前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇绿色化学产生的背景范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
大学化学属于工科院校非化学化工专业设置的一门基础课程,也是大学中唯一的化学类课程,其教学效果关系着学生综合素质的提高。大学化学面对的是非化学化工专业的学生,在实验教学中引入绿色化学理念,具有独特的优势。现阶段,绿色化学已经逐渐发展成为化学科研工作的前沿,受到了各国政府部门的高度关注。
1绿色化学的概念与意义
绿色化学,也称环境无害化学、环境友好化学或者清洁化学,是一门基于化学学科,具备明确的科学目标和社会需求的新兴学科。从概念上分析,绿色化学是指在进行化学品制造和使用的过程中,通过对原料的有效利用以及合理的操作,尽可能消除废弃物,减少和避免对有毒有害化学试剂的使用。发展绿色化学的主要目标,是在节约资源的前提下,从源头上进行污染的防治工作,将环境治理从治标转为治本。与传统化学相比,绿色化学最为显著的特点有两个,一是最大限度的对原材料进行了利用,二是最大限度的减少了废弃物的排放。从科学的观点分析,绿色化学是针对传统化学思维方式的一种改进与创新;从经济的观点分析,绿色化学通过对资源的合理利用,能够有效降低成本;从环境的观点分析,绿色化学能够从根本上对污染进行治理,符合当前可持续发展的客观要求[1]。推动化学实验的绿色化,是当前大学化学实验课程改革的重要方向,受到了科研机构、政府部门以及学术界的高度关注,也取得了比较明显的成效。基于绿色化学原则,构建全新的大学实验化学体系,针对当前普遍存在的高校化学实验教学中的环境污染问题进行深入探究,可以有效减少环境污染,体现环境保护和可持续发展。从目前来看,绿色化学已经逐渐成为化学教育的一个重要内容,通过相应的研究和实践,能够对化学实验室中的常见废弃物进行无害化处理,减少化学实验过程中的环境污染,保证了实验过程的绿色化,同时也促进了学生环保意识和综合素质的提高。
2大学化学实验污染问题的诱发因素
就目前而言,在大学化学实验中,环境污染问题频发,其主要诱发因素有几个:
2.1认识不足,经费欠缺
当前,许多高校在化学实验室的建设中,存在着资金投入不足的问题,经费往往只能用于购买实验药剂,或者进行实验器材的更新,没有直接针对实验废弃物进行处理的设备,在污染防治方面显得力不从心。同时,部分高校对于化学实验引发的环境污染问题缺乏到位的认识,在实验中一味强调教学质量和教学效果,忽视了对于药品、设备以及学生操作的管理。教师和实验室管理人员缺乏环保意识,认为实验过程中产生的污染可以直接忽略。在这样的背景下,一些实验室会直接将实验产生的废弃物倒入垃圾桶或者下水道,而气体废物则直接排放,造成了比较严重的环境污染问题[2]。
2.2重视不足,安排不当
在对化学实验的内容进行安排时,由于缺乏环保意识,没有重视污染防治工作,导致实验的设计不合理,容易引发环境污染。另外,部分高校没有及时对试验教材进行更新,使得化学实验的内容陈旧,缺乏创新,甚至仅仅要求学生能够了解化学实验的目的,掌握化学实验的步骤和结果,对于实验可能带来的污染问题则直接无视,影响了学生的全面健康发展。
2.3理论不足,回收缺失
在化学实验过程中,产生的废弃物类型多样,回收处理流程繁琐,从目前来看并没有专门针对化学废弃物回收处理的理论指导,严重影响了实验室废弃物的回收工作,也是造成化学实验室环境污染问题的一个主要原因[3]。针对上述问题,高校以及相关部门应该及时更新观念,强化认识,采取切实有效的应对措施,逐步推进高校化学实验的绿色化,顺应可持续发展的需求,做好环境保护工作。
3绿色化学背景下化学实验有效策略
3.1提高环保意识
在开展化学实验教学的过程中,应该加强对于学生的教育,引导其树立起良好的环保意识。应该认识到,在新的发展环境下,传统化学正在逐渐朝着绿色化学转百年,而绿色化学并不仅仅是科研人员的任务,更是需要整个化学领域的共同参与。对于教师而言,可以通过相应的案例,讲解国内和国外的一些环境污染事件,使得学生能够清除的认识到环境保护的重要性和迫切性。例如,在对环境污染问题进行讲解时,可以引入分组讨论的教学方法,针对一些比较典型的环境问题,展开讨论:空气污染有哪些危害?雾霾的诱发因素是什么?如何正确处理塑料袋便捷性、经济性与环境污染之间的矛盾冲突?通过这样的方式,可以激发学生对于学习的积极性和主动性,使得其能够主动参与到讨论中,认识到发展绿色化学的重要性,提升学生的环保意识[4]。
3.2加大资金投入
绿色化学实验的开展离不来资金和设备的支持,对于高校而言,必须重视化学实验室建设,增加相应的设备。例如,可以在通风管道出风口设置气体处理装置,同时在实验室中统一设立废弃物分类系统,由学校组织专人人员进行定期收集和处理,避免废弃物的随意排放。在条件允许的情况下,还可以在学校设置废水处理系统,在提升污水净化效率和效果的同时,也可以作为环保教育的一个基地。3.3规范实验操作在开展化学实验的过程中,新课程标准规定,学生必须能够熟练掌握基本操作,对进行药品取用、物质称量、加热处理、器皿洗涤等操作是,动作标准规范,运用灵活。但是在实际教学中,部分学生并不能严格依照相关规定进操作,甚至存在着试剂量越大实验现象越显著的错误认识,不仅导致了药品的严重浪费,而且引发了更大的环境污染问题。对此,教师应该对化学实验的操作进行规范,减少浪费和污染问题,同时也能够培养学生形成演进的实验态度,引导其掌握科学的实验方法。另外,可以在定性实验中,对药品的使用进行定量化,例如,在制作氧气时,可以结合相应的化学方程式,依照需要的氧气的量,对所需高锰酸钾的用量进行估算,以此为依据取用药品,这样可以有效减少浪费问题。
3.4倡导微型实验
所谓微型实验,实际上是一种化学实验操作技术,通过尽量少的试剂,获取尽量多的化学信息,相比较常规的化学实验,微型实验具有节约药品、现象明显、减少污染、安全可靠等优点,在环境污染问题日渐严峻,可持续发展理念持续深化的背景下,进行微型实验的普及和推广意义重大。需要注意的是,微型实验并非是简单的对常规化学实验进行压缩,而是在绿色化学原则背景下,以预防化学污染的技术、思路和方法,对常规化学实验进行改革和创新,其核心在于利用尽可能少的试剂获得预期的实验目标,可以说,微型实验是绿色化学在化学实验教学中的一种典型体现。例如,在进行铜与稀硝酸的反应实验中,会产生大量的一氧化氮气体,如果不能对其进行有效处理,会带来比较严重的环境污染,但是如果想要对其进行统一收集和处理,则需要大量的资金和专业的设备。对此,可以重新对实验装置进行设计,引入微型实验。在具体实验中,可以在经过消毒的针管内,放入铜片,排尽空气,然后吸取少量的稀硝酸,以胶塞堵塞针头。当观察到蓝色溶液,同时活塞被气体推动后,将针管内的溶液注入到氢氧化钠溶液中,蓝色沉淀物的出现表明硝酸铜也氢氧化钠溶液发生了反应。拉动活塞吸入空气,看到针管内部逐渐变成红棕色,将其注入到滴有酚酞试剂的氢氧化钠溶液中,红棕色逐渐消失,对NO的性质进行恶劣验证。这样的实验不仅操作简单,可靠性强,而且不会产生污染。
3.5改进实验操作
在部分化学实验中,会生成一些有毒有害物质,影响师生的身体健康,引发环境污染问题。从绿色化学的角度,可以在保证实验效果的前提下,对实验操作进行适当的改进,减少污染。例如,在铜与浓硫酸的反应实验中,会生成二氧化硫气体,不仅气味难闻,而且对于人体的危害较大。此时,教师可以引导学生进行积极讨论,看如何才能够避免实验过程中二氧化硫气体的泄露,同时对其性质进行验证。经讨论和总结,将原本的实验装置改造成了图1的样式(略去了夹具和酒精灯)。经检验,该装置具有较强的密封性,可以根据实际需要,随时进行反应或者停止反应,也可以对二氧化硫的性质进行检验,更能够对废气进行处理,符合绿色化学的基本要求。图1改进实验装置
4结语
总而言之,在可持续发展理念不断深化的背景下,绿色化学逐渐兴起,并且迅速成为学术界关注的重点,构建绿色化学实验室,对化学实验过程中的环境污染问题进行有效预防和控制,是非常重要的。对于大学化学教师而言,在开展化学实验教学的过程中,应该始终贯穿绿色化学理念,提高学生的环保意识,从根本上对污染进行治理,营造出一个绿色健康的学习环境。
参考文献:
[1]郑学芳,刘红梅,宋士涛,等.大学化学实验教学课程研究与讨论[J].教育,2016,(7):170.
[2]缪陈亚.浅析化学实验教学中渗透绿色化学思考[J].化学教与学,2015,(1):24-25.
[3]王盼盼,丁建超,姜煜.化学实验中渗透绿色化学的研究[J].化工设计通讯,2016,42(2):113,121.
[4]胡小建.浅谈在大学化学实验教学中如何渗透绿色化学增强环保意识[J].课程教育研究:学法教法研究,2015,(31):71.
关键词:绿色化学;思想运用;高中化学;教学探索
众所周知,绿色是健康、环保的颜色,绿色化学理念是从源头上减少和消除污染,真正的实现零污染。而在社会飞速发展的今天,越来越多的人们意识到环保的重要性,开始提倡绿色化学,绿色化学思想贯穿了很多方面,并开始向教育系统发展,高中化学的教学开始逐步渗透绿色化学思想,并在教学中针对绿色化学思想进行教学内容和教学方法的改革,同时也对绿色化学思想在教学中的影响进行了客观的对待和运用。
一、绿色化学思想概述
1.绿色化学概念及核心内容
绿色化学又称环境友好化学、环境无害化学、清洁化学,使用化学的吉祥虎和方法去减少或消除有害物质的生产和使用。绿色化学的整个过程都是无污染的。绿色化学的核心内容是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。
2.绿色化学思想
绿色化学教学思想是将绿色化学作为化学教学的思想理念,并在教学中逐步将绿色化学思想渗透到化学教学当中,在教学中培养学生的绿色化学观念和环境保护意识。高中绿色化学教学是指从教学思想到教学内容和教学实验,都要将绿色化学思想作为教学的重点,同时,还要在实践教学中,将绿色化学引用到化学实验中去,真正的在教学中贯穿绿色化学思想。
3.绿色化学的特点
绿色化学又称环境友好化学,它的主要特点是:
(1)充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料。
(2)在无毒、无害的条件下进行反应,以减少废物向环境排放。
(3)提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现“零排放”。
(4)生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。
二、高中绿色化学的内容及特点
1.高中绿色化学的内容
高中绿色化学就是将“绿色环保的理念”融入到理论教学和实验教学中,在理论学习中有认识到酸雨、大气污染、固体废物污染、重金属污染等对于地球生存生活环境的破坏,学习书中的绿色环保知识,加强对化工行业的了解,从自身方面推广绿色化工、绿色环保理念,同时也能提高自身素质,保护环境。在实验学习方面,做化学实验是我们高中化学中必不可少的实践课程,该课程有助于我们深刻的了解各种物质的化学性质、反应条件等,有助于我们学习,我们的绿色化学就是要在做化学实验时,正确操作减少污染物生成、采用无害化实验材料、绿色环保的处理产生的废品。
2.高中绿色化学的特点
高中绿色化学的的主要特点有几方面,第一,绿色思想,这是高中绿色化学的主要特点,我们学校和学生要从自身认识到绿色思想的重要性,并向家人社会推广这种思想。第二,学习绿色治理,学习当今世界的各种污染物及其治理的方法。第三,绿色实验,对于实验中的各种污染物产生做好绿色处理。
三、绿色化学思想对高中化学的影响
1.绿色化学思想对化学课堂的影响
(1)转变教学的思想:在传统的化学教学上,我们教学的主要目的是为了传授学生知识,让他们了解到物质的构成、性质、化学性质等,为了让他们能够胜任考试,然而随着素质教育的增加,环境的恶化,为了保护环境绿色化学的理念应运而生,这种绿色理念融入化学中,使得我们重新认识化学,学习化学,这就要求我们的自我学习重新认识化学,并传授给学生,并且联系实际生活,应用到实际生活中去,实现真正的素质教育,形成真正的化学思想观念,为环境的保护和治理积蓄力量。
(2)变革教材内容:对于教材编制的影响,高中生化学的学习是以后学习和研究化学,在化学领域发展的基础,虽然将绿色理念引入化学教学,但是在教材编制上,我们还是以传授知识为主,适当增加绿色化学知识,循序渐进,逐步引领绿色理念,或者编制绿色化学课外读物,这样既能丰富知识又能达到教学的目的,例如我们在讲硫及其化合物时,教师不仅仅要教受学生它们的物理性质和化学性质等,还要通过对于二氧化硫和三氧化硫的讲解,来了解酸雨的形成及预防治理措施。
2.绿色化学思想对化学实验的影响
(1)对实验进行绿色化:高中化学在实验课上难免会在实验过程中产生一定的废弃物和有污染的气体或其他产物,绿色化学思想运用到高中化学实验就使得在实验过程中要注意废弃物的产生于避免,这就使得老师在实验课上要帮助学生进行废弃物质的回收再利用,并尽可能大的减少物资的浪费和废弃物的产生。绿色化学思想运用于高中化学教学的目的就在于使得化学实验课程实现无污染,所以,在不影响实验课程的前提下,尽可能通过循环利用的方式实现废弃物的回收再利用。
(2)对实验材料进行绿色化:高中化学实验课程要在保证学生人身安全的前提下进行,由于学校学生在实验过程中第一次操作,很有可能会产生一定的操作失误而导致实验的失败,由于有些实验具有一定的危险性,因此,在材料的x择上,要保证材料的安全无害。所以,在保证实验目的的前提下,尽可能使用环保型绿色材料,这样既能保证学生的人身安全,又能避免污染的产生,同时还能实现绿色化学教学,一举三得。
参考文献:
[1]崔金凤.高中化学教学有效性提问分析[J].中国校外教育,2016(25).
[2]邢季颖.绿色化学理念在高中化学实验中的应用研究[D].辽宁师范大学,2013.
[3]黄炼群.新课改背景下高一学生化学素养培养的实践研究[D].广西师范大学,2013.
[4]李建国.绿色化学理念的高中化学教学中的意义[J].生物技术世界,2015(12).
关键词:绿色化学 无机化学 环保
一、论文的研究意义与背景
改革开放以来我国经济社会迅速发展,工业污染也随之加重,大量化学产品的使用既给环境造成了严重的污染,也给人类带来白色垃圾、环境致癌物质、酸雨效应、温室效应等一系列的环境问题。所谓绿色化学,就是指把化学知识以及化学技术和化学方法应用于化学产品以及化学过程中,目的是为了减小或者消除它对人类环境造成的不良影响。首先,笔者认为加强中学生的绿色化学教育是我们国家可持续发展的必要选择。绿色化学概念的提出从源头上预防和消除了环境污染的影响因素,为可持续的发展提供了重要的方法和途径。其次,素质教育的基本要求之一就是要让学生树立绿色化学的意识,培养他们的创新精神和实践能力。最后,绿色化学教育是现代中学化学教学改革的需要,与学生的实际生活密切相连。
二、如何在化学教学中渗透绿色化学教学的理念
1.理论和实验教学内容贯穿绿色化学的概念
如何在化学教学的课堂中贯穿绿色化学的教学方法和理念,是每一个教育者都应该考虑的一个问题。具体来说就是在进行中职化学教学的同时,把绿色化学的知识内容以及相关实验不断地渗透到课堂中去。比如在讲到卤族元素化学性质的同时,以氯气为例,氯气与水反应所产生的次氯酸具有强大的漂白和消毒作用,但是氯气与自来水中的有机物作用会产生一些致癌物质,为了减少有毒化学试剂的使用,美国与日本等发达国家已经用二氧化氯来实现对饮用水的消毒处理。最近几年以来工业废水的随意排放正在污染着人们的身心健康。可以在教学的过程中让学生观察硫酸生产的化学反应以及钢铁熔炼过程中废水是如何产生的,系统地讲解这些工业废水将会对人们的日常生活造成怎样的损害,通过使用哪些绿色化学技术可以降低工业废水的排放。这样将绿色化学教学的理念不断渗透到课堂教学中去。
2.联系生活实际,渗透绿色化学的教学理念
教师要时刻关注国内外有关化学环境污染和环境治理方面的新闻和案例。比如前几年比较流行的“白色污染”,就是使用了大量的聚乙烯塑料袋而产生的。通过这个案例可以让学生首先了解聚乙烯这种物质的危害性,其在燃烧的过程中,会产生大量的黑烟以及会导致温室效应的二氧化碳,另外在这些黑烟里还会有致癌物质二恶英。如果将这些白色垃圾进行掩埋处理,10年时间都不会被分解,反而会对土壤的性能造成严重的损害。为了应对白色污染,2006年国家开始推广可降解的白色聚合物塑料,可向学生具体介绍以淀粉、纤维素等天然可降解的有机聚合物,这些有机聚合物分解以后为二氧化碳和水。另外在讲解废旧电池的处理过程中,为了避免废旧电池所造成的镉污染,可以让学生了解到废旧电池还有大量的金属元素,可以进行回收再利用。
3.重新设计对环境友好的化学反应途径和产品
在化学实验课堂中,对于一些产生有毒化学物质的反应可以采用其他途径的化学反应来实现。比如在制备氧气的化学反应时,次氯酸钾在二氧化锰作为催化剂的条件下会有部分氯气产生,从而造成对环境和人体的污染。我们可以使用一些重金属阳离子与一些单质(木炭、碘粒、铁丝)或者是一些金属氧化物作为催化剂对过氧化氢进行还原,进而产生氧气,而且化学反应的产物对环境并不会造成污染。比如在讲解到一氧化碳还原氧化铜的实验时,由于一氧化碳有剧毒,可以采用氢气来进行氧化铜的还原反应。
随着工业化社会的不断发展,绿色化学的理想就是把传统的污染治理转变成对化学污染的预防,为人类的可持续发展提供一些有益的途径与方法。笔者通过阅读相关参考文献,并结合多年的化学教学实践,对如何在无机化学教学中实现绿色化学教学模式进行了相关研究,在介绍绿色化学概念的基础上,笔者认为可以从以下三个方面实施绿色化学教学:一是,应该把绿色化学的概念贯穿于理论和实验教学中;二是,联系生活实际,渗透绿色化学的教学理念;三是,重新设计对环境友好的化学反应途径和产品。
参考文献:
[1]刘超.谈化学教学中绿色化学教育的渗透[J].泰安师专学报,2002.24(3).
[2]金前英.在化学实验设计和实施中体现绿色化学理念的初步实践[J].化学教学,2003(Z1).
1绿色化学的概念及对化学教学的意义
1.1绿色化学的概念绿色化学是相对传统化学提出的理论,是指在化学反应过程中不产生对环境有害的化学物质,同时与反应相关的每一种化学物质或者成分都能够被利用起来,化学整个反应过程几乎是没有任何污染所以称作绿色化学。绿色化学的要求不仅是化学反应生成物被全部利用起来,不涉及任何染污及废物排放,而且反应物、催化剂也是没有任何污染性的,真正实现了化学反应全程的无污染、无排放。绿色化学将人们所有的化学知识和技术进行最有效的融合应用,将所有的化学反应进行绿色化设计,针对每一种反应材料、反应产物进行全面的污染物与有害物的再利用设计,实现了整个化学反应绿色化体系,在解决污染问题的同时还扩大了资源的使用充分度,减少了资源浪费。
1.2绿色化学对化学教学的意义高职院校承担着为社会培养实用型人才的重要任务,传统的化学教学模式仅仅能够适应传统化学工业生产需求,而对于当今社会追求绿色经济的发展趋势则无法适应,因此在高职化学教学中加入绿色化学教学是为了将来化学专业人才进入社会之后能够更适应当今的化学工业发展趋势,使学生拥有绿色化学的基本理念以及基础能力,在实际生产中将这种能力有效发挥来创造绿色经济价值。从另一角度来说,当前我国的绿色化学研究尚处于初级阶段,无论是化学工业整个行业的人才专业水平,还是与化学工业相关的科研人员数量,都存在着很大的市场空缺,因此培养绿色化学理念的专业学生也是行业的迫切需求。
2绿色化学教学发展及在高职院校中的应用现状
2.1绿色化学教学发展绿色化学教学理念在全球范围内受到关注是自2001年美国总统布什向世界各国呼吁“在教学与工业发展中加入绿色化学理念”之后开始。这一理念原本已经在国际上出现,只是尚未受到各国关注而处于极度缓慢的发展状态中。当因化学污染产生的环境问题日益严重,绿色化学的需求变得更加迫切,无论是工业国家还是非工业国家都开始投入对绿色化学课题的研究,并且将这一课题运用到教学过程中,以促进绿色化学研究的有效推进。自1998年开始美国化学会的教育部门就与其它相关的环境部门做出了联合协作的决定,他们将绿色化学教学材料编写与课程的规划列入了教育计划中,教育部门还专门针对绿色化学进行了多次高中化学教科书的修订。其中就将绿色化学的基本理论、原则和意义作为专门性教学任务进行设计,扩大了绿色化学在高中化学教学中的影响力。我国目前在绿色化学的相关研究上有极大的空缺,因此在化学教育中也较少涉及绿色化学的相关理论,除了基本的绿色化学研究不足之外,当前的化学教育模式与体系也存在着很多不完善的方面,使绿色化学在高中化学教育中的融入面临难题。绿色化学在教学中加入需要由各方力量的支持,针对目前我国的绿色化学研究水平来说除了需要由化学科研工作者进行深入理论与实践研究之外,还需要有国家环保事业的共同支持,而如果再将其渗入到高职化学教育中则又需要教育部与政府的支持。只有当绿色化学建立起相对完整的理论体系,并且研究达到一定深度时才能将其作为教学手段与具体的教学活动结合起来。目前不仅是国内,纵观全面的环境形势都处于一个非常紧张的状态,各种污染类型时刻在制造着不同程度的污染物,同时由于人们在经济为第一目的的长期发展过程中对地球资源与能源的大量开发,全球资源紧张形势也是当今重要的时代问题。绿色化学理论能够很好缓解资源紧张及环境污染问题,因此即是未来化学工业发展的主要方向,也是人们寻求缓解资源与环境问题的重要途径。
2.2高职院校绿色化学教学应用现状目前我国的高职院校对绿色化学教学内容的涉及率几乎为零,大部分高职院校在化学教学中没有任何绿色化学意识,甚至有许多化学教师也从未认识和了解过绿色化学的相关理论。长期处于传统化学教学模式下的我国的高职化学教育尤其对绿色化学教学有着非常迫切的应用需求,而我国的教育环境暂时又不具备将绿色化学教育全面落实到化学课程中的条件。所以就需要教师对课程和教学方式进行调整,认识并学习绿色化学的基本原则与意义,在教学过程中加入绿色化学理念,使这种优秀、先进的化学理论能够被更大范围地普及,为未来我国绿色化学研究水平的有效提高提供支持。
3高职化学教学渗入绿色化学教学方法的途径
3.1加强对绿色化学教学的重视作为化学教学课堂的主导者化学教师应当能够对绿色化学的理论进行全面深入的了解和学习,掌握了基本的绿色化学原则和理论之后再将其进行具体教学方式的改变,从而实现绿色化学教学与高职化学课堂教学的融合。教师认识绿色化学需要从其最基本的价值和意义入手,全面掌握绿色化学的现实意义和在可持续性发展中的作用,然后再深入了解具体的绿色化学知识,扩展自身对绿色化学的眼界,强化认识。教师需要对自身已经掌握的绿色化学相关理论进行整理、宣传和推广,宣传与推广的对象不仅是在课堂上对学生进行理论教学,还包括在化学教师交流活动中、在化学行业研究讨论会上等。只要是能够进行创新思想交流的场合就将绿色化学的影响扩大到这个场合中。最后,重视对学生绿色化学理念的培养,自身首先应当有清晰的理论思路,同时对绿色化学有足够的重视,然后才可能在具体教学活动中加入绿色化学的教学元素。
3.2编写绿色化学专用教材绿色化学是一个专门性学科,其研究对象有着极大的共性,因此如果能够将其以专用教材的形式进行普及,对于绿色化学教学以及学科的发展都有着非常关键的推动意义。编写的专门针对绿色化学的教材需要做到最基本的两点要求:一是对传统化学反应式进行优化,向绿色化学的标准靠拢;二是对绿色化学进行系统整理,使之成为一个完整的学科体系。从第一点要求来说,要实现这个目标具有较大的可实施性。例如对于工业化学中硫酸的制作有多种方法可以实现,工业硫酸的生产一般是通过接触法来实现的,这一反应中首先大量的废物、废气,根据绿色化学的理论对废物、废气进行再次利用使其转化为可被其它化学工业利用的原料,就实现了绿色化学的目标,硫铁矿在燃烧过程中产生的废渣由于含有丰富的铁元素,如果按传统的处理方法不进行再利用必然会造成资源的浪费,而以此作为炼铁原料进行回收利用,既避免了废物污染又提高了资源利用率。接触法制硫酸产生的废气含有SO2,是一种有害的环境污染气体,如果将其与石灰乳或者氨水接触进行反应,就能够产生具有利用价值的石膏或亚硫酸铵。这就是绿色化学原则的表现,既避免了化学工业生产产生的废物、废气污染,又将其利用转变为其它工业原料或材料,实现了资源利用率的提高,而且也有效控制了对环境的污染。从第二点要求来说。绿色化学专用教材应当有完整的学科体系,因为高职化学教学需要以此来作为学生全面学习和认识绿色化学的基础,所以在教学编写时应当对绿色化学进行全面系统的理论和资源整理,从基本的基础理论入手对绿色化学的理论、实践研究、应用价值、化学原理等进行有效的梳理,以发挥在教学过程的实用性价值。
3.3优化实验教学方式将绿色化学的理念运用于实验教学中是实现绿色化学教学效果有效提升的重要手段。对于化学教学来说实验教学方式本身就有着非常关键的教学意义,也是最利于学生深入接触化学理论和现实意义的有效手段,绿色化学所关注的对工业化学反应过程的绿化和优化基本上都是基于化学实验手段实现的,所以实验教学中渗入绿色化学的理念是一项非常重要的教学改革途径。首先开发微型实验。在许多重要的化学实验中其用到的化学试剂是具有一定污染性或毒性的,对这种实验进行微型开发,运用更少的原料和更小的反应规模来说明化学原理,既实现了教学目的,也减少了反应产生的污染。这种具有污染性和危险性的化学实验在高职化学课程中是非常普遍的,例如氯气的取用过程如果一旦发生泄漏就会对人体造成伤害,同时还会污染环境,微型实验就是减小氯气的取用量,设计小规模的实验选择用针管来取用就能够有效避免因此产生的污染问题。
4结束语
关键词:有机化学 实验 绿色化学教育
一、前言
绿色化学也被称为是清洁化学、环境友好化学或者环境无害化学。它是核心理念就是通过绿色化产品、催化剂、原料等来力争实现环境友好。基于经济的观点来看,绿色化学致力于促进经济可持续发展、降低生产成本、对能源和自然资源进行合理利用;基于环境的观点来看,绿色化学是实现零排放,消除污染;基于科学的观点来看,绿色化学是传统化学科学的继承发展。
而有机化学是一门注重于实验的基础性学科。长期以来,有机化学的实验结果处理、实验过程、实验原理都是建立在传统的有机合成之上,对于培养学生动手能和训练学生基本有机合成单元操作方面较为注重,但是却不太重视处理其实验过程中所产生的“三废”。所以,有机化学实验教学改革的重点就在于要大力开展有机化学实验的绿色化学教育。
二、增加系列实验,提高试剂的使用率
根据有机化学各个实验的内容,将相互之间有联系的实验组合起来,充分利用原料和反应物来组合成系列实验,这种实验教学方法既能够对实验教学效果和学生的操作技能进行较好地检查,同时又能够增强学生的经济意识,渗透绿色化学教育思想。例如,我们可以将苯乙酮制备实验所回收的苯精制后,将其做原料,按照反应步骤来制备一系列的实验,苯硝基苯苯胺乙酰苯胺,由学生自己来合成每一步实验的主原料。为了将有限的原料利用充分,使之能够完成这一系列的实验,学生就必须规范操作,减少药品损耗,树立节约意识,将原料在最大程度上进行利用,这也在无形尚增强了学生绿色化学的意识。
三、重视回收利用实验室三废,减少污染,保护环境
三废处理是有机化学实验中必然存在的问题,同时也是环境保护中的难题。虽然我们还不能将三废问题消除,但是教师可以指导学生去处理、排放吸收三废。在有机化学实验中就要重视回收利用实验室三废,给学生树立起保护环境和绿色化学的意识。例如在制备1-溴丁烷的实验中,教师除了要给学生强调如何提高产率,同时还应该重点强调排放、吸收溴化氢(有毒气体)。可以采用水来吸收溴化氢,而不是碱液,这种方法既可以消除废碱液,又可以将废碱和吸收液一起作用。
处理有机物废液时,切忌不可再如以前直接倒掉,而应该采用回收溶剂的办法来精制回收有机物废液,然后再进行利用。例如,制备三苯甲醇实验中所出现的废液,可以采用蒸馏来进行回收,能够达到溶剂乙醚,将其精制后可循环使用,既提高了试剂的使用率,又减少了污染,还能够节约药品。同时,值得注意的是,分离溴苯与三苯甲醇时采用水蒸气蒸馏法,而不采用石油醚萃取法,这样做的目的在于有机溶剂尽量避免使用,努力做到绿色化学反应。
四、优化性质实验
有机化学实验中的性质实验长期以来都缺乏创新性,只是对理论进行验证,而且性质实验所用试剂耗量大、品种多、废物多,准备工作量大,且很难无害化处理实验后的废物,而学生在性质实验时大多都是机械模仿、照搬。因此,笔者认为可以调整、优化、综合这类实验,对那些易出现象、用时短的性质实验可由操作实验改为演示实验。必做实验则积极推广微量实验或者半微量实验,想办法尽量做到少用化学试剂而能够获得较为准确的化学信息和较为明显的化学现象。例如:我们在有机化学实验中曾经将甲基苯磺酞胺的制备量减少35%,圆底烧瓶也改为50ml(过去为100 ml),反应时间也变为1.5小时(过去为2小时),但是效果却很好,所产生的废物数量也大幅度减少。首先,化学试剂用量减少,也就意味着学生在做实验时能够更加舒畅、更加安全,危险性也降低了;其次,在同样的实验经费和学时的条件下,学生可以做更多的实验;再次,也体现出了有机化学实验的绿色化学教育,可谓一举三得。
五、当选择教辅手段代替实验
对于那些实验条件要求较高、毒性很强的实验(如有毒溶剂燃烧实验、醚的过氧化物爆炸试验等),可以采用实验教学课件、实验教学录相等一系列的多媒体教学辅助手段来代替操作实验,既能够减少废物排放和有害有毒物质的生成,又能够让学生掌握实验内容,仔细地观察实验操作步骤和实验现象。有条件的学校还可以利用互联网建立虚拟的有机化学实验室,让学生通过互联网访问虚拟有机化学实验室,实验前预习实验相关的物理常数、实验装置、单元操作、注意事项、知识背景等,利用计算机来虚拟操作实验及拆装重组仪器,这样一来,既能够减少不安全因素、降低实验污染,又能够将学生的积极性和主观能动性都充分发挥出来。
六、结语
总之,绿色化学是当今国际化学研究的前沿,其核心是利用化学原理从根本上减少或消除化学工业对环境的污染,实现人类社会的可持续发展。有机化学实验的绿色化是一项复杂的系统工程,需要广大教师不断更新知识结构,积极探寻传统有机化学实验与绿色化学思想的联结点。
参考文献
[1] 庾江喜,邝代治,冯泳兰,张复兴,王剑秋,许志锋,彭雁. “绿色化学”理念下有机化学实验教学课件设计原则探讨[J]. 黑龙江科技信息. 2009(22):113-115.
[2] 宁静恒,李和平. 有机化学实验绿色化教学模式改革的初步研究[J]. 广东化工. 2009(06):134-136.
[3] 王海滔. 有机化学实验在教学管理创新中的“绿色化”探索[J]. 广东化工. 2008(12):124-126.