shí)驗(yàn)的印象都不深,學(xué)習(xí)也比較困難。但是該實(shí)驗(yàn)無論是老師演示還是讓學(xué)生自己動(dòng)手做,儀器都比較復(fù)雜,藥品用量多,而且二氧化硫的氣味難聞,具有刺激性,對身體和環(huán)境都會(huì)造成不良影響。
二、基于主流化學(xué)理念的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)
基于“環(huán)保、高效”以及“綠色化學(xué)”“安全化學(xué)”等理念,本文針對上述實(shí)驗(yàn)中存在的不足,進(jìn)行了如下改進(jìn):
1. 基于“環(huán)保、高效”理念的氨氣性質(zhì)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)
將NH3的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)一次性完成、成功率高且不污染環(huán)境、實(shí)驗(yàn)器材廉價(jià)易得,不易破碎、便于學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)等是本次實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的目的。
(1)實(shí)驗(yàn)用品
①器材:圓底燒瓶(250mL)或塑料洗手液瓶(250mL),分液漏斗( 50mL),三個(gè)透明軟塑料瓶(如礦泉水瓶,250mL,需干燥),玻璃導(dǎo)管,燒杯,止水夾,少量棉花等。
②藥品:氫氧化鈉固體(分析純),濃氨水,少量濃鹽酸,酚酞指示劑。
(2)實(shí)驗(yàn)裝置圖
(3)操作步驟及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
①瓶A內(nèi)放少量NaOH固體,分液漏斗中裝濃氨水;
②瓶B、瓶C均為滴有酚酞的水;
③瓶D放置一團(tuán)滴有濃鹽酸的棉花。
組裝連接好裝置后,打開止水夾K1、K3,關(guān)閉K2,旋開分液漏斗活塞,制取氨氣;當(dāng)看到D中出現(xiàn)大量白煙,C中溶液顏色很紅且產(chǎn)生氣泡緩慢后,關(guān)閉K1、K3,打開K2,擠壓瓶B,將水?dāng)D入燒瓶內(nèi)后松手。即可看到燒瓶內(nèi)形成美麗的噴泉,同時(shí)瓶B變扁。
通過這樣的改進(jìn)后,我們能看到,噴泉實(shí)驗(yàn)中,水幾乎充滿整個(gè)燒瓶,瓶B被壓扁,讓學(xué)生很容易看到壓強(qiáng)在此實(shí)驗(yàn)中的作用;瓶D的瓶壁上有大量的白色固體物附著,讓學(xué)生對白煙有了直觀的認(rèn)識(shí)。
(4)本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)亮點(diǎn)
①有理有據(jù):噴泉實(shí)驗(yàn)的原理是利用內(nèi)外壓強(qiáng)差所形成的,而礦泉水瓶受壓很容易變形,會(huì)看到很明顯的現(xiàn)象,于是我們用廢棄的礦泉水瓶組裝了實(shí)驗(yàn)裝置。
②取材方便:充分利用廢棄的礦泉水瓶,材料易得且不易破碎的特點(diǎn),體現(xiàn)廢物利用,靈活處理問題的思想。
③敢于創(chuàng)新:礦泉水瓶蓋容易打孔,且可用粘膠粘住縫隙,實(shí)驗(yàn)過程中,只要旋緊瓶蓋氣密性就會(huì)很好,避免不易在橡膠塞上打孔,且易漏氣等常見問題。
④重視環(huán)保:整個(gè)實(shí)驗(yàn)在密閉條件下進(jìn)行,避免了NH3、HCl向室內(nèi)擴(kuò)散,有較高的安全性,充分體現(xiàn)“綠色化學(xué)”。
⑤拆裝方便:關(guān)鍵部分的連接使用膠管、止水夾,拆裝方便,導(dǎo)管不易折斷;且礦泉水瓶的蓋子規(guī)格幾乎都是統(tǒng)一的,便于更換。
⑥操作簡單:無論是教師做還是學(xué)生來完成,都很容易操作,且成功率高。
⑦直觀性強(qiáng):無論是燒瓶內(nèi)形成的噴泉,瓶B的變扁,還是瓶D中的大量白煙,抑或是燒杯中的溶液變紅,現(xiàn)象均十分明顯,使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)觀察對氨氣的性質(zhì)有較強(qiáng)的感性認(rèn)識(shí);特別是壓扁的礦泉水瓶能讓學(xué)生深切感受到大氣壓的存在和氨氣的極好的水溶性。
⑧安全性高:實(shí)驗(yàn)的主要材料為礦泉水瓶,即使實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)誤操作,也不用擔(dān)心出現(xiàn)炸裂,濺傷人。
⑨高效性:整個(gè)實(shí)驗(yàn)耗時(shí)約2分鐘,為噴泉實(shí)驗(yàn)的分析和拓展延伸騰出了更多的時(shí)間。
我們對氨氣性質(zhì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后,無論是教師做還是學(xué)生來完成,都很容易操作,且成功率高充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與積極性,初步落實(shí)了“用實(shí)驗(yàn)讓化學(xué)課堂成為學(xué)生快樂的體驗(yàn)場”。
2. 基于“綠色化學(xué)、安全化學(xué)”理念的SO2制取及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)
在對二氧化硫的制取及性質(zhì)實(shí)驗(yàn),我們采用微型實(shí)驗(yàn)儀器來完成這一系列實(shí)驗(yàn)。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置如圖2。
(1)實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn):用6孔井穴板代替了6個(gè)反應(yīng)器,塑料滴管代替了分液漏斗。
(2)實(shí)驗(yàn)操作步驟:
①先檢查氣密性。在后5個(gè)井穴中裝入少量水,蓋好長進(jìn)短出的導(dǎo)管塞,在第1個(gè)井穴的長導(dǎo)管上插入塑料滴管,擠壓滴管,各井穴中均有氣泡冒出,說明氣密性良好。然后把水倒掉。
②滴管裝濃硫酸,6個(gè)井穴分別按照表1加入所需藥品。6個(gè)井穴在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中的作用如表1描述。
③蓋好長進(jìn)短出的塞子,吸1/5滴管的濃硫酸,插入第1個(gè)井穴的長導(dǎo)管上,輕輕擠壓滴管,反應(yīng)發(fā)生了。我們可以很快看到石蕊變紅,品紅和高錳酸鉀褪色,硫化鈉溶液中有黃色的渾濁,一次性驗(yàn)證了二氧化硫的幾種性質(zhì)。
3. 實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新點(diǎn)
①使用了微型實(shí)驗(yàn)儀器,藥品用量很小,從源頭上防止了化學(xué)實(shí)驗(yàn)造成的污染,所以二氧化硫幾乎沒有造成污染,真正達(dá)到綠色、環(huán)保、健康。
②微型實(shí)驗(yàn)儀器成本低,體積小,操作方便,一次性把SO2的制取、酸性、漂白性、還原性、氧化性全部檢驗(yàn)完,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯,操作簡單。
③按每小組幾人一套,甚至可以一人一套,可以實(shí)現(xiàn)“人人動(dòng)手,邊講邊實(shí)驗(yàn)”的理想化教學(xué)模式,可以使學(xué)生對化學(xué)的探究更有興趣。
我們對二氧化硫的制取和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后,從源頭上解決了污染的問題,不用到實(shí)驗(yàn)室這樣有通風(fēng)設(shè)備的地方,就在課堂上就可以實(shí)現(xiàn),操作簡單,成功率高,充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣與積極性,可以讓學(xué)生對以前只能在習(xí)題或者課本上看到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有了直觀的認(rèn)識(shí),印象深刻。
三、總結(jié)
中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)將理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要手段,實(shí)驗(yàn)易操作、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性及嚴(yán)密性、實(shí)驗(yàn)的環(huán)保理念等對中學(xué)生正確理解和掌握知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)習(xí)興趣和科研素養(yǎng)、掌握實(shí)驗(yàn)操作、拓展思維模式等有著極其重要的作用?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化創(chuàng)新和改進(jìn),可以調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的積極性和主動(dòng)性,培養(yǎng)其對化學(xué)的興趣,并加深對知識(shí)的理解和記憶,可以為提高課堂教學(xué)高效性提供策略和典型范例,這樣的實(shí)驗(yàn)改進(jìn),能夠輕松實(shí)現(xiàn)綠色化教學(xué),讓學(xué)生順理成章接受綠色化學(xué)理念,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到,化學(xué)絕不意味著污染,更高層次的化學(xué)、對環(huán)境友好的綠色化學(xué)等待我們?nèi)W(xué)習(xí)、去探究、去發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞: 綠色化學(xué) 化學(xué)實(shí)驗(yàn) 滲透 理念
一、綠色化學(xué)的概述
綠色化學(xué),又稱環(huán)境無害化學(xué),是研究和設(shè)計(jì)沒有或只有盡可能少的環(huán)境副作用,并在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上可行的化學(xué)品和化學(xué)過程的科學(xué)。所謂“綠色化學(xué)觀”就是人們在社會(huì)生產(chǎn)、生活和實(shí)踐中,就環(huán)境日趨惡化防治關(guān)鍵是減少乃至杜絕化學(xué)污染源而逐步形成的綠色化學(xué)重要性的認(rèn)識(shí),其基本內(nèi)涵包括:(1)樹立可持續(xù)發(fā)展觀。它是指人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、資源和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展。(2)樹立綠色化學(xué)價(jià)值觀。人類對環(huán)境價(jià)值的認(rèn)識(shí)或者說觀念、看法、觀點(diǎn)可以稱之為環(huán)境價(jià)值觀。(3)樹立化學(xué)科學(xué)發(fā)展觀。以人為本,全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)的發(fā)展觀,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)和人的全面發(fā)展。(4)樹立環(huán)境和諧道德觀。環(huán)境道德觀念是人類傳統(tǒng)倫理道德觀念的繼承和發(fā)展,是在現(xiàn)代工業(yè)文明引發(fā)的人與環(huán)境關(guān)系日益尖銳的情況下產(chǎn)生和發(fā)展起來的,一種人類與環(huán)境和諧相處的新道德觀念,是人類有史以來環(huán)境意識(shí)發(fā)展的最高階段。
二、綠色化學(xué)理念在高中化學(xué)教學(xué)中滲透的現(xiàn)狀
綠色化學(xué)對我國廣大化學(xué)工作者來說,或許還是一個(gè)新概念,但他們在從事的環(huán)境保護(hù)、環(huán)境教育,微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究等實(shí)際工作中,許多方面做到了與綠色化學(xué)相一致的要求,在現(xiàn)行中學(xué)化學(xué)教材中較多內(nèi)容也充分體現(xiàn)了綠色化學(xué)觀。
1.在化學(xué)概念上建立與綠色化學(xué)一致的概念。
從環(huán)境保護(hù)角度介紹了環(huán)境污染、三廢、大氣污染物、酸雨、溫室效應(yīng)(選學(xué))等概念,在介紹概念的同時(shí)還分析了有關(guān)污染的成因和污染物的主要來源及危害。從減量、減廢的角度介紹了循環(huán)操作、交換劑再生、催化劑中毒等概念。這些看是常見、易懂的中學(xué)化學(xué)教材中的概念無不體現(xiàn)了綠色化學(xué)的概念,這為中學(xué)階段開展綠色化學(xué)教學(xué)奠定了良好基礎(chǔ)。
2.元素化合物知識(shí)內(nèi)容的編排中已充分體現(xiàn)了綠色化學(xué)理念。
元素化合物知識(shí)內(nèi)容的編排中,考慮到了綠色化學(xué)因素教材在有關(guān)元素化合物、有機(jī)化合物的內(nèi)容編排中從綠色化學(xué)角度有重點(diǎn)地介紹了有毒物質(zhì)的性質(zhì)、使用、保存;介紹了氯氣、氨氣、硫化氫、氟氣、氟化氫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、苯、硝基苯、白磷、偏磷酸等有毒、劇毒物質(zhì)的毒性及使用方法,甚至用黑體字寫出加以強(qiáng)調(diào);在選學(xué)內(nèi)容中安排了臭氧空洞的形成、合成洗滌劑的功與過介紹等。
3.在物質(zhì)工業(yè)生產(chǎn)制造的介紹中已經(jīng)滲透了綠色化學(xué)觀點(diǎn)。
如工藝流程中都采取了循環(huán)操作,這樣可以節(jié)省資源、提高原料的利用率。比如:在合成氨工業(yè)、氨氧化法制取硝酸等工藝流程中。如防止或減少污染物排放的過程中設(shè)置了尾氣處理裝置或回收再利用裝置。
但化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,應(yīng)該在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中更多的去滲透綠色化學(xué)理念,離開了實(shí)驗(yàn)的滲透,綠色化學(xué)觀念是很難在中學(xué)化學(xué)中充分滲透的。
三、在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中滲透綠色化學(xué)理念的方法
1.認(rèn)真研究實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,挖掘滲透綠色化學(xué)理念的教學(xué)內(nèi)容。
比如:對常見實(shí)驗(yàn)的固、液試劑的取用給出了限量要求;在高中化學(xué)教材修訂時(shí),刪除了制備有一定危險(xiǎn)或危害的硫化氫和苯磺酸實(shí)驗(yàn);介紹了聞氣體的方法;強(qiáng)調(diào)了實(shí)驗(yàn)中常見的事故避免、應(yīng)急處理等;介紹了特殊試劑的保存和使用原則及方法;在新編初中化學(xué)課本中引入了減量、減廢的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)等有害氣體的制備實(shí)驗(yàn)只安排在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行;在氯化氫、氯氣等制備實(shí)驗(yàn)中強(qiáng)調(diào)了尾氣的處理辦法。
2.盡量避免選擇和使用有毒害的反應(yīng)物和反應(yīng)助劑。
例如,在制乙烯時(shí)用氧化鋁代替濃硫酸,可以有效地減少硫酸的污染。由于工業(yè)技術(shù)綠色化可以降低成本,提高利潤,所以它的發(fā)展更加迅速。在化工生產(chǎn)中不斷出現(xiàn)新的工藝方法和新型的催化劑,可以成為高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的借鑒。應(yīng)該注意把工業(yè)成果應(yīng)用于實(shí)際教學(xué),既加強(qiáng)理論與實(shí)際的結(jié)合,同時(shí)也使化學(xué)實(shí)驗(yàn)更加綠色化。
3.改變實(shí)驗(yàn)裝置,使產(chǎn)生毒害性物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)也能變成綠色化的實(shí)驗(yàn)。
例如二氧化硫和硫化氫氣體反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)。二氧化硫和硫化氫兩種氣體制取方法都是用固體與液體反應(yīng),反應(yīng)都不需要加熱,而且反應(yīng)物都用到鹽酸。由于兩種氣體都是有毒害的氣體,所以反應(yīng)中應(yīng)該盡量做到不泄漏氣體。如果按照傳統(tǒng)方法先分別制取二氧化硫和硫化氫,然后混合二氧化硫和硫化氫,必然造成氣體的泄漏。為減少氣體的泄漏污染,用一個(gè)小的空塑料礦泉水瓶,在其中放入小試管,塑料瓶、小試管中分別裝入Na2SO3和FeS,然后迅速在其中分別加入鹽酸,在塞橡皮塞前,擠壓塑料瓶,排出部分空氣,使瓶子癟掉,然后再塞橡皮塞。我們可以看到,開始產(chǎn)生的H2S和SO2氣體使塑料瓶鼓起來,然后隨著反應(yīng)的進(jìn)行又癟下去。最后在其中加入氫氧化鈉,吸收過量氣體或者中和未反應(yīng)的鹽酸。只要不拘泥于書本中現(xiàn)成的實(shí)驗(yàn)方案,在實(shí)驗(yàn)中多動(dòng)腦子,尋找規(guī)律,不斷創(chuàng)新,大膽探索,同時(shí)注意收集利用別人的好經(jīng)驗(yàn),很多會(huì)產(chǎn)生毒害性物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)也能變成綠色化的實(shí)驗(yàn)。
4.進(jìn)行微型化實(shí)驗(yàn),減少排放,實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)。
在實(shí)驗(yàn)中可以借助小試管、點(diǎn)滴板、多用滴管、井穴板等微型化的的儀器,控制學(xué)生滴加藥品的用量,減少藥品的使用。例如如果用小試管做乙烯的制取實(shí)驗(yàn),可以節(jié)約乙醇,減少濃硫酸的排放;利用液體在濾紙上用量少、擴(kuò)散快、面積大的特點(diǎn)作三價(jià)鐵離子的檢驗(yàn)等有明顯顏色變化的實(shí)驗(yàn);用黑色6穴點(diǎn)滴板做硫酸根離子、氯離子的檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn),減少藥品使用;在保證現(xiàn)象的前提下盡量降低反應(yīng)溶液濃度;組合實(shí)驗(yàn),通過實(shí)驗(yàn)的試紙化,減少反應(yīng)物的使用及有害物的排放。
5.師生規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作也有利于促進(jìn)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)。
篇3
綠色化學(xué)教育雖然說在當(dāng)前我國的化學(xué)教育中已經(jīng)被提出了有好幾年的時(shí)間,但是具體到落實(shí)狀況中仍然存在著較多的問題影響著綠色化學(xué)教育的實(shí)施效果,這些問題有教師方面的,也有學(xué)生方面,當(dāng)然也存在一些教學(xué)模式的問題。
1.1綠色化學(xué)觀念淡薄
因?yàn)榫G色化學(xué)教育這一概念所提出的時(shí)間并不是特別長,所以相關(guān)教育工作者對于這一觀念的重視程度就存在明顯的不足,具體到化學(xué)學(xué)科的教育過程中,就表現(xiàn)在不論是化學(xué)教師還是學(xué)生都沒有充分意識(shí)到綠色化學(xué)的重要意義,綠色化學(xué)的觀念極為淡薄。導(dǎo)致這一問題存在的原因是多方面的:
1.1.1首先是傳統(tǒng)化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的影響,面對著綠色化學(xué)這一新興事物,傳統(tǒng)的化學(xué)教學(xué)模式和教學(xué)目標(biāo)都對于產(chǎn)生了較大的阻礙作用;
1.1.2其次,教學(xué)壓力導(dǎo)致的,當(dāng)前在我國的很多地方,仍然存在著較為嚴(yán)重的應(yīng)試教育問題,教師也面臨著較大的教學(xué)壓力,因此,無法分心進(jìn)行綠色化學(xué)教育的研究和探討,其觀念意識(shí)必然達(dá)不到相應(yīng)的要求;
1.1.3最后,對于中學(xué)生來說,雖然他們比較傾向于接受新事物,因此,按理說應(yīng)該能夠接受綠色化學(xué)的概念,但是實(shí)際狀況卻并非如此,由于當(dāng)前并不存在較為完善的綠色化學(xué)教育體系,化學(xué)教師也不會(huì)重點(diǎn)去突出綠色化學(xué)的觀念,所以很多學(xué)生無法真正意識(shí)到綠色化學(xué)的魅力,甚至還有的學(xué)生認(rèn)為綠色化學(xué)教育過于嘩眾取寵,華而不實(shí),這種偏見的存在也是比較普遍的。
1.2綠色化學(xué)教育體系不完善
當(dāng)前我國綠色化學(xué)教育因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)的不足等問題,其整體的體系仍然存在較大的問題,這就在較大程度上影響著綠色化學(xué)教育的發(fā)展,具體來說:
1.2.1對于綠色化學(xué)教育的教材沒有進(jìn)行合理的規(guī)劃設(shè)計(jì),仍然沿用傳統(tǒng)的化學(xué)教材無法做到真正的綠色化學(xué)教育;
1.2.2其次,在具體的教學(xué)手段上也存在一些問題,當(dāng)前的中學(xué)化學(xué)教育過程仍然是教師教、學(xué)生學(xué)這一模式,而綠色化學(xué)要求我們在教學(xué)過程中增加實(shí)踐的機(jī)會(huì),促進(jìn)綠色化學(xué)觀念的滲透,僅僅依靠課堂教學(xué)的模式無法達(dá)到相應(yīng)的綠色化學(xué)教育效果;
1.2.3最后,對于綠色化學(xué)教育過程來說,如果進(jìn)行充分的實(shí)踐教學(xué),就必須依靠大量的物質(zhì)條件支持,而這在很多地方都無法得到實(shí)現(xiàn),教育資源的不足也是制約綠色化學(xué)教育發(fā)展的一個(gè)重要內(nèi)容。
2.綠色化學(xué)教育的實(shí)施措施
2.1革新化學(xué)教育傳統(tǒng)觀念
針對當(dāng)前中學(xué)化學(xué)教育過程中存在的觀念意識(shí)不強(qiáng)等問題,我們應(yīng)該采取必要的措施革新當(dāng)前的傳統(tǒng)化學(xué)教育觀念,尤其是要重點(diǎn)針對化學(xué)教師進(jìn)行思想觀念的革新,具體來說,首先在本學(xué)校內(nèi)部加強(qiáng)化學(xué)教師之間的交流學(xué)習(xí),共同研討綠色化學(xué)教育的要點(diǎn)和教學(xué)方式,進(jìn)而提高對于綠色化學(xué)教育的重視程度;其次,主要化學(xué)教師走出去,尤其是可以去一些較為發(fā)達(dá)的城市中學(xué)習(xí)相應(yīng)的綠色化學(xué)教育模式,改變自身的傳統(tǒng)化學(xué)教育理念,逐步的融入綠色化學(xué)教育概念;最后,學(xué)校還可以組織專業(yè)的研究人員來針對化學(xué)教師進(jìn)行綠色化學(xué)教育,提高化學(xué)教師對于綠色化學(xué)教育的認(rèn)識(shí)程度。
2.2加強(qiáng)實(shí)踐教育
針對當(dāng)前存在的較為落后的化學(xué)教學(xué)模式,化學(xué)教師應(yīng)該積極主動(dòng)地謀求一些新的變化,改革現(xiàn)有的“教和學(xué)”模式,積極引入實(shí)踐教學(xué)模式,充分的利用化學(xué)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐來提高中學(xué)生對于綠色化學(xué)教育的興趣,并且使學(xué)生們清楚地認(rèn)識(shí)到綠色化學(xué)教育的真正內(nèi)涵,加強(qiáng)學(xué)習(xí)的效果,比如,通過具體的化學(xué)實(shí)驗(yàn)要求中學(xué)生來發(fā)現(xiàn)對于環(huán)境存在危害的一些氣體,進(jìn)而加深學(xué)生的記憶,并且課后要求中學(xué)生展開實(shí)踐調(diào)查,了解這些氣體的產(chǎn)生原因和防治措施,這才是真正的綠色化學(xué)教育模式。
2.3適當(dāng)革新化學(xué)教材
當(dāng)前的中學(xué)化學(xué)教材中存在很多不適合于綠色化學(xué)教育的內(nèi)容,針對這些問題,我們必須革新化學(xué)教材內(nèi)容,邀請專門的專家針對現(xiàn)有的化學(xué)教材進(jìn)行綠色化學(xué)的植入和滲透,從教材中體現(xiàn)出綠色化學(xué)理念。
3結(jié)束語
篇4
關(guān)鍵詞:化學(xué)實(shí)驗(yàn);綠色化學(xué)理念;分析
所謂綠色化學(xué),主要是指對環(huán)境沒有污染、清潔型的化學(xué)。主要是利用現(xiàn)代的化學(xué)原理,對化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)進(jìn)行清除,促進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色環(huán)保性質(zhì)的加強(qiáng)。因此,需要培養(yǎng)教學(xué)老師和學(xué)生綠色化學(xué)的意識(shí),并將綠色化學(xué)應(yīng)用到化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過程中,為現(xiàn)代生態(tài)環(huán)境的保護(hù)提供條件。比如說,在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中,會(huì)產(chǎn)生非常多的廢液,這些廢液應(yīng)該統(tǒng)一回收到一個(gè)地方,然后再通過一定科學(xué)的辦法進(jìn)行處理,當(dāng)廢液中不再含有有害物質(zhì)時(shí),才可以放心的排放到自然環(huán)境中。
一、綠色化學(xué)的定義
綠色化學(xué)又叫做環(huán)境無害化學(xué),是設(shè)計(jì)和研究沒有或者是較少的環(huán)境副作用,在經(jīng)濟(jì)上和技術(shù)上可行的化學(xué)品和化學(xué)工程的科學(xué)。綠色化學(xué)觀主要表現(xiàn)在以下幾方面:首先,建立起可持續(xù)的發(fā)展觀,指的是經(jīng)濟(jì)、人口、社會(huì)和資源的協(xié)調(diào)發(fā)展;其次,綠色的化學(xué)價(jià)值觀,人們對環(huán)境的認(rèn)識(shí)、觀點(diǎn)和看法都是環(huán)境價(jià)值觀的一部分;再次,建立起化學(xué)科學(xué)發(fā)展觀,是以人為本,構(gòu)建可持續(xù)的發(fā)展觀,積極推動(dòng)人和社會(huì)的全面發(fā)展;最后,構(gòu)建環(huán)境和諧的道德觀。
二、綠色化學(xué)理念在化學(xué)教學(xué)中的現(xiàn)狀分析
綠色化學(xué)對于絕大多數(shù)的化學(xué)工作者而言,還是一個(gè)新的理念,他們在實(shí)際的環(huán)保和環(huán)境教育中,很多方面都是和綠色化學(xué)相一致,目前化學(xué)教材中的諸多內(nèi)容也充分的展現(xiàn)了綠色的化學(xué)觀。
(一)化學(xué)概念的建立和綠色化學(xué)理念相一致
從環(huán)境保護(hù)的角度分析環(huán)境污染、溫室氣體、三廢等概念,在介紹概念的過程中,還重點(diǎn)分析了出現(xiàn)污染的原因以及危害,從減廢和減量的角度出發(fā)分析了循環(huán)操作的概念,這些看似普通的中學(xué)化學(xué)教學(xué)充分的展現(xiàn)出了綠色化學(xué)的理念,這也為開展綠色化學(xué)教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。
(二)元素化合物的編排中也表明了綠色化學(xué)的理念
在編排元素化合物的內(nèi)容時(shí),里面提到綠色化學(xué)元素的教材中有關(guān)于元素化合物以及有機(jī)化合物的內(nèi)容,所以重點(diǎn)介紹了有毒氣體該如何正確的使用和儲(chǔ)存。
三、綠色化學(xué)理念在化學(xué)教學(xué)中的有效滲透
(一)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室管理,提升學(xué)生的綠色意識(shí)
實(shí)驗(yàn)室是開展實(shí)驗(yàn)的地方,也是很容易產(chǎn)生污染的地方,務(wù)必保證實(shí)驗(yàn)室的干凈整潔以及良好的通風(fēng)效果,同時(shí)也要確保儀器設(shè)備的正常使用,將實(shí)驗(yàn)藥品保存好,建立起嚴(yán)格的取用和回收機(jī)制。學(xué)生在進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室之前,老師就要跟學(xué)生強(qiáng)調(diào)如何規(guī)范的使用實(shí)驗(yàn)室中腐蝕強(qiáng)的試劑、有毒的氣體,讓學(xué)生知道這些試劑對環(huán)境乃至人們的身體健康都會(huì)造成極大的影響。
很多學(xué)生已經(jīng)掌握一定的操作技巧,但是實(shí)驗(yàn)過程的綠色化還沒有一個(gè)深刻的認(rèn)識(shí),在這個(gè)前提下,需要學(xué)生在實(shí)驗(yàn)之前,就要將實(shí)驗(yàn)計(jì)劃以書面的形式寫出來,讓綠色的化學(xué)理念能夠影響到學(xué)生的內(nèi)心。
(二)將綠色化學(xué)理念伸入到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中
綠色化學(xué)對化學(xué)品的要求是不使用危害品;減少化學(xué)品的使用量,盡可能的循環(huán)使用。也正是因?yàn)槿绱耍覀冃枰匦略O(shè)計(jì)和編排無機(jī)化學(xué),將可能存在的危害降到最低,實(shí)現(xiàn)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的改革。比如說,在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容上盡可能減少成本高的、藥品消耗多的實(shí)驗(yàn),盡可能的增加能夠提升學(xué)生觀察力和整體素質(zhì)的制備實(shí)驗(yàn)。這樣在學(xué)生的整體素質(zhì)得到提升的基礎(chǔ)上,也可減少試驗(yàn)品的投入,減少了資源的浪費(fèi),保護(hù)了環(huán)境。
(三)重視多媒體教學(xué)資源在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用,促進(jìn)資源的節(jié)約
化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的開展,主要目的是為了讓學(xué)生了解化學(xué)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,以及操作方法,但是所有學(xué)校,每節(jié)課都這樣不斷地進(jìn)行試驗(yàn),不僅浪費(fèi)資源,同時(shí)還容易產(chǎn)生更多的污染。因此,需要加強(qiáng)多媒體教學(xué)視頻的使用,使得學(xué)生通過多媒體教學(xué)視頻就能夠了解到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作方法,還能夠看到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象,同時(shí)還能夠減少資源的浪費(fèi),避免有害氣體的產(chǎn)生,也達(dá)到了教學(xué)的目的,幫助學(xué)生更好的理解化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。而且,多媒體教學(xué)視屏,能夠不斷反復(fù)的去看,當(dāng)學(xué)生有不明白的地方,可以不斷的觀察和回放,促進(jìn)理解。
(四)對化學(xué)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的廢物做好處理工作
在化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中,難免會(huì)產(chǎn)生一些廢棄物,這些廢棄物如果不經(jīng)過一定的處理,直接排放到自然環(huán)境中,對生態(tài)環(huán)境會(huì)造成非常嚴(yán)重的破壞,當(dāng)老師做出不好的示范時(shí),學(xué)生對自然環(huán)境的保護(hù)也不是非常的重視。因此,在教學(xué)過程中,需要對化學(xué)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的廢物做好處理工作,嚴(yán)格要求學(xué)生將化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢物處理好,這樣能夠幫助學(xué)生樹立綠色環(huán)保的意識(shí),同時(shí)還能夠加強(qiáng)綠色化學(xué)理念在教學(xué)過程中的滲透。
總的來講,加強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中綠色化學(xué)理念的滲透,對促進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量的提高以及生態(tài)環(huán)境的保護(hù)具有非常大的意義。作為化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)老師,需要對綠色化學(xué)理念予以重視,并加強(qiáng)有效措施的采取,促進(jìn)綠色化學(xué)理念在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中滲透作用的加強(qiáng),保護(hù)大家生活的生態(tài)環(huán)境。
作者:柳蘇玲
參考文獻(xiàn):
篇5
關(guān)鍵詞:綠色化學(xué);高中化學(xué);教學(xué);應(yīng)用
一、 綠色化學(xué)的概念
綠色化學(xué)的概念是隨著我們所在的環(huán)境被越來越嚴(yán)重的遭到污染與破壞而逐漸引起人們重視的。所謂綠色化學(xué)是指采用現(xiàn)代化的科技手段去消除很多不良的、對環(huán)境造成破壞與影響的化學(xué)工藝及流程,同時(shí),盡量杜絕對生態(tài)環(huán)境及人類健康有害的物質(zhì)的產(chǎn)生,這是一場為生態(tài)環(huán)境打起的保衛(wèi)戰(zhàn),同時(shí),也是為了讓人類能夠有一個(gè)更安全健康的生存環(huán)境。我國的綠色化學(xué)工藝還在起步階段,對于綠色化學(xué)的研究與試驗(yàn)也在不斷進(jìn)行中。高中階段的化學(xué)教學(xué)學(xué)生們已經(jīng)具備了很多相應(yīng)的化學(xué)理論知識(shí),在這個(gè)時(shí)期如果能夠很好的向他們滲透綠色化學(xué)的理念,讓環(huán)境保護(hù)意識(shí)在他們心里留存,這不僅對于化學(xué)課程的教學(xué)過程,甚至對于我們的生態(tài)環(huán)境的保護(hù)都能夠起到積極的作用。
二、 課堂中引入綠色化學(xué)思想的教學(xué)難題
在課堂中引入綠色化學(xué)的思想一直在實(shí)踐過程中,然而,它也存在著一定的困難。首先面臨的一個(gè)難題就是目前學(xué)生們的環(huán)保意識(shí)不夠強(qiáng),很多學(xué)生對于綠色化學(xué)都不太在意也不太看重,實(shí)驗(yàn)過程中仍然會(huì)有很多不規(guī)范操作會(huì)帶來更多的環(huán)境污染物質(zhì)。其次,想要深入綠色化學(xué)理念的教育工作是需要一定的教育資源及教學(xué)設(shè)備做支撐的,例如在實(shí)驗(yàn)過程中,想要讓實(shí)驗(yàn)更為環(huán)保安全,可能會(huì)用到很多其他的裝置或者試劑,但是很多學(xué)校在這部分教學(xué)資源上還較為貧乏,無法很有效的為綠色化學(xué)思想的深入做支撐。此外,高中階段的學(xué)生面對著繁重的課業(yè)負(fù)擔(dān)和即將來臨的高考?jí)毫?,不僅是學(xué)生,很多時(shí)候教師都會(huì)較為急功近利,教學(xué)過程中首先關(guān)注的就是學(xué)生的成績,綠色化學(xué)的思想并沒有得到足夠的重視,在這樣的前提下這種理念想要在高中化學(xué)教學(xué)中得以滲透將會(huì)更為艱難。
三、 綠色化學(xué)思想在化學(xué)課堂教學(xué)中實(shí)踐的方法
1.在課堂教學(xué)中滲透綠色化學(xué)教育
課堂是滲透綠色化學(xué)教育的最直接途徑,在平時(shí)的理論知識(shí)教學(xué)中,教師可以針對很多教學(xué)要點(diǎn)向?qū)W生灌輸綠色化學(xué)理念,并且讓學(xué)生理解更多的綠色化學(xué)知識(shí)。在“原電池”的學(xué)習(xí)中應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生明白電池可能對于環(huán)境造成的污染,因此,回收電池是很有必要的。在“氮的固定”的教學(xué)過程中,對于傳統(tǒng)的最普遍的三種固氮方式:人工化學(xué)固氮、雷雨閃電固氮及豆科植物的生物固氮,可以逐一和學(xué)生分析各種方法的原理及特性,讓學(xué)生明白人工固氮及雷雨固氮都會(huì)一定程度對環(huán)境造成污染,生物固氮不僅不用外界提供能源,而且整個(gè)過程對于環(huán)境無任何污染,因此,這種固氮方法才是首選。課堂中很多教學(xué)內(nèi)容中都涵蓋著很多有價(jià)值的綠色化學(xué)理念,教師應(yīng)當(dāng)抓住這些教學(xué)點(diǎn),讓綠色化學(xué)理念在學(xué)生心里更深入。
2.用綠色化學(xué)思想設(shè)計(jì)與改進(jìn)傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)
化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科,化學(xué)學(xué)習(xí)進(jìn)入高中階段,有太多的知識(shí)點(diǎn)的教學(xué)涉及到實(shí)驗(yàn)過程,很多化學(xué)原理都需要實(shí)驗(yàn)來向?qū)W生驗(yàn)證。在傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)中無論是實(shí)驗(yàn)過程還是實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物上都可能一定程度對于環(huán)境構(gòu)成影響,綠色化學(xué)理念下的高中化學(xué)教學(xué)應(yīng)當(dāng)對于這一點(diǎn)不斷進(jìn)行改進(jìn)與革新,用綠色化學(xué)思想設(shè)計(jì)與改進(jìn)傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)。
1)推廣微型實(shí)驗(yàn)
很多時(shí)候?qū)嶒?yàn)試劑及實(shí)驗(yàn)后的產(chǎn)物會(huì)對環(huán)境構(gòu)成污染,在進(jìn)行這類實(shí)驗(yàn)時(shí)可以減少試劑的用量,這也能減少其帶來的有污染的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物。例如在進(jìn)行硫的燃燒實(shí)驗(yàn)時(shí),傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中通常會(huì)取0.5g硫粉進(jìn)行燃燒,可以將這個(gè)用量降低,改為0.1g,這將會(huì)很大程度減少產(chǎn)生的二氧化硫的量,從而降低其對于環(huán)境構(gòu)成的影響。
2)對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)
在很多傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)中存在一些不太合理的地方,對于有的明顯會(huì)對環(huán)境構(gòu)成影響的實(shí)驗(yàn)方案可以在不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果及觀察效果的前提下適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行改進(jìn)。例如,通常在還原CuO的實(shí)驗(yàn)中都會(huì)用到CO作為還原劑,考慮到CO具有的毒性可以在整個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置上加設(shè)尾氣處理裝置,這能夠很大程度減少CO帶來的污染與危害。類似的這樣的情況還有很多,教師不僅要設(shè)計(jì)更為科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)過程,更重要的是要讓綠色化學(xué)理念在學(xué)生腦海里得到滲透。
3)加大廢棄物的回收利用
化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程必然會(huì)產(chǎn)生很多實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物,對于很多廢棄物可以將它們放入統(tǒng)一的回收裝置中,通過中和、吸收、回收循環(huán)等方式來進(jìn)行處理,這將很大程度避免它們對于環(huán)境構(gòu)成的污染。很多實(shí)驗(yàn)過程都會(huì)用到有機(jī)溶劑,很多時(shí)候有機(jī)溶劑是可以通過合理的方式進(jìn)行回收利用的??梢岳没钚蕴繉τ谟袡C(jī)溶劑進(jìn)行吸附處理,通過合理的比例能夠很大程度讓有機(jī)溶劑得到提純,這樣,有機(jī)溶劑就被很好的回收并且可以再利用。與有機(jī)溶劑相比活性炭的價(jià)格要低廉的多,因此,這個(gè)操作簡便的提純回收再利用過程很大程度節(jié)約了實(shí)驗(yàn)成本,是綠色化學(xué)的一個(gè)典范。
3.開展形式多樣的教學(xué)活動(dòng)
除了在課堂教學(xué)和平時(shí)的實(shí)驗(yàn)過程中能夠很好的為學(xué)生傳達(dá)綠色化學(xué)的理念,很多教學(xué)活動(dòng)中也能夠讓這個(gè)理念得到進(jìn)一步滲透。學(xué)?;蚰昙?jí)組可以定期舉辦關(guān)于綠色化學(xué)的專題講座,向?qū)W生們闡明綠色化學(xué)的原理及實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)的方法與途徑,不斷向他們進(jìn)行有效的宣傳教育。此外,也可以讓學(xué)生開展相應(yīng)的社會(huì)實(shí)踐,讓他們到環(huán)境污染嚴(yán)重的地方去進(jìn)行實(shí)地考察,讓他們切身體會(huì)到環(huán)境污染對于社會(huì)及人體健康構(gòu)成的危害,這將會(huì)進(jìn)一步加強(qiáng)他們心里的環(huán)保意識(shí),綠色化學(xué)理念也會(huì)在他們心里更為深入。
四、 結(jié)語
綠色化學(xué)是近年來逐漸走進(jìn)高中化學(xué)課堂的一個(gè)很好的理念,想要讓這種理念在課堂教學(xué)中得以深入,首先要幫學(xué)生們樹立綠色化學(xué)的觀念,讓他們意識(shí)到綠色化學(xué)的價(jià)值與意義。其次,可以在課堂實(shí)驗(yàn)中讓綠色化學(xué)思想不斷得以滲透,此外,開展各類教學(xué)活動(dòng)也是很有必要的。只有從多方面共同努力,綠色化學(xué)思想才能夠在高中化學(xué)教學(xué)過程中得到更好的應(yīng)用。
參考文獻(xiàn):
[1]魏洪剛;高中化學(xué)教學(xué)引入“綠色”話題的研究[J];華章;2012年14期.
篇6
【關(guān)鍵詞】 綠色化學(xué) 環(huán)境污染 環(huán)境治理
當(dāng)今時(shí)代,化學(xué)真正成為了一門最有用的科學(xué)?;瘜W(xué)科學(xué)的研究成果和化學(xué)知識(shí)的應(yīng)用為推動(dòng)人類的進(jìn)步起到了決定性的作用。目前,化學(xué)及其制品已經(jīng)滲透到人類生活、生產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。但另一方面,化學(xué)化工的發(fā)展為人類的生活改善提供了源源不斷的能源和物質(zhì)基礎(chǔ),但同時(shí)又造成了很多的能源和環(huán)境問題?!熬G色化學(xué)”的出現(xiàn),為人類最終從化學(xué)的角度解決環(huán)境和能源問題帶來了新的希望。
一、概念及核心內(nèi)容
1.概念。綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué)或清潔化學(xué),是指化學(xué)反應(yīng)和過程以“原子經(jīng)濟(jì)性”為基本原則,即在獲取新物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)中充分利用參與反應(yīng)的每個(gè)原料原子,在始端就采用實(shí)現(xiàn)污染預(yù)防的科學(xué)手段,因而過程和終端均為零排放和零污染,是一門從源頭阻止污染的化學(xué)。
2.核心內(nèi)容。原子經(jīng)濟(jì)性是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容,這一概念最早是1991年美國Stanford大學(xué)的著名有機(jī)化學(xué)家Trost提出的,即原料分子中究竟有百分之幾的原子轉(zhuǎn)化成了產(chǎn)物。理想的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)是原料分子中的原子百分之百地轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物,不產(chǎn)生副產(chǎn)物或廢物,實(shí)現(xiàn)廢物的“零排放”。他用原子利用率衡量反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性,認(rèn)為高效的有機(jī)合成應(yīng)最大限度地利用原料分子的每一個(gè)原子,使之結(jié)合到目標(biāo)分子中。綠色化學(xué)的原子經(jīng)濟(jì)性的反應(yīng)有兩個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn):一是最大限度地利用了原料;二是最大限度地減少了廢物的排放。
二、滲透“綠色化學(xué)”思想
我國古代就有“不竭澤而漁,不焚林而獵”的保護(hù)自然環(huán)境的思想。今天,我們保護(hù)環(huán)境不僅要保護(hù)環(huán)境不受污染,而且要繼承古代環(huán)境保護(hù)的思想,合理利用資源,以保證資源的永續(xù)利用。我們應(yīng)該懂得保護(hù)環(huán)境就是保護(hù)我們自己。為了更好地保護(hù)環(huán)境,許多國家正在廣泛地宣傳環(huán)境保護(hù)思想,制定相應(yīng)的法律法規(guī)。我國于1979年9月頒布了《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法(試行)》,并在1983年底召開的全國第二次環(huán)境保護(hù)大會(huì)上將保護(hù)環(huán)境確立為我國一項(xiàng)基本國策。
白色污染是當(dāng)今社會(huì)的一大公害,而且越來越受到公眾和政府的關(guān)注。塑料作為人工合成的高分子材料,由于它有良好的成膜性、絕緣性、成型性、耐酸堿、耐腐蝕,外觀鮮艷,而且它具有極其低廉的價(jià)格,隨著石油化工的發(fā)展迅速成為人類不可缺少的一種材料。然而隨著塑料的大量使用,廢棄塑料難于降解,嚴(yán)重污染了人們所居住的環(huán)境,還有的塑料會(huì)引起人類新的疾病的產(chǎn)生。如今,綠色蔬菜、綠色產(chǎn)品、綠色科技、綠色化學(xué),還有現(xiàn)在所提倡的綠色飯店、綠色學(xué)校,都成為最時(shí)髦的名詞。綠色話題成為人類最具共識(shí)的話題。這種綠色意識(shí),是人類重新審視自然的表現(xiàn)。只有培養(yǎng)人類真正意義上的“綠色意識(shí)”,才能實(shí)現(xiàn)對環(huán)境,對人類更友善的化學(xué)――綠色化學(xué)。
因此,人類在生產(chǎn)、生活中都應(yīng)貫穿綠色化學(xué)的思想,在生活中對其廢棄物要妥善處理,決不能隨意傾倒,造成環(huán)境污染。
三、設(shè)計(jì)“綠色新工藝”
我國在環(huán)境資源、容量方面,總量雖大但人均擁有量很小。經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的特點(diǎn)是工業(yè)技術(shù)水平整體不高,能源和資源消耗及污染排放量高,鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)比重還是很大,“三廢”基本沒有經(jīng)過任何處理就四處排放,污染十分嚴(yán)重。但是人們不能走“先污染破壞,后治理恢復(fù)”的道路,也不能走“邊污染,邊治理”的道路,而應(yīng)該采取我國政府制定的“全面規(guī)劃,合理布局,綜合利用,化害為利,依靠群眾,大家動(dòng)手,保護(hù)環(huán)境,造福人民”的環(huán)境保護(hù)方針,還要在化工工藝上采取更為綠色的、環(huán)保的工藝過程。綠色化學(xué)不是被動(dòng)地治理環(huán)境污染,而是主動(dòng)的防止化學(xué)污染,從而在根本上切斷污染源,所以綠色化學(xué)是更高層次的環(huán)境友好化學(xué)。
1.設(shè)計(jì)環(huán)保工藝。開展環(huán)境分析方法和標(biāo)準(zhǔn)化的研究,建立高靈敏度、高選擇性、快速、自動(dòng)化程度高的監(jiān)測方法;開發(fā)新材料、新能源、用綠色化學(xué)工藝代替經(jīng)典工藝;在制定污染物向環(huán)境排放量標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)與其他手段相結(jié)合,積極開展處理和利用廢物的技術(shù)研究,變廢為寶。三廢的處理過程不應(yīng)產(chǎn)生或少產(chǎn)生新的污染,這樣才能實(shí)現(xiàn)減少或消除污染。
2.開發(fā)和生產(chǎn)綠色產(chǎn)品。綠色產(chǎn)品是指產(chǎn)品在使用過程中和使用后不會(huì)危害生態(tài)環(huán)境和人體健康,產(chǎn)品具有合格的使用功能及使用壽命,產(chǎn)品易于回收、利用和再生,報(bào)廢后易于處理,在環(huán)境條件下容易降解。如日常生活中適用的包裝材料,用后可以進(jìn)行再利用,如用再生紙作購物袋,用再生塑料制造各種容積,不但可節(jié)約寶貴的資源, 還可以減少固體廢棄物的排放。
四、綠色化學(xué)與環(huán)境治理
目前,隨著綠色化學(xué)作為學(xué)科前沿方向的逐步形成, 在很短的時(shí)間內(nèi),通向綠色化學(xué)的各種途徑已隱約可見。這說明綠色化學(xué)是有效的,也是有益的。從科學(xué)觀點(diǎn)認(rèn)識(shí),綠色化學(xué)是對傳統(tǒng)化學(xué)思維方式的更新和發(fā)展;從環(huán)境觀點(diǎn)認(rèn)識(shí),它是從源頭上消除污染;從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)認(rèn)識(shí),它合理利用資源和能源,降低生產(chǎn)成本,符合經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求。其目的就是要把現(xiàn)有化學(xué)和化工生產(chǎn)的技術(shù)路線從“先污染、后治理”改變?yōu)椤皬脑搭^上根除污染”。然而,必須指出的是, 綠色化學(xué)與環(huán)境治理是完全不同的概念。環(huán)境治理是對已被污染的環(huán)境進(jìn)行治理,使之恢復(fù)到被污染前的面目; 而綠色化學(xué)則是從源頭上阻止污染物的生成,即所謂污染預(yù)防。因此,只有通過綠色化學(xué)的途徑,從科學(xué)研究出發(fā),發(fā)展環(huán)境友好化學(xué)、化工技術(shù),才能解決環(huán)境污染與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的矛盾。另一關(guān)鍵問題是培養(yǎng)具有環(huán)境保護(hù)意識(shí)的人,樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念。通過宣傳,強(qiáng)化公眾的環(huán)境意識(shí)。作為高等學(xué)校培養(yǎng)的各種層次的高素質(zhì)人才,應(yīng)努力學(xué)習(xí)有關(guān)知識(shí),加強(qiáng)對保護(hù)環(huán)境,改善環(huán)境的責(zé)任感。創(chuàng)造一個(gè)清潔美好的生活環(huán)境是人類的共同愿望,給后代留下一個(gè)良好的環(huán)境,也是我們這一代人所必須履行的責(zé)任和義務(wù)!
相信隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人們綠色意識(shí)的提高,只要我們用好綠色化學(xué)技術(shù),搞好經(jīng)濟(jì),我們賴以生存的地球環(huán)境會(huì)變得更加美好。
參考文獻(xiàn):
[1] 王恩舉.漫談綠色化學(xué)[J].大學(xué)化學(xué),2002,(4).
篇7
關(guān)鍵詞:農(nóng)業(yè)院校;無機(jī)化學(xué);創(chuàng)新;綠色化學(xué)
中圖分類號(hào) G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731(2016)03-04-117-03
Research of Inorganic Chemistry Teaching in Agricultural University Based on the Green Chemistry and Innovation Training
Ke Fei et al.
(Department of Chemistry,Anhui Agricultural University,Hefei 230036,China)
Abstract:The idea of green chemistry and innovation training has attracted increasing attention by the international higher education. This paper analyzed the disadvantages existed in the teaching process of inorganic chemistry in agricultural university. Further the significance to infiltrate the idea of green chemistry and innovation training in inorganic chemistry teaching was introduced,and some constructive opinions and suggestions were also put forward.Sequentially,the students desire for knowledge can be inflamed and the effective teaching can also be raised.
Key words:Agricultural university;Inorganic chemistry;Innovation;Green chemistry
無機(jī)化學(xué)是一門內(nèi)容既豐富又抽象的課程,其不僅是化學(xué)專業(yè)學(xué)生的4大基礎(chǔ)化學(xué)(無機(jī)化學(xué)、有機(jī)化學(xué)、分析化學(xué)、物理化學(xué))之首,也是高等農(nóng)業(yè)院校一些非化學(xué)專業(yè)學(xué)生的基礎(chǔ)課程,甚至是必修的入門課程之一[1-2]。該課程內(nèi)容體系龐雜,理論性較強(qiáng),尤其該課程面臨的授課對象是大學(xué)一年級(jí)新生。因此,無機(jī)化學(xué)課程的教學(xué)成功與否對學(xué)生們今后的學(xué)習(xí)思維模式的培養(yǎng)起著一定的指導(dǎo)作用。然而,對于農(nóng)業(yè)院校的無機(jī)化學(xué)課程的教學(xué)過程,大部分的傳授者只重視課本上化學(xué)知識(shí)的傳授,而忽略了相關(guān)知識(shí)點(diǎn)國際最新的研究進(jìn)展的介紹,忽視了對學(xué)生綠色思維能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng),從而造成學(xué)生上課沒有積極主動(dòng)的心態(tài),缺少朝氣蓬勃的求知欲望,進(jìn)而造成這種模式下培養(yǎng)的學(xué)生整體素質(zhì)偏下,沒有綠色創(chuàng)新的概念,更沒有保護(hù)世界和改造世界的科學(xué)精神[3]。
化合物的綠色合成以及清潔能源的使用將是無機(jī)化學(xué)發(fā)展必然趨勢,同時(shí)各學(xué)科之間的互相滲透,形成了眾多的新興特色研究領(lǐng)域,所以無機(jī)化學(xué)是一門活躍有趣的特色學(xué)科。本文中作者結(jié)合自己的教學(xué)經(jīng)歷,對如何在高等農(nóng)業(yè)院校無機(jī)化學(xué)教學(xué)中注入綠色創(chuàng)新思維的培養(yǎng),進(jìn)而激發(fā)大學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情進(jìn)行了初步探討。
1 綠色創(chuàng)新思維理念
綠色化學(xué)理念最早產(chǎn)生于美國,其頒布的《Pollution Prevention Act of 1990》法令中第一次明確提出了綠色化學(xué)概念[4]。這一概念的提出,迅速得到了國際各國的支持。英國皇家化學(xué)會(huì)在1999年創(chuàng)辦了國際第一個(gè)綠色化學(xué)綜合期刊《Green Chemistry》,隨后,該雜志在國際影響力逐年增加,2015年其影響因子已達(dá)到了8.02。由此可見,綠色化學(xué)理念深受科學(xué)工作者們的推崇。所謂綠色化學(xué)就是在實(shí)際生產(chǎn)中使用清潔的能源和使用環(huán)境友好的試劑和溶劑,最大程度的利用原材料,盡可能的避免污染。然而隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,工業(yè)化程度的飛快推進(jìn),當(dāng)今教育理念僅僅有綠色化學(xué)還不夠,還得注重學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng),這就要求學(xué)生具備綠色創(chuàng)新思維理念,這樣培養(yǎng)的人才在未來的國際競爭中才具有優(yōu)勢。
2 無機(jī)化學(xué)教學(xué)中綠色創(chuàng)新理念的重要性
化學(xué)一方面創(chuàng)造了一個(gè)美麗的人造世界,另一方面也改變了這個(gè)美麗世界。甚至一些非化學(xué)專業(yè)的人們,一聽到化學(xué)這個(gè)詞,就聯(lián)想到危險(xiǎn)、污染、有毒等等。因此,如果要徹底改變這一現(xiàn)狀,改變?nèi)藗儗瘜W(xué)的認(rèn)識(shí),這就需要發(fā)展綠色創(chuàng)新化學(xué)理念。
目前,隨著工農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展,新的化合物也不斷的被發(fā)現(xiàn)和合成出來。與此同時(shí),人類所面臨的環(huán)境危機(jī)也越來越重,而這些發(fā)展和危機(jī)在一定程度上都與化學(xué)關(guān)聯(lián),化學(xué)在創(chuàng)造物質(zhì)文明的同時(shí),也帶來了大量的有害物質(zhì),危害到人們的健康,所以環(huán)境問題已成為國際關(guān)注的熱點(diǎn)問題之一。我們現(xiàn)在所面臨的環(huán)境問題主要有:霧霾、酸雨等大氣污染,水體富營養(yǎng)化、生活工業(yè)廢水等污染,農(nóng)藥殘留、固體廢棄物等土壤污染等[5-6]。因此,發(fā)展綠色創(chuàng)新思想,推廣綠色創(chuàng)新教學(xué)是教育發(fā)展的大趨勢。
大學(xué)生是未來社會(huì)發(fā)展的希望,是創(chuàng)造物質(zhì)文明主力軍,所以教師要盡自己最大努力向?qū)W生們傳授綠色創(chuàng)新方面的知識(shí),然后通過大學(xué)生群體去影響周圍的人群,逐漸使大家都能有這個(gè)意識(shí),促進(jìn)整個(gè)社會(huì)的和諧健康發(fā)展。無機(jī)化學(xué)是新生入學(xué)第一門開設(shè)的大學(xué)化學(xué)課程,這是他們對大學(xué)化學(xué)認(rèn)識(shí)的開始,同時(shí)也是他們學(xué)習(xí)生活習(xí)慣養(yǎng)成以及社會(huì)責(zé)任意識(shí)形成的關(guān)鍵階段。因此,大學(xué)老師要充分利用課堂這個(gè)重要教學(xué)陣地,認(rèn)真挖掘無機(jī)化學(xué)教材中的知識(shí)點(diǎn)與最新研究報(bào)道成果的聯(lián)系,向?qū)W生們傳授最新的綠色創(chuàng)新知識(shí),培養(yǎng)學(xué)生們綠色創(chuàng)新意識(shí),進(jìn)而按照綠色化學(xué)的原則來處理生活中的問題。因此,在高等農(nóng)業(yè)院校無機(jī)化學(xué)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生們綠色創(chuàng)新思維,以適應(yīng)當(dāng)前國際科技的高速發(fā)展非常重要。
3 無機(jī)化學(xué)教學(xué)中綠色創(chuàng)新理念融入的策略
目前,國內(nèi)部分綜合高?;瘜W(xué)專業(yè)已經(jīng)開設(shè)了綠色化學(xué)這門新興課程,但仍然處于開始階段,對綠色創(chuàng)新思想的傳授相對較少,而對于農(nóng)業(yè)院校來說,綠色創(chuàng)新研究的就更少。農(nóng)業(yè)院校無機(jī)化學(xué)由過去56學(xué)時(shí)調(diào)到現(xiàn)在為48學(xué)時(shí),這就要根據(jù)農(nóng)業(yè)院校自身的特點(diǎn)和培養(yǎng)目標(biāo),對無機(jī)化學(xué)授課內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整,那么在這有限的課時(shí)中,如何將綠色創(chuàng)新理念融入到課堂之中就格外重要。筆者認(rèn)為,可以從以下幾個(gè)方面著手實(shí)施綠色創(chuàng)新教育:
3.1 加強(qiáng)師生的綠色創(chuàng)新理念的培養(yǎng) 隨著科技的發(fā)展,創(chuàng)新應(yīng)用型人才對農(nóng)業(yè)的發(fā)展越來越重要,高等農(nóng)業(yè)院校無機(jī)化學(xué)必須把綠色創(chuàng)新理念作為重要的指導(dǎo)思想滲透到教學(xué)中。綠色創(chuàng)新理念的培養(yǎng)是對傳統(tǒng)的無機(jī)化學(xué)教育模式的發(fā)展,該培養(yǎng)理念不僅能為社會(huì)培養(yǎng)出高層次專業(yè)素質(zhì)人才,而且還注重培養(yǎng)學(xué)生們可持續(xù)發(fā)展意識(shí)。這就要求傳授者自己要有綠色可持續(xù)的發(fā)展觀念,在教學(xué)工作中將綠色創(chuàng)新思想滲透到課堂之中。化學(xué)教育者要不斷的更新自己的知識(shí)框架,及時(shí)了解國際最新的相關(guān)領(lǐng)域研究進(jìn)展,將課本上知識(shí)點(diǎn)與最新的相關(guān)綠色創(chuàng)新研究結(jié)合起來,課堂上以生動(dòng)形象的圖片或動(dòng)畫方式給學(xué)生們呈現(xiàn),讓學(xué)生們在大學(xué)一年級(jí)就養(yǎng)成好習(xí)慣,讓綠色創(chuàng)新理念真正的樹立在他們的腦海中,為培養(yǎng)具有可持續(xù)發(fā)展理念的未來化學(xué)工作者奠定基礎(chǔ)。
3.2 無機(jī)化學(xué)理論課中綠色創(chuàng)新理念的滲透 課堂教學(xué)是學(xué)生們的接受知識(shí)的重要途徑,教師要緊跟國內(nèi)外最新的綠色化學(xué)研究成果,充分挖掘課本中的理論知識(shí),將二者結(jié)合起來,在理論教學(xué)中將最新的綠色創(chuàng)新思想進(jìn)行滲透,并修正與該思想不相符的課本內(nèi)容。引導(dǎo)學(xué)生們重新設(shè)計(jì)新的路線、工藝等,使整個(gè)合成綠色化,能源綠色化,避免傳統(tǒng)的反應(yīng)方法給環(huán)境帶來的負(fù)面影響。
無機(jī)化學(xué)理論課中很多基礎(chǔ)知識(shí)都與創(chuàng)新的綠色化學(xué)有關(guān)。例如,(1)在化學(xué)動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)章節(jié)中,除了介紹動(dòng)力學(xué)常數(shù)的定義外,還可以介紹目前國際研究最熱的新型多孔材料對水體中有機(jī)污染物(如,有機(jī)染料、苯、農(nóng)藥等)的吸附率隨時(shí)間的變化關(guān)系,進(jìn)而計(jì)算其吸附動(dòng)力學(xué)常數(shù),這樣學(xué)生既了解動(dòng)力學(xué)常數(shù)概念又清楚的知道怎么通過實(shí)驗(yàn)得到這個(gè)動(dòng)力學(xué)常數(shù);(2)在介紹化學(xué)熱力學(xué)部分的時(shí)候,除了介紹熵、焓、吉布斯自由能的概念外,還可以介紹吸附劑吸附有害物質(zhì)的吸附量隨溫度的變化關(guān)系實(shí)驗(yàn),通過該實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生了解吸附劑在該條件下的熵、焓、吉布斯自由能是怎么得到的,加深吉布斯自由能與化學(xué)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行方向的關(guān)系,進(jìn)而知道怎么學(xué)以致用。為了方便吸附劑的回收循環(huán)使用,還可以介紹新型磁性多孔材料,既可以達(dá)到去除水體中的污染物,又可以通過簡單的外界磁場,方便的將吸附劑從水體中分離出來,達(dá)到循環(huán)使用效果;(3)介紹碳族元素的時(shí)候,除了介紹溫室效應(yīng)導(dǎo)致全球變暖之外,還可以介紹目前利用CO2制甲烷等最新研究成果;(4)在介紹硫化合物的時(shí)候,介紹硫化鎘等等量子點(diǎn)光催化劑,可以利用該光催化劑在取之不竭、用之不盡的太陽光條件下進(jìn)行光催化反應(yīng)。此外,教師還要根據(jù)高等農(nóng)業(yè)院校自身發(fā)展的特點(diǎn)和優(yōu)勢,課堂教學(xué)中將無機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)與農(nóng)業(yè)院校的茶與食品科學(xué)、環(huán)境與能源、生物工程以及農(nóng)藥等優(yōu)勢學(xué)科結(jié)合起來,達(dá)到學(xué)科間的優(yōu)勢互補(bǔ)。例如,無機(jī)化學(xué)教學(xué)中可以補(bǔ)充最新的制氫和儲(chǔ)氫材料、可見光催化材料、高催化性能或吸附性能的多孔材料、農(nóng)藥降解材料、重金屬去除材料等等??傊處熆梢愿鶕?jù)當(dāng)前國際研究的熱點(diǎn),有目的、有計(jì)劃的將無機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)與這些最新的綠色創(chuàng)新研究有機(jī)地串聯(lián)起來,既提高了教學(xué)質(zhì)量,又使學(xué)生們知道農(nóng)業(yè)科技人員的研究動(dòng)態(tài),潛移默化中增強(qiáng)學(xué)生們的綠色創(chuàng)新意識(shí)。
3.3 無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課綠色創(chuàng)新化 化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),實(shí)驗(yàn)課是運(yùn)用理論知識(shí)和驗(yàn)證理論知識(shí)的渠道,也是最容易產(chǎn)生污染的主要場所之一。因此,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)課的綠色創(chuàng)新是非常必要的,這是培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題以及解決問題能力的重要途徑,也為培養(yǎng)他們良好的科研素養(yǎng)打下基礎(chǔ)。
(1)加強(qiáng)安全教育,樹立綠色創(chuàng)新理念。無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課是大學(xué)一年級(jí)開設(shè)的第一門化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程,學(xué)生沒有自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的經(jīng)驗(yàn)。因此,老師在這個(gè)過程中作用至關(guān)重要。第一節(jié)實(shí)驗(yàn)課,授課老師講解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容之前應(yīng)該對學(xué)生們進(jìn)行安全教育,宣傳綠色創(chuàng)新理念,給學(xué)生們講解《化學(xué)實(shí)驗(yàn)室安全手冊》,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室安全培訓(xùn),培訓(xùn)合格的同學(xué)方可進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行后續(xù)的實(shí)驗(yàn)操作。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)室醒目位置張貼安全標(biāo)志,強(qiáng)化學(xué)生們安全意識(shí)、綠色創(chuàng)新意識(shí)以及環(huán)保意識(shí)。
(2)優(yōu)化實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,提高綠色創(chuàng)新程度。使用無毒無污染的綠色原料和溶劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有害試劑。盡量使用蒸餾水、乙醇等綠色無毒試劑,避免使用氯仿、苯胺等毒性較大試劑。合成條件避免時(shí)間長、高溫高壓等條件,可以采用快速的超聲或微波輔助合成新方法,節(jié)約時(shí)間,增加轉(zhuǎn)化率、減少污染,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的綠色化創(chuàng)新。另外可以開設(shè)一些學(xué)生自主性比較大的實(shí)驗(yàn),開展一些利用可見光為能源的催化或降解實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生們自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)原料、條件、方法等,充分開發(fā)學(xué)生們創(chuàng)新能力。
(3)重視實(shí)驗(yàn)室廢棄物的回收,開發(fā)循環(huán)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室廢棄物的妥善處理這個(gè)過程非常重要,目前大部分高校實(shí)驗(yàn)課都存在這種普遍的現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后學(xué)生們就直接將反應(yīng)后的試劑和藥品直接倒入水池中,甚至包括一些毒性較大的試劑。這不僅危害自己也會(huì)危害到他人,增加后續(xù)無害化處理的負(fù)擔(dān)。實(shí)驗(yàn)老師一定要指導(dǎo)學(xué)生將實(shí)驗(yàn)廢棄物進(jìn)行分類回收處理,嚴(yán)禁亂扔亂倒,這樣像乙醇這類常用溶劑我們就可以回收起來,進(jìn)行重新集中蒸餾制得干凈的無水乙醇,從而可以循環(huán)使用。教師可以把實(shí)驗(yàn)的后處理作為成績考核的一部分,督促學(xué)生養(yǎng)成好的習(xí)慣,為自己、為社會(huì)負(fù)責(zé)。
4 結(jié)語
無機(jī)化學(xué)是一門實(shí)踐性較強(qiáng)的課程,授課教師不僅要傳授學(xué)生們基礎(chǔ)的理論知識(shí),更重要的是培養(yǎng)學(xué)生們具有在改造世界的同時(shí)更要保護(hù)好世界的能力。通過上述改革措施,本人自己課堂上取得了很好的教學(xué)效果,改變了以往無機(jī)化學(xué)課堂上沉悶的現(xiàn)象,大家積極思考、課堂氣氛活躍、年終評(píng)教獲得優(yōu)秀。當(dāng)然,結(jié)合最新的研究熱點(diǎn),宣傳綠色創(chuàng)新理念是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程,也是社會(huì)發(fā)展的趨勢,這項(xiàng)工作現(xiàn)在還是處于起點(diǎn)階段,每位化學(xué)教師都要不斷的探索,提升綠色創(chuàng)新的教學(xué)方法,為社會(huì)培養(yǎng)合格的化學(xué)科技者而不懈努力。
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篇8
關(guān)鍵詞:綠色化學(xué);工業(yè)污染;工業(yè)應(yīng)用
中圖分類號(hào):F407.7文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: B 文章編號(hào):1005-569X(2009)08-0073-02
1 引言
綠色化學(xué)和化工設(shè)計(jì)首要考慮的是對化工過程和產(chǎn)品進(jìn)行綠色設(shè)計(jì),解決污染的問題,實(shí)現(xiàn)“零排放”。目前綠色化學(xué)的研究重點(diǎn)主要是圍繞原子經(jīng)濟(jì)的化學(xué)反應(yīng)過程、可再生的原料、無毒無害的催化劑、無毒無害的溶劑和環(huán)境友好的產(chǎn)品開展的。
2 原子經(jīng)濟(jì)的探討
綠色化學(xué)的核心內(nèi)容之一是原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng),即充分利用反應(yīng)物中的各個(gè)原子,既能充分利用資源,又能防止污染?!霸咏?jīng)濟(jì)”概念最早是由美國Stanford大學(xué)的Trost教授提出的,并因此獲得了1998年度“總統(tǒng)化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”的學(xué)術(shù)獎(jiǎng)。針對一般衡量工藝可行的傳統(tǒng)作法,他明確指出應(yīng)用一種新的標(biāo)準(zhǔn)來評(píng)估化學(xué)工藝過程,即原子經(jīng)濟(jì)和選擇性兩個(gè)概念,后者是考慮在化學(xué)反應(yīng)中原料究竟有多少的原子進(jìn)入到了產(chǎn)品之中。這一標(biāo)準(zhǔn)既要求盡可能地節(jié)約不可再生的原料資源,又要求最大限度地減少排放。原子經(jīng)濟(jì)的目標(biāo)是在設(shè)計(jì)化學(xué)合成時(shí),使原料分子中的原子更多或全部地轉(zhuǎn)化成最終希望的產(chǎn)品中的原子。用原子利用率衡量反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì),原子利用率越高,反應(yīng)產(chǎn)生的廢棄物越少,對環(huán)境造成的污染也越少。高效的有機(jī)合成應(yīng)最大限度地利用原料分子的每一個(gè)原子,使之結(jié)合到目標(biāo)分子中,達(dá)到零排放。
3 無毒無害的催化劑、溶劑及化工原料
綠色化學(xué)研究的重點(diǎn)是尋找替代催化劑,或提高現(xiàn)有化學(xué)轉(zhuǎn)化體系目標(biāo)產(chǎn)物的選擇性、轉(zhuǎn)化率和使用壽命。目前化工產(chǎn)品的生產(chǎn)大多數(shù)采用生物催化與納米催化技術(shù),酶反應(yīng)條件溫和,控制容易,副反應(yīng)少,環(huán)境污染小。
目前在傳統(tǒng)化工生產(chǎn)和化學(xué)研究中大量使用的有機(jī)溶劑存在有毒、易揮發(fā)、易燃易爆等諸多缺點(diǎn)。當(dāng)前廣泛使用的溶劑是揮發(fā)性有機(jī)化合物(VOC),其在使用過程中有的會(huì)引起地面臭氧的形成,有的會(huì)引起水源污染。因此,需要限制這類溶劑的使用。采用無毒無害的溶劑代替揮發(fā)性有機(jī)化合物作溶劑己成為綠色化學(xué)的重要研究方向。
生物質(zhì)(Biomass)是由光合作用產(chǎn)生的所有生物有機(jī)體的總稱,生物質(zhì)與礦物燃料相比更為清潔,它的使用不會(huì)帶來環(huán)境污染,并且儲(chǔ)量豐富用之不竭。據(jù)估計(jì),作為植物生物質(zhì)的最主要成分木質(zhì)素和纖維素每年以約幾千億噸的速度不斷再生,相當(dāng)于500億噸原油單位(標(biāo)準(zhǔn)油),人類目前的基本能源需求量卻是97億噸標(biāo)準(zhǔn)油。如果這部分資源能得到利用,人類相當(dāng)于擁有了一個(gè)取之不盡、用之不竭的資源寶庫。
4綠色化學(xué)的工業(yè)應(yīng)用
隨著時(shí)間的流逝,如今綠色化學(xué)過程合成和設(shè)計(jì)己從理論研究進(jìn)入到化工實(shí)際應(yīng)用,綠色化工的根本宗旨是在實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長的同時(shí),消除或盡量減少對環(huán)境的負(fù)面影響,它不僅是人們所追求的一種理想的生產(chǎn)過程,也是對傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)過程進(jìn)行改造,以達(dá)到人類、社會(huì)和自然界的高度和諧統(tǒng)一。綠色化學(xué)的工業(yè)應(yīng)用大致包括清潔生產(chǎn)的綠色化學(xué)工業(yè)和環(huán)境友好的綠色化工產(chǎn)品。
清潔生產(chǎn)持續(xù)地將一個(gè)綜合預(yù)防性環(huán)境戰(zhàn)略運(yùn)用于生產(chǎn)過程和產(chǎn)品,以減少對人類和環(huán)境的危害。它既可滿足人們的需要,又可合理使用自然資源和能源,是保護(hù)環(huán)境的生產(chǎn)方法和措施。由此可見,清潔生產(chǎn)是經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益的統(tǒng)一,此概念涉及化工生產(chǎn)全過程和化工產(chǎn)品整個(gè)生命周期全過程,對綠色化工生產(chǎn)而言,清潔生產(chǎn)旨在減少在產(chǎn)品整個(gè)生命周期中對人類和環(huán)境的影響,清潔生產(chǎn)和綠色化學(xué)追求的目標(biāo)是基本一致的。
總之,結(jié)合國家戰(zhàn)略需求,針對重污染精細(xì)化工過程,構(gòu)建與實(shí)施綠色化工工程技術(shù),加速對傳統(tǒng)化學(xué)工業(yè)及其工藝流程的綠色技術(shù)改造與創(chuàng)新,提高資源利用率,實(shí)現(xiàn)污染的源頭治理,從而實(shí)現(xiàn)社會(huì)生產(chǎn)、生活綠色化,營造綠色和諧環(huán)境,是當(dāng)今人類面臨的重大挑戰(zhàn)與機(jī)遇。清潔生產(chǎn)的綠色化工己經(jīng)成為未來化工發(fā)展的必然趨勢,也是實(shí)現(xiàn)資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展的必由之路,它向我們昭示著綠色經(jīng)濟(jì)的來臨。環(huán)境友好的綠色化工產(chǎn)品是指節(jié)能、節(jié)水、低污染、低毒、環(huán)保、可回收的一類化工產(chǎn)品,它也是綠色科技應(yīng)用的最終體現(xiàn)。設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用環(huán)境友好產(chǎn)品是綠色化學(xué)的一個(gè)重要方面,這種產(chǎn)品在加工、應(yīng)用及廢棄之后均不會(huì)對人類健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生危害。
面對全球垃圾資源與日俱增而天然資源日漸枯竭的殘酷現(xiàn)實(shí),現(xiàn)在人們比以往任何時(shí)候都更加關(guān)心起那些固體廢棄物,構(gòu)建實(shí)施綠色循環(huán)系統(tǒng)工程技術(shù),從而獲取綠色循環(huán)材料,如再生紙、再生塑料、再生橡膠、再生纖維、再生金屬等,是當(dāng)今綠色化學(xué)函需解決的重要課題。近年來,隨著國際輿論以及中國決策者對“民生”和“三農(nóng)”問題的不斷傾斜,關(guān)于農(nóng)業(yè)化學(xué)污染問題也正日益得到前所未有的重視。綠色化學(xué)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用就顯現(xiàn)出了化學(xué)家們的高度社會(huì)責(zé)任感和戰(zhàn)略眼光。我國農(nóng)用地膜覆蓋面積居世界第一位,考慮普通塑料薄膜的替代―可降解塑料是必然的選擇。目前這一領(lǐng)域已取得令人滿意的進(jìn)展,現(xiàn)已投產(chǎn)的共聚型光降解塑料基本可以解決白色污染問題。
參考文獻(xiàn):
篇9
(山東中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院,山東 濟(jì)南 250000)
摘 要:化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的重要內(nèi)容之一就是實(shí)驗(yàn)教學(xué)綠色化,通過對實(shí)驗(yàn)的研究和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)減少對環(huán)境的污染,是可持續(xù)化發(fā)展的必要選擇.本文就綠色化學(xué)概念、意義、原則等方面,淺析高校綠色化實(shí)驗(yàn)的必要性,并初步探討了如何實(shí)施綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn).
關(guān)鍵詞 :實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革;綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn);環(huán)境保護(hù)
中圖分類號(hào):G642文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1673-260X(2015)02-0222-02
化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科,但在實(shí)驗(yàn)中由于藥品用量大、危險(xiǎn)性大和使用一些易揮發(fā)、易燃、有毒的試劑很難避免對人體產(chǎn)生危害、對環(huán)境造成污染.在全球環(huán)境問題日益嚴(yán)峻化的現(xiàn)在,珍惜資源和保護(hù)環(huán)境是人類面臨的重大課題.自20世紀(jì)80年代明確提出的綠色化學(xué),是具有明確社會(huì)需求和學(xué)科目標(biāo)的新的、重要的交叉學(xué)科,近年來受到更多的高校重視[1].綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)正是在此要求下,按照預(yù)防化學(xué)藥劑造成環(huán)境污染的思想指導(dǎo)下,應(yīng)用新方法、新技術(shù)對常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行改革而形成的新的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法.現(xiàn)在有很多高校在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中針對綠色化學(xué)的要求對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)和改進(jìn)做出了很多有益的嘗試,也取得了理想的效果,而且實(shí)踐證明實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綠色化對激發(fā)學(xué)生對化學(xué)的興趣、強(qiáng)化動(dòng)手能力、培養(yǎng)創(chuàng)新思維和對樹立環(huán)境保護(hù)意識(shí)上有重要的促進(jìn)作用.
筆者結(jié)合多年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn),針對實(shí)驗(yàn)教學(xué)綠色化的要求、意義、原則等方面進(jìn)行了初步的探討.
1 綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性
1.1 綠色化學(xué)的定義
綠色化學(xué)是20世紀(jì)80年代提出的新的概念,進(jìn)而產(chǎn)生了一個(gè)新的交叉學(xué)科,其目的是用化學(xué)的技術(shù)和方法來減少那些對人類健康和環(huán)境有害的催化劑、試劑、原料等的使用,所以又被稱為環(huán)境無害化學(xué)或是環(huán)境友好化學(xué)[2].綠色化學(xué)主要是從原材料的安全行、過程的節(jié)能性、反應(yīng)的經(jīng)濟(jì)性和產(chǎn)物的環(huán)境友好性幾個(gè)方面來評(píng)價(jià)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的可行性.其中“4R”原則是其核心內(nèi)容:即拒絕使用危害品原則(Rejection)、對實(shí)驗(yàn)中必須使用的有毒物質(zhì)或是產(chǎn)生有毒物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)實(shí)行減量原則(Reduction)、對一些催化劑等非反應(yīng)試劑的循環(huán)利用原則(Recycling)、對可重新利用原料和試劑按照“省資源、少污染、減成本”的目標(biāo)的重新利用原則(Reuse)[3].在生態(tài)環(huán)境問題日益嚴(yán)峻的今天,綠色化學(xué)的出現(xiàn),為人類利用化學(xué)來解決環(huán)境問題帶來了希望.
1.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)綠色化的必要性
化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科,在高?;瘜W(xué)課程中實(shí)驗(yàn)教學(xué)占了很大的比重,是學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的關(guān)鍵.化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的在于讓學(xué)生觀察、認(rèn)識(shí)和理解化學(xué)反應(yīng)、驗(yàn)證已有理論和方法;熟練掌握實(shí)驗(yàn)方法和技能是進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)工作的初步,能培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力、對待科學(xué)嚴(yán)肅的態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)風(fēng)和良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣和創(chuàng)新能力.近年來環(huán)境保護(hù)問題越來越被重視,且在實(shí)驗(yàn)室逐步開展清潔實(shí)驗(yàn)的概念,通過對實(shí)驗(yàn)“三廢”的集中處理和科學(xué)的回收利用,達(dá)到對貴重金屬和試劑的重復(fù)利用和對“三廢”的達(dá)標(biāo)處理.但實(shí)際過程中需要大量的人力,為此在綠色化學(xué)原則的指導(dǎo)下,開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綠色化是非常必要的.所以在日常教學(xué)中,應(yīng)在教師和學(xué)生頭腦中樹立綠色化學(xué)的意識(shí),從環(huán)境保護(hù)等各個(gè)方面來考慮實(shí)驗(yàn)的設(shè)置、實(shí)驗(yàn)方法手段等因素,使化學(xué)對環(huán)境保護(hù)發(fā)揮積極作用.
綠色化學(xué)概念也是21世紀(jì)大學(xué)生應(yīng)具備的基本素質(zhì),只有較強(qiáng)的綠色化學(xué)理念和保護(hù)環(huán)境意識(shí)才能適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要.當(dāng)代大學(xué)生的知識(shí)面應(yīng)該是復(fù)合型、綜合型的[4],而學(xué)科的交叉滲透是學(xué)科發(fā)展的必然趨勢,因此在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不但要知道學(xué)生使用綠色的實(shí)驗(yàn)方法更要向?qū)W生灌輸綠色化學(xué)理念,積極開展綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn),努力推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)綠色化具有十分重要作用.
2 綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的要求和原則
2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求
綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)要求實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物對環(huán)境無物質(zhì)種類改變,或是影響極小,具體細(xì)化以下幾個(gè)方面:
(1)最佳利用率,即實(shí)驗(yàn)反應(yīng)中原料利用率盡可能達(dá)到百分之百.
(2)不向環(huán)境排放有毒物質(zhì)或者排放物質(zhì)是正常環(huán)境中本身具有的,例如N2、O2、CO2等.例如在進(jìn)行有NO2氣體的實(shí)驗(yàn)時(shí),如果在普通條件下加熱一定會(huì)有一部分氣體進(jìn)入空氣中,對人體和環(huán)境造成影響,但是用密封的U型胖肚管進(jìn)行溫度對平衡影響的實(shí)驗(yàn)時(shí),則不會(huì)排放有毒氣體NO2.
(3)如果實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯,可以設(shè)計(jì)微型實(shí)驗(yàn)或是利用多媒體模擬實(shí)驗(yàn)來減少藥品使用量和使污染物達(dá)到最小值.
(4)在處理“三廢”時(shí)盡量回收利用或是轉(zhuǎn)化為非污染物,例如實(shí)驗(yàn)室常用的鉻酸洗液,在處理廢液時(shí)可將pH值調(diào)到3以下,再加入亞硫酸氫鈉使其實(shí)的Cr(Ⅵ)還原成Cr(Ⅲ),然后調(diào)節(jié)廢液pH在7.5-8.5之間,使Cr(Ⅲ)形成沉淀析出[5].
2.2 綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的原則
綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)首先要遵循一般的實(shí)驗(yàn)原則即目的性、安全性、可行性、簡約性等,但更要遵循綠色化學(xué)原則.P.T.Anastas和J.C.Waner曾提出綠色化學(xué)12項(xiàng)原則,這些原則目前被國際所公認(rèn),它反應(yīng)了近年來綠色化學(xué)領(lǐng)域的工作內(nèi)容也指明了今后發(fā)展方向,它包括從試劑使用出發(fā)的5R原則和從化學(xué)反應(yīng)出發(fā)的綠色化學(xué)原則.具體為:原來最高利用率,理想達(dá)到100%、目標(biāo)產(chǎn)物無污染或是現(xiàn)有物種改變影響、反應(yīng)原料和試劑綠色化、反應(yīng)溶劑和催化劑等的重復(fù)利用.
3 化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化實(shí)現(xiàn)的途徑
3.1 實(shí)驗(yàn)微型化
所謂實(shí)驗(yàn)微型化即是在實(shí)驗(yàn)中盡量減少反應(yīng)物質(zhì)來獲得所需要的化學(xué)信息的方法與技術(shù),雖然在實(shí)驗(yàn)過程中使用的試劑劑量很小但是也能達(dá)到準(zhǔn)確的效果,更方便、安全、減少對環(huán)境的污染[6].從中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)到大學(xué)化學(xué)有機(jī)、無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)很多都可以用少量的試劑來進(jìn)行,所以微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)覆蓋面很廣,可行性強(qiáng).更值得注意的是美國的《化學(xué)教育》雜志從20世紀(jì)末就開辟了Zippo博士主持的微量化學(xué)實(shí)驗(yàn)專欄,這表示微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)已成為國際化學(xué)教育的發(fā)展趨勢,國內(nèi)也在這方面做了大量工作取得了豐盛成果.微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是著眼與環(huán)境保護(hù)和實(shí)驗(yàn)安全的需求,除了具有方便、安全、節(jié)省經(jīng)費(fèi)、保護(hù)環(huán)境的作用,還能提高學(xué)生的環(huán)保意識(shí)更能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì).雖然微型化實(shí)驗(yàn)興起早于綠色化學(xué),但它的理念與綠色化學(xué)是一致的,在推廣綠色化學(xué)的今天微型實(shí)驗(yàn)具有相當(dāng)重要的意義.但是,在進(jìn)行微型化實(shí)驗(yàn)時(shí),由于試劑劑量很小很可能帶來大的結(jié)果誤差,由此更需要注意操作的準(zhǔn)確性與規(guī)范性.
3.2 微波化學(xué)實(shí)驗(yàn)
某些實(shí)驗(yàn)可以使用家用微波爐來進(jìn)行,因其體積小、造價(jià)低、適應(yīng)性強(qiáng)的特性,微波實(shí)驗(yàn)一般分為濕反應(yīng)和干反應(yīng).濕(液相)反應(yīng)一般需要對微波爐進(jìn)行改造,設(shè)計(jì)可以進(jìn)行回流的微波裝置;干(非溶劑)反應(yīng)使用一般的微波爐就可以.干反應(yīng)由于避免了使用溶劑試劑,對環(huán)境污染較小,是微波化學(xué)反應(yīng)研究的熱點(diǎn).微波反應(yīng)一般有以下三個(gè)特點(diǎn):一是加熱速度快,反應(yīng)完成時(shí)間大大縮短,符合經(jīng)濟(jì)效益;二是操作簡單,適應(yīng)性強(qiáng),一般學(xué)生都能操作,勞動(dòng)強(qiáng)度低;三是微波化學(xué)反應(yīng)劑量很小,很多微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)都可以重新設(shè)計(jì)成微波實(shí)驗(yàn),大大減少對環(huán)境污染.
3.3 計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)
在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)既要考慮到實(shí)驗(yàn)的可靠性與可行性,又要考慮經(jīng)濟(jì)因素和盡可能少產(chǎn)生廢物,由此計(jì)算機(jī)輔助實(shí)驗(yàn)就體現(xiàn)出了自身的優(yōu)越性.它的做法首先是建立起一個(gè)盡可能全面的有機(jī)反應(yīng)資料料庫,在確定明確產(chǎn)物之后找出一切可能產(chǎn)生目標(biāo)產(chǎn)物的反應(yīng),再以此反應(yīng)的原料為中間目標(biāo)再去尋找可能的反應(yīng),直到找出與我們事先設(shè)計(jì)好的原料一致的路徑.這樣不但可以節(jié)省原料試劑、大大節(jié)省實(shí)驗(yàn)時(shí)間,更能做到零排放物達(dá)到對環(huán)境的零污染.
有些實(shí)驗(yàn)是可以通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)的,通過文字、圖片、動(dòng)畫向?qū)W生展示實(shí)驗(yàn)的基本原理、實(shí)驗(yàn)過程以及注意事項(xiàng),讓學(xué)生在電腦屏幕上做實(shí)驗(yàn).例如展示某些有毒氣體例如NO2的化學(xué)結(jié)構(gòu),或是金剛石等晶體結(jié)構(gòu),搭建各種復(fù)雜分子的微觀模型來直觀展示微觀世界,可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣[7].
4 結(jié)束語
化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綠色化需要很長的時(shí)間來完善,一方面需要在理論上對綠色化學(xué)進(jìn)行深入研究,另一方面需要從事教學(xué)工作的科研人員共同努力.而且在實(shí)施的時(shí)候也意識(shí)到了綠色化是一個(gè)理想狀態(tài),有些經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)是無法達(dá)到綠色化的要求,即使使用計(jì)算機(jī)仿真模擬也難以達(dá)到教學(xué)要求,現(xiàn)在能夠做到的就是盡量妥善處理“三廢”或是最大化的回收利用.總之,在每一次的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中都向?qū)W生傳輸綠色化學(xué)的理念,把綠色化學(xué)要求的實(shí)驗(yàn)方法、技術(shù)貫穿到整個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí)和環(huán)境保護(hù)意識(shí).
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篇10
關(guān)鍵詞:綠色化學(xué)理念;教學(xué);應(yīng)用;環(huán)保
在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的大力推動(dòng)下,各領(lǐng)域的科學(xué)技術(shù)都在不斷進(jìn)行創(chuàng)新并大力發(fā)展,而化工行業(yè)的發(fā)展不可避免的會(huì)給環(huán)境帶來傷害.隨著世界環(huán)保意識(shí)的提高,環(huán)境保護(hù)這個(gè)問題吸引了人們越來越多的注意,在這種情況下,真正實(shí)現(xiàn)綠色化工并不是短期內(nèi)就能做到的事,它是我們在環(huán)境保護(hù)問題上的長遠(yuǎn)目標(biāo).也正是因?yàn)檫@個(gè)目標(biāo)的長遠(yuǎn),所以我們應(yīng)該現(xiàn)在就開始一步步的朝著它邁進(jìn).
對于綠色化工的實(shí)現(xiàn),從最根本的化學(xué)學(xué)習(xí)時(shí)開始是最基本的措施,也是最重要的手段.只有大家在學(xué)習(xí)化學(xué)的過程中就受到環(huán)保意識(shí)與綠色化學(xué)理念的熏陶,綠色化工才可能以最快的速度實(shí)現(xiàn).
一、綠色化學(xué)理念的概述
1.綠色化學(xué)理念的起源與發(fā)展
綠色化學(xué)是現(xiàn)今化學(xué)研究的最前沿理念,最早出現(xiàn)在美國的化學(xué)工業(yè)中.“廢物最小化”就是綠色化工的原始思想.這之后,又出現(xiàn)了“預(yù)防污染”這個(gè)新的概念,而1990年,“綠色化學(xué)”一詞終于問世.這個(gè)詞第一次出現(xiàn)是在美國的污染防治法令中.它的出現(xiàn),帶來了化學(xué)工業(yè)的巨大變革,僅在短短的十幾年時(shí)間中,就有不少國家投入大量的人力與財(cái)力進(jìn)行綠色化學(xué)的研究.
2.綠色化學(xué)理念的原則
美國的科學(xué)家Anastas和倡導(dǎo)綠色化學(xué)的研究者Waner針對綠色化學(xué)提出了12項(xiàng)基本原則.分別是:(1)盡量防止廢物的生成,而不是在產(chǎn)生廢物后進(jìn)行處理;(2)提高參加反應(yīng)的原子的經(jīng)濟(jì)性;(3)在進(jìn)行化學(xué)合成的時(shí)候,減少有毒原料的使用和有毒產(chǎn)物的排出;(4)保證使用化學(xué)品的安全性;(5)溶劑與助劑的選擇應(yīng)該堅(jiān)持安全的原則;(6)綜合考慮反應(yīng)的能耗以及對環(huán)境的傷害來選擇合成方法,盡量在常溫與常壓下進(jìn)行合成;(7)盡量多使用可再生的資源;(8)減少引入官能團(tuán)的數(shù)量;(9)選擇最合適的反應(yīng)催化劑;(10)讓產(chǎn)物有比較好的降解性能;(11)對于危險(xiǎn)物品的生成過程進(jìn)行檢測與控制;(12)通過改進(jìn)生產(chǎn)工藝來降低事故發(fā)生的可能性.
二、綠色化學(xué)的重要性
綠色化學(xué)的發(fā)展根據(jù)的是預(yù)防污染的思想,到如今已經(jīng)是防治污染最有效的手段了.綠色化學(xué)的目的是為了實(shí)現(xiàn)資源的節(jié)約并在生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)都盡量做到無污染,這與人類可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)是不謀而合的.首先,綠色化學(xué)出現(xiàn)以后,化學(xué)工業(yè)的發(fā)展就不再需要以犧牲環(huán)境為代價(jià),我們可以通過一種與環(huán)境友好相結(jié)合的方式從事我們的生產(chǎn).其次,它對污染的控制可以有效地減少人類活動(dòng)所帶來的負(fù)面影響,制約我們對于資源的過度開發(fā)與使用,讓人類的資源可以得到調(diào)整與平衡.
三、綠色化學(xué)理念在化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用
1.將綠色化學(xué)理念引入到化學(xué)教材中
作為教學(xué)內(nèi)容基本的載體,對化學(xué)教材內(nèi)容的合理安排是取得良好教學(xué)效果的基礎(chǔ).將綠色化學(xué)的理念引入到教材中,可以讓學(xué)生了解化學(xué)研究的最前沿動(dòng)態(tài).學(xué)生在對環(huán)境保護(hù)的良好熏陶中,環(huán)保意識(shí)會(huì)得到很好的培養(yǎng).只有真正了解環(huán)境保護(hù)的重要,他們才會(huì)有實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)工業(yè)的決心和毅力.比如,在學(xué)習(xí)硫以及硫化物的相關(guān)知識(shí)時(shí),要將硫及其氧化物的危害結(jié)合實(shí)際進(jìn)行講解,這樣學(xué)生才會(huì)對環(huán)境污染有最貼身的感受.硫以及硫的氧化物會(huì)形成酸雨、會(huì)造成環(huán)境污染這些常識(shí)大家都知道一些,但由于與自身利益沒有太大關(guān)系,因此還是被人們所忽視.如果告訴他們酸雨以及酸霧被人體吸收進(jìn)去以后會(huì)造成呼吸道的損傷、有價(jià)值的文物等碰到酸雨會(huì)被腐蝕、農(nóng)作物被酸雨侵蝕可能會(huì)顆粒無收,甚至還可能將河水、湖水中的重金屬元素溶出并進(jìn)入到像魚、蚌這些生物的體內(nèi),然后通過生物鏈對人體的健康造成很大危害,那么他們就會(huì)真切的體會(huì)到硫的排出會(huì)給環(huán)境以及人類自身帶來多大的危害.
2.將綠色化學(xué)理念引入化學(xué)實(shí)驗(yàn)中
當(dāng)所做的實(shí)驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生有毒氣體的時(shí)候,必須使用封閉體系來進(jìn)行,以免有毒氣體進(jìn)入到空氣中.在實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行過程中,教師應(yīng)該灌輸學(xué)生節(jié)能減排的概念,從綠色化學(xué)的角度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案與藥品的選取,盡量做到實(shí)驗(yàn)的無污染與低能耗.
總之,
綠色化學(xué)經(jīng)過不斷的發(fā)展與考驗(yàn),已經(jīng)被世人所接受.對于綠色化學(xué)的關(guān)注與研究已經(jīng)在世界范圍內(nèi)廣泛的開展.我國作為一個(gè)人口大國,在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的時(shí)候更是應(yīng)該進(jìn)行環(huán)境的保護(hù).綠色化學(xué)是實(shí)現(xiàn)環(huán)鏡保護(hù)這一目標(biāo)的有利武器,如何讓綠色化學(xué)發(fā)揮出它最大的威力,就是我們目前應(yīng)該著重研究的課題.在綠色化學(xué)理念的指導(dǎo)下,化學(xué)工業(yè)不僅可以為我國帶來巨大的經(jīng)濟(jì)利益,還將對環(huán)境的傷害降到最低,迎合社會(huì)經(jīng)濟(jì)體制下國家對于可持續(xù)發(fā)展的號(hào)召.
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