绿色化学的核心概念范例6篇

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绿色化学的核心概念

绿色化学的核心概念范文1

1.绿色化学的涵义

绿色化学,顾名思义,就是对环境无害的化学,也通常被称为无公害化学.从环境保护的角度说,绿色化学可以定义为利用化学相关知识,减少或者消除对人体、环境有害的物质,达到化学无公害化.有关学者提出了原子利用率理论,本质含义就是尽量做到把每一个原子都充分利用,做到真正的百分百利用.随着科技的发展,绿色化学成为了一门交叉学科,不仅涉及化学工艺学,而且还可能涉及机械、化工、电子、自控等多个学科门类.随着世界各国积极倡导绿色化学,大力扶持相关产业,也使绿色化学成为一门朝阳产业.

2.绿色化学的核心内容

通过对上文中绿色化学的多角度定义可以得知,绿色化学的核心是绿色,绿色当然是一个替代词.绿色化学的理念基础就是我们通常所说的5R原则,所谓5R原则来源就是五个绿色化学关键词的英文首字母,具体为减量(含义为尽量减少相关污染物的排放)、循环使用(对涉及的原材料循环使用,达到高利用率)、回收(对相应的污染物进行回收处理,做到不浪费一点资源)、再生(再生的含义就是尽量使用可以再生的资源,在原料的选择上下功夫,以利于环境保护)、拒用(拒用的含义就是拒绝使用有害物质,积极研发替代品).通过对5R原则的介绍,我们知道,绿色化学的核心理念就是节约资源,保护环境.

二、化学教学中引入绿色化学的必要性

1.绿色化学与中学化学教育

化学教育是中学生必修的一门科学基础课,也是我国实施科教兴国战略的重要组成部分,对于培养高素质人才至关重要.在中学阶段,化学课程的主要任务就是普及化学知识,激发学生的兴趣.中学阶段的化学课程处于启蒙阶段,所以在学生启蒙阶段积极培养学生的绿色化学观念十分重要,对于实现可持续发展也有一定的教育作用.

2.在中学化学中如何引入绿色化学

熟悉中学化学教材的人都知道,在教材的相关章节中提到了绿色化学的重要性,为了从感官上培养学生的绿色化学观念.如在制备有毒气体时,我们一般的常识是在通风橱中进行,现在结合现有的实验设备,为了提高反应效率,可以在完全密封的环境下进行反应,这样既可以获得较高的反应效率,又可以做到有毒气体零排放,通过有毒气体的制取实验,也可以引入绿色化学概念,提高学生的绿色化学修养.

三、实验教学中渗透绿色化学理念

1.培养学生绿色化学意识

查阅相关资料得知,我国中学生在绿色化学素养培养方面普遍较差,为了改变这一现状,积极倡导绿色化学观念,必须在化学教学与实验中培养学生的绿色化学素养.我国化学教育现状是重视学生的理论成绩,不重视学生的综合素质培养,特别是绿色化学理念的培养,在这种背景下,教师要承担起绿色化学理念传播者的重任,以身作则,在化学实验中积极倡导并身体力行绿色化学理念,积极响应国家可持续发展号召,以5R原则为指导原则(5R原则即减量、循环、回收、再生、拒用)来培养学生的绿色化学理念.也可以作为实验准则,解决教学实验中容易出现的浪费和污染环境的系列问题,相关教学单位,可以考虑把5R原则作为实验室守则予以公布,真正发挥5R原则的作用,切实让学生知道绿色化学的重要性.

2.应用绿色化学原理,改进化学实验设计

在5R原则的指导下,以绿色化学理念的培养为契机,积极应用绿色化学原理,改进中学化学实验设计,真正做到绿色化学在理念上深入人心,在实际行动上做到实处,结合当今中学实验室实际,本文详细介绍如何利用绿色化学原理,对现在的中学化学实验进行彻底改造,为了脉络清晰,本文从以下几个方面介绍:

(1)积极探索新方法

化学是一门奇妙的学科,方法多样性是其主要特点,化学反应不是固定的,其反应效率和反应速度可能因为环境温度、反应物浓度或者催化剂的不同而有天壤之别,有的反应自然反应极慢,但是加入相应催化剂后可以上百倍的增加反应速度,基于这个原理,我们在设计化学实验时,一定多探索,积极开发新的催化剂,尽量使反应发生的快而彻底,减少废弃物的产生,从源头上践行绿色化学理念.

(2)实验的器具多样性

随着科技发展,化学器具更新很快,在这种背景下,我们要把绿色化学理念融入到化学仪器的设计生产中,结合中学化学实验室实际,我们在进行相关实验时,既可以利用常规仪器,也可以利用高科技的微型器具,也可以我们自制实验器具,在实验过程中要充分考虑绿色化学理念,积极探索适合绿色化学的新器具,比如,在浓硫酸与金属铜反应制备硫酸铜的反应中,中学实验室提供的常规仪器太大,容易造成浪费,在这种背景下,我们可以利用微型实验仪器,这样既满足了实验要求,又大大节省了反应原料,充分体现了绿色化学的相关理念,可以对学生达到良好的教育作用.

(3)实验场地和环境多样性

通过查阅相关资料得知,中学化学实验一般不具有很大的危险性,所以有时候试验场地不仅仅只局限于实验室,比如在做pH测试实验时,一般实验室会提供多种酸或者碱性物质以备检测,但是这样会浪费大量的实验原料,为了积极践行绿色化学理念,教师可以把学生实验室放在野外,学生采集相关标本,研磨成汁,再用相关试剂测试物质的酸碱性或者具体的pH,这样既可以节省实验材料,又可以给学生主动性.因为,实验室的物质已经知道酸碱性,所以学生做的只是验证实验,而上述新方法,由于不知道所采集标本的酸碱性,所以这就成了探索性实验,大大唤起了学生的积极性,也十分符合绿色化学的理念.

3.药品利用绿色化

药品利用绿色化也是绿色化学理念的重要方面,药品利用绿色化就是在化学实验时,要节约药品,合理使用药品,对于价格昂贵的药品,还要积极探索替代品,以节约珍贵的资源,从药品利用层面上践行绿色化学理念.

四、化学教学中渗透绿色化学教育理念的行动研究

1.充分挖掘教材中的绿色化学资源

现在的中学化学教材都十分重视绿色化学理念,在课本中都随处可见绿色化学理念,通过实际阅读中学化学课本,教材中的绿色化学理念主要体现在以下几点:

(1)节省资源作为主体.在中学化学课本中,以节约资源作为整本书的理念支撑,例如在氯碱工业中采取了循环操作,体现了绿色化学中节省资源能源的基本原理.

(2)在设计中学生化学实验时,把绿色化学理念贯穿其中,在设计实验结构图时,尾气处理必不可少.

绿色化学的核心概念范文2

1化学所面临的挑战

1.1化学的形象正在被与其交叉的学科的巨大成功所埋没

化学是一门中心科学,化学与生命、材料等朝阳科学有非常密切的联系,产生了许多重要的交叉学科,但化学作为中心学科的形象反而被其交叉学科的巨大成就所埋没。化学这门重要的中心科学(centralscience)反而被社会看作是伴娘科学(bridesmaidscience)而不受重视。

1.2化学正被各种各样的环境污染问题所困扰

化学的发展在不断促进人类进步的同时,在客观上使环境污染成为可能,但是起决定性的是人的因素,最终要靠人们的认识不断提升来解决这个问题。一些著名的环境事件多数与化学有关,诸如臭氧层空洞、白色污染、酸雨和水体富营养化等;另一方面把所有的环境问题都归结为化学的原因,显然是不公平的,比如森林锐减、沙尘暴和煤的燃烧等。这当然与化学没有树立好自己的品牌有关系,在最早的化学工艺流程里面,根本没有把废气和废渣的处理纳入考虑范围,因此很多化学工艺都是会带来环境污染的。现在,有些人把化学和化工当成了污染源。人们开始厌恶化学,进而对化学产生了莫名其妙的恐惧心理,结果造成凡是有“人工添加剂”的食品都不受欢迎,有些化妆品厂家也反复强调本产品不含有任何“化学物质”。事实上,这些是对化学的偏见,监测、分析和治理环境的却恰恰是化学家。

2绿色化学是应对挑战的必然

科学不但要认识世界和改造世界,还要保护世界。化学也如此,为了应对化学所面临的挑战,提倡绿色化学是刻不容缓。

2.1绿色化学的概念

绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化学,是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子,在始端就采用实现污染预防的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染,是一门从源头阻止污染的化学。绿色化学不同于环境保护,绿色化学不是被动地治理环境污染,而是主动的防止化学污染,从而在根本上切断污染源,所以绿色化学是更高层次的环境友好化学。

2.2绿色化学的产生及其背景

当今,可持续发展观是世人普遍认同的发展观。它强调人口、经济、社会、环境和资源的协调发展,既要发展经济,又要保护自然资源和环境,使子孙后代能永续发展。绿色化学正是基于人与自然和谐发展的可持续发展理论。在1984年,美国环保局(EPA)提出“废物最小化”,这是绿色化学的最初思想。1989年,美国环保局又提出了“污染预防”的概念。1990年,美联邦政府通过了“防止污染行动”的法令,将污染的防止确立为国策,该法案条文中第一次出现了“绿色化学”一词。1992年,美国环保局又了“污染预防战略”。1995年,美国政府设立了“总统绿色化学挑战奖”。1999年英国皇家化学会创办了第一份国际性《绿色化学》杂志,标志着绿色化学的正式产生。我国也紧跟世界化学发展的前沿,在1995年,中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术》的院士咨询课题。

2.3绿色化学的核心内容

原子经济性是绿色化学的核心内容,这一概念最早是1991年美国Stanford大学的著名有机化学家Trost(为此他曾获得了1998年度的“总统绿色化学挑战奖”的学术奖)提出的,即原料分子中究竟有百分之几的原子转化成了产物。理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百地转变成产物,不产生副产物或废物,实现废物的“零排放”。他用原子利用率衡量反应的原子经济性,认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中。绿色化学的原子经济性的反应有两个显著优点:一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地减少了废物的排放。原子利用率的表达式是:

原子利用率=(预期产物的式量/反应物质的式量之和)×100%

如无公害氧化剂过氧化氢的制备可采用乙基蒽醌法,即由氢和氧在2-乙基蒽醌和Pd为催化剂作用下直接合成,2-乙基蒽醌复出并可循环使用。此反应原子利用率为100%,体现了原子经济性,减少废物的生成和排放,是典型的零排放例子。

2.4绿色化学的12项原则和5R原则

为了简述了绿色化学的主要观点,P.T.Anastas和J.C.Waner曾提出绿色化学的12项原则,这12项原则对我们今后从事绿色化学的研究具有一定的指导作用。

Ⅰ.防止——防止产生废弃物要比产生后再去处理和净化好得多。

Ⅱ.讲原子经济——应该设计这样的合成程序,使反应过程中所用的物料能最大限度地进到终极产物中。

Ⅲ.较少有危害性的合成反应出现——无论如何要使用可以行得通的方法,使得设计合成程序只选用或产出对人体或环境毒性很小最好无毒的物质。

Ⅳ.设计要使所生成的化学产品是安全的——设计化学反应的生成物不仅具有所需的性能,还应具有最小的毒性。

Ⅴ.溶剂和辅料是较安全的——尽量不同辅料(如溶剂或析出剂)当不得已使用时,尽可能应是无害的。

Ⅵ.设计中能量的使用要讲效率——尽可能降低化学过程所需能量,还应考虑对环境和经济的效益。合成程序尽可能在大气环境的温度和压强下进行。

Ⅶ.用可以回收的原料——只要技术上、经济上是可行的,原料应能回收而不是使之变坏。

Ⅷ.尽量减少派生物——应尽可能避免或减少多余的衍生反应(用于保护基团或取消保护和短暂改变物理、化学过程),因为进行这些步骤需添加一些反应物同时也会产生废弃物。

Ⅸ.催化作用——催化剂(尽可能是具选择性的)比符合化学计量数的反应物更占优势。

Ⅹ.要设计降解——按设计生产的生成物,当其有效作用完成后,可以分解为无害的降解产物,在环境中不继续存在。

Ⅺ.防止污染进程能进行实时分析——需要不断发展分析方法,在实时分析、进程中监测,特别是对形成危害物质的控制上。

Ⅻ.特别是从化学反应的安全上防止事故发生——在化学过程中,反应物(包括其特定形态)的选择应着眼于使包括释放、爆炸、着火等化学事故的可能性降至最低。

为了更明确的表述绿色化学在资源使用上的要求,人们又提出了5R理论:

Ⅰ.减量——Reduction减量是从省资源少污染角度提出的。减少用量、在保护产量的情况下如何减少用量,有效途径之一是提高转化率、减少损失率。②减少“三废”排放量。主要是减少废气、废水及废弃物(副产物)排放量,必须排放标准以下。

Ⅱ.重复使用——Reuse重复使用这是降低成本和减废的需要。诸如化学工业过程中的催化剂、载体等,从一开始就应考虑有重复使用的设计。

Ⅲ.回收——Recycling回收主要包括:回收未反应的原料、副产物、助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。

Ⅵ.再生——Regeneration再生是变废为宝,节省资源、能源,减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在工艺设计中应考虑到有关原材料的再生利用。

Ⅴ.拒用——Rejection拒绝使用是杜绝污染的最根本办法,它是指对一些无法替代,又无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料,拒绝在化学过程中使用。

3绿色化学的发展前景

3.1反应原料的绿色化即反应原料符合5R原则。

3.2原子经济性反应在基本有机原料的生产中,已有一些原子经济性反应的典范,如丙烯氢甲酰化制丁醛、甲醇羰化制醋酸和从丁二烯和氢氰酸合成己二腈等。

3.3高效合成法不涉及分离高效的的多步合成无疑是洁净技术的重要组成部分。

3.4.提高反应的选择性———定向合成如不对称合成。

3.5.环境友好催化剂例如在正己烷的裂解反应中,固体酸SiO2-AlCl3比普通AlCl3具有更好的选择性,更小的腐蚀性。

3.6.物理方法促进化学反应如微波引发和促进DielsAlder反应、Claisen重排、缩合等许多重要的有机反应。

3.7.酶促有机化学反应酶促有机化学反应有高效性、选择性、反应条件温和和自身对环境友好等特点。

3.8溶剂化学污染不仅来源于原料和产品,而且与反应介质、分离和配方中使用的溶剂有关,有毒挥发性溶剂替代品的研究是绿色化学的重要研究方向。如超临界流体、水相有机合成和室温熔盐溶剂等。

3.9.计算机辅助绿色化学设计和模拟在化学化工领域,计算机已广泛用于构效分析、结构解析、反应性预测、故障诊断及控制等许多方面。无疑,计算机在寻找符合绿色化学原则的最佳反应路线、化工过程最优化、产品设计等方面推动了绿色化学的更快发展。

3.10环境友好产品如可降解塑料、环境友好农药、绿色燃料、绿色涂料和CFCs替代物等。

绿色化学为化学的发展注入了新的活力,在21世纪化学必将大有可为。</P><P>参考文献

[1]王恩举.漫谈绿色化学.大学化学,2002,(4)

绿色化学的核心概念范文3

关键词:无机化学教学;绿色化学;教育

中图分类号:G642文献标识码:A文章编号:1009-0118(2012)05-0133-02

随着经济的发展,传统的化学工业给环境带来了严重的污染和破坏,环境问题已成为世界各国无法回避的共同问题。人们认识到光靠治理污染已经无法从根本上保护环境,要保护环境就必须从源头消除污染。二十世纪九十年代,在可持续发展方针的指导下,形成了绿色化学的概念。绿色化学是用化学的技术和方法去减少或消除有害物质的产生和使用,但它不是一般的控制污染,而是从根本上消灭污染,它不再使用有毒有害的物质,不再产生废物,是一门从源头上防止污染的化学[1]。此后,人们赋予这一新事物不同的取名:环境无害化学、环境友好化学、清洁化学等。

一、绿色化学的内涵

绿色化学不同于环境化学,环境化学是一门研究污染物的分布、存在形式、迁移及其对环境影响的科学。绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段,因而过程和终端均为零排放或零污染。绿色化学的核心内容是“原子经济性”,即充分利用反应物中的各个原子,因而既能充分利用资源,又能防止污染。绿色化学的特点是:(一)采用无毒、无害的原料;(二)在无毒、无害的反应条件(催化剂、溶剂)下进行;(三)减量、循环、重复使用;(四)具有“原子经济性”,即反应具有高选择性,极少副产品,甚至实现零排放;(五)产品应是对环境友好的;(六)满足价廉物美的传统标准[2]。目前世界上许多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学发展的主要方向之一。

二、无机化学教学中绿色化学教育

(一)无机化学理论教学中的绿色化学教育

在进行理论课教学时,要充分挖掘教材中涉及有关绿色化学的内容,进行及时的、适当的知识加深与更新以及思维的拓展。例如在介绍H2O2的制备时,目前的方法是乙基蒽醌法[3]。以H2和O2为原料,乙基蒽醌和钯作为催化剂,苯作为溶剂。乙基蒽醌在钯存在时可被H2还原为乙基蒽醇,而乙基蒽醇易被O2氧化成乙基蒽醌和H2O2。生成的乙基蒽醌循环使用。反应过程中消耗的是H2和O2,生成的是H2O2。由此为切入点,可引入绿色化学的核心内容之一,即原料的重复使用,并体现了绿色化学的最大特点:在过程和终端均为零排放或零污染。较之传统的制备方法,这是一个典型的绿色化学方法。又如制备NaClO3,学生常会提出以Cl2和NaOH反应来制取,反应如下:

3Cl2+6NaOH(热)5NaCl+NaClO3+3H2O

从反应式可看出,原料中有5/6的氯生成了NaCl,未被利用,从而引出绿色化学原理的核心内容之二,反应的“原子经济性”。它的目标是在设计化学反应时使原料分子中的原子更多或全部变成最终希望的产品中的原子,使原子利用率尽可能高,最大限度地实现零排放。据此引导学生采用电解热的NaCl溶液,制备NaClO3,反应如下:

2NaCl+2H2O2NaOH+H2+Cl2

Cl2+2NaOHNaCl+NaClO+H2O

3NaClO2NaCl+NaClO3

生成的NaCl可循环使用。其实在无机化学教材中,可以挖掘的内容很多,只要是一个有心人,会发现教材中处处可见绿色化学。例如,讲到氢时,介绍氢能源的利用;讲到氧化还原反应一章时,可讲一讲干电池的污染、氢燃料电池的利用;在配合物的应用部分可介绍无氰电镀等绿色工艺。讲到卤素一章时,增加“氯气用于自来水消毒的利弊、新型消毒剂ClO2、毒气与军事、氟污染与人身心健康、氟利昂对臭氧层的破坏与保护、开发利用氟氯烃清洁替代品”等教学内容。讲到氧族、氮族元素时,组织“酸雨的危害与防治、水体大气污染与防治、臭氧层空洞、水体富营养化、光化学烟雾、汽车尾气与大气污染”等这些教学内容,不仅渗入了绿色化学的理念,而且也使课堂内容更加生动充实。

实践证明,在课堂上适时或适当地把绿色化学的思想和知识融入到无机化学的教学中,所用的教学时间多则7-8min,少则2-3min,在一节课教学中占时不多而又画龙点睛。这种方式的教学,可使学生在潜移默化中受到绿色化学教育,使他们意识到绿色化学对于人类及其所赖以生存环境的可持续发展所具有的重要性。同时又不对原本紧张的教学时间安排造成新的冲击,还可使教学内容显得丰富生动,增强学生对学习这门课程的兴趣。

(二)无机化学实验教学中的绿色化学教育

1、整合、精选实验内容

无机化学实验是为大一新生开设的实验课程,作为基础化学实验,开设的内容较多。其中有些实验与后续的实验课内容互相重叠,互相交叉,造成实验内容的重复,课程安排缺乏全局性、整体性。造成化学试剂的用量和实验室“三废”的排放量变大。特别是近几年,随着招生规模的不断扩大,学生人数不断增多,药品的消耗和产生的废物更多,因此,首先要对实验内容进行整合。例如,溶液的配制、酸碱滴定、天平的使用这些实验无机化学实验中有,分析化学实验中也出现,就可以进行实验内容上的调整、筛选和重组;玻璃加工实验也同时出现在无机和有机实验中,也可进行整合,避免重复。在实验项目的安排上不仅满足培养学生实验技能的需要,同时也要体现绿色化学的教育的思想。教师要根据教学需求,本着将毒害降低至最小的宗旨,合理选择实验内容,对实验方案进行优化。在实验内容上,尽量根据低能耗、低毒原则进行筛选。

2、开展封闭式实验[4]

对于有毒有害气体的实验,传统的方法是在通风橱内进行,这样只能避免对小环境的污染,有毒有害气体还是排放到空气中,造成对大环境的污染。为了避免这种情况,可将反应装置设计成封闭式,使反应在封闭状态下进行,并能在系统内部将反应产生的有毒气体吸收掉,实现零排放。例如,卤素实验中,既要制备氯气、氯酸钾、次氯酸钾,又要进行氯气的一系列性质实验。可将从气体发生装置出来的气体,导入收集装置,再依次通过装有NaOH的两个具支试管,这两个具支试管分别放在装有热水和冷水的烧杯中,实现次氯酸钾、氯酸钾的制备,最后气体再转移到点滴板,点滴板中依次加入品红溶液、蒸馏水、KBr溶液、KI-淀粉溶液、NaOH溶液。将气体的产生,收集、性质和尾气吸收实验串联在一起,气体不易泄露,大大减少了对环境的污染。

3、进行微型化学实验

目前,越来越多的学校将微型化引入到实验教学中来,微型化学实验是着眼于环境安全和污染预防的需要,用尽可能少的药品,在微型化的仪器装置中进行的化学实验[5]。微型化学实验具有节省试剂、减少污染、缩短实验时间、安全、节约经费、便于携带等优点。我们也进行了这方面的尝试,并作了实验上的一些改进。例如,元素性质实验,所用药品种类多,份量大,在不影响实验效果的前提下,尽可能降低试剂浓度,尽量改用点滴板替代试管做实验,或在滤纸上进行有色反应的实验,使药品用量大大减少。又例如,上面提到的卤素的实验,氯气的制备就采用微型化的注射器和具支试管。具支试管(5ml)装入KMnO4,注射器(5ml)中吸有浓HCl,这就是气体的发生装置。SO2的制备也是用这样的装置,并与点滴板联合,进行性质实验,最后用碱液吸收多余的气体。这样药品用量很少,又不影响实验现象的观察,缩短了实验时间,改善了实验环境,降低了废气和废液的排放量,大大减少了对环境的污染。

三、结语

绿色化学是在环境与发展矛盾日益突出的形势下,应运而生的一门新兴学科,但它不是一门独立的学科,它是在传统化学基础上发展起来的更高层次的化学。作为高校化学教师,要树立可持续发展的观念,应把传授绿色化学知识作为自己义不容辞的责任,用实际生动的范例充实我们的教学内容,按照范例所涉及的知识点,将绿色化学知识自然、生动地渗透到化学教学中。培养学生的环保意识和可持续发展意识,使绿色化学的理念扎根于学生的头脑中,贯穿于他们以后的工作中。实践证明,将绿色化学渗透到无机化学教学中的做法是可行的。通过绿色化学教育在无机化学教学中的渗透,学生反映他们的知识面扩展了,学习无机化学的兴趣提高了,更重要的是,他们了解了绿色化学,接受了绿色化学。因此,这种有效的做法值得我们去进一步完善和推广,为推动我国的绿色化学教育事业的发展,为保护我们的家园,作出应有的贡献。

参考文献:

\[1\]Anastas P T,Williamson T C.Green chemistry – designingchemistry for the environment\[M\].ACS Symoposium Series 626th,Washington D C:American Chemical Society,1996.

\[2\]苏惠,徐翠莲.基础化学实验绿色化的探索\[J\].河南教育学院学报(自然科学版),2006,15(3):65-66.

\[3\]天津大学无机化学教研室.无机化学\[M\].北京:高等教育出版社,2002:330.

绿色化学的核心概念范文4

〔关键词〕绿色化学 化学实验 高中化学

一、绿色化学

绿色化学是一种以保护环境为目标来设计、生产化学产品的最新科技成果,是一门从源头上阻止污染的化学。绿色化学概念从一提出来,就明确了它的现代内涵,是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料,最大程度地节约能源,在各环节都实现净化和无污染的反应途径。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转化为产品,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。

绿色化学提出的同时,也提出了绿色化学实验的五“R”原则,即Reduction―减量(减小试剂用量)、Reuse―回收利用、Recycling―循环使用、Regeneration―再生利用、Rejection―拒用(不用危险品)。具体地说,就是化学试剂、溶剂、催化剂、化学反应、途径、产物、剂量等绿色化。

绿色化学的另一个核心内容是“原子经济性”,即充分利用反应物中的各个原子,因而既能充分利用资源,又能防止污染。用原子利用率衡量反应的原子经济性,高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子,使之结合到目标分子中,达到零排放。绿色有机合成应该是原子经济性的。原子利用率越高,反应产生的废弃物越少,对环境造成的污染也越少。

化学实验中有时直接涉及到有毒有害的化学试剂和药品,如氯气的制备和性质实验、氮氧化物的性质实验等,会造成对实验人员健康的不利影响和对环境的污染;有的验证性实验虽然没有涉及到有毒有害的化学试剂和药品,但药品用量过大,造成浪费。化学工业生产和化学品的使用造成的环境副作用早已受到人们的重视,化学实验绿色化是化学实验教学未来发展的必然趋势。

“化学实验绿色化”即化学实验洁净化,是将绿色化学的基本原理和理念应用于化学实验中的一项技术,是对传统化学实验进行创新的结果。化学意把工业成果应用于实际教学,既加强理论与实际的结合,同时也使化学实验更加绿色化。

化学实验绿色化的目标,从长远看是选择无污染的物质,合理设计实验装置,严格控制实验过程,妥善做好实验后处理,使整个化学实验实现零污染,近期目标是用绿色化学理念,大胆改进化学实验,努力使其污染降到最低。

二、化学实验教学中渗透绿色化学,绿色化学指导改进化学实验

现行的中学化学教材已经融入了绿色化学知识,教学中要时刻体现出绿色化学的原则,渗透绿色化学教育。例如:“化学反应及其能量变化”中讲能量的开发与利用、能源的合理开发与利用;“卤素”中讲氯气用于自来水消毒的利弊、氟利昂对臭氧层的破坏与保护等;“硫和氮的氧化物”中讲酸雨的危害与防治、大气的污染与防治等等,使学生意识到应如何合理应用化学,用绿色化学观点防治污染、保护环境,为人类能生存在一个绿色的地球上做出自己的贡献。

1、结合化学实验题,优选实验方案,渗透绿色化学教育。在中学化学教学中,培养学生绿色意识,是社会可持续发展的基本要求。有意识选择绿色化学教育的试题,让学生在解题过程中受到绿色化学的教育。

2、实验试剂绿色化。实验试剂绿色化包括使用无污染试剂或将试剂减量实验微型化。

以最少的药品获最佳效果,减少废弃物,提高环保意识。化学实验教学不仅可以使学生观察到用语言难以表达清楚的实验现象,增强直观的感性认识,而且能培养学生观察、分析问题和解决问题的能力。但实验必定会涉及到有害、有毒的物质,从某种意义上讲学校中环境污染主要来源于化学实验。因此,化学实验教学中要力求利用最少的实验药品,获得最佳的实验效果,最大限度地减少废弃物,提高学生的环境意识。

3、通过多媒体来仿真化学实验,实现实验的绿色化。在遇到危险性较大、或伴随有毒、有害物质生成较多的演示实验时,尤其是对一些试剂昂贵、实验中容易引起爆炸或必须采用有毒、有害的试剂(如苯、苯酚、砷化物、重金属等)的实验,并在整个实验中排放较多的有毒气体、有毒废水,给师生身体健康带来极大的危害,且对环境造成较大破坏的实验,通过媒体辅助来演示部分实验,还能够节约药品、水电、时间,减少对环境的破坏,还可提高部分演示实验的可视性,同时还让学生在观察媒体辅助实验教学的过程中,体验了多媒体技术的绿色环保价值,在单位时间内向学生传递更多的信息,同时利用三维动画效果形象地展现实验操作,取得更好的教学效果。

4、规范实验操作和要求,培养学生绿色化学意识。要使学生养成在做任何实验时,心中都有节约的观念、环保的理念、安全的意识,必须从小事做起,从一点一滴上开始陶冶和训练。首先教师要起到一个很好的示范作用,这样对学生起到一个潜移默化的影响,然后实验中再从严要求。这包括在实验态度上养成严谨、认真、客观、从容的品质;药品按规定用量取用、实验操作规范,遵守实验守则,不随意带出药品、不能品尝药品,不私自做有危险性实验,不随意倾倒实验垃圾,节约水、电、酒精燃料、试纸、滤纸等,爱护实验仪器,实验后按要求对实验后的剩余物进行处理、洗涤实验仪器,收拾实验台面,整齐摆放好实验器皿、药品等。特别是对于化学实验室产生的废液中往往含有酸、碱、重金属化合物以及氰化物、含砷化合物等,一般实验室的废液都排入下水道,这样不仅会对环境造成极大的危害,而且会淡化学生的环保意识,养成不良的习惯,影响绿色化学意识的培养与绿色化学技术的发展。在实验教学中,应限定用量,把好的经验传给学生,对废弃物进行无害化处理。这样既可培养学生绿色化学意识又可使学生学习绿色化学的实用技术,还可以节约资源、变废为宝、变害为利。

绿色化学的核心概念范文5

关键词:初中;化学;实验;绿色

中图分类号:G633.8 文献标识码:B 文章编号:1672-1578(2016)03-0400-01

实验是学习化学这门课程的重要环节,而且初中化学的大部分知识都与实验密切相关,它们或是通过实验引入又或是在实验过程中生成,再或者就是通过实验来取得验证。近年来随着新课程的改革,全国各地广泛开展以知识创新和能力创新为核心的素质教育,绿色化学的概念也渐渐被化学教师们运用到化学实验中,有的还将绿色化学的观念融入到了整个化学的教学中。在化学的教学中融入绿色实验的思维,对于学生和老师的健康有着重要的作用,而且还能在一定程度上保护环境。本文将初中的化学实验作为研究的对象,从实验原理要体现绿色化、实验过程要体现绿色化、处理实验产生的尾气和废液、设计微型实验几方面对在教学中应培养学生的"绿色"思想,深入研究绿色实验在化学教学中的实践,以望能给相关的教师及研究人员提供参考。绿色化学的产生对我国以及对世界各国来说,都是极其有益的,它不仅能帮助我们节约能源,同时能够保护我们的环境免于破坏。

1.绿色化学实验的内涵

在初中化学实验中进行绿色实验,首先要将绿色化学的理念贯穿在化学教学的全过程,尤其是在进行化学实验时;其次是在满足教学要求的前提下,充分利用资源和能源,尽可能采用无毒和无害的实验材料,从而减少向环境排放有害物质来完成实验。这就是说,做实验的过程就是绿色化学很好的体现,在实验过程中开展绿色化教育就不再是纸上谈兵的事,长久以往会对学生的健康以及人与自然的和谐发展产生积极的作用。

2.实现初中化实验绿色的措施

2.1 严格遵守化学实验的绿色化要求。初中实验中的绿色体现了化学这门课程知识与社会的相互联系和相互作用,是社会对化学科学发展的新要求,它对于保护人类赖以生存的环境,实现人类社会的可持续发展具有重要意义。因此,在化学实验教学中应尽量做到选择的实验,其反应物和生成物无污染或污染小;如果是污染性较强的反应物,则在密闭的装置内进行实验,如无法进行密闭实验,可在通风好的地方进行或采取其它防护措施;对于产生的污染物做到有效的回收和处理;在保证实验效果的情况下,应尽量减少反应物的剂量以减少污染物的产生。

2.2 树立化学实验的绿色意识。

在实验教学中,对每一个具体的实验,应尽量减少实验事故的潜在危险。例如,在演示硫的燃烧实验时,教师可以先让学生思考:在进行该实验时,有大量的刺激性气味的气体产生,且有毒,那在实验时应该采取什么措施呢?这时,学生各抒己见:在一个密封的装置内做实验,取用的药品尽可能少,该集气瓶内放入能吸收该气体的化学试剂,反应发生后立即将反应装置移到外,打开窗户及时排出有毒气体等等。教师应从引导学生尽量少地污染教室环境、不去吸入有毒气体和便于观察等角度出发,进行讨论分析,接着进行演示,打开窗户,取用最少量药品,在集气瓶内盛少量水,当学生看到硫在空气和氧气中燃烧的现象后,立即将反应装置迅速移出教室外,以确保实验安全和强化学生的安全意识及环保意识。

2.3 开展化学实验的绿色设计。 现行化学教材的一些实验在具体操作过程中存在着诸如药品用量大、反应耗时长、废气未经处理直接排入空气造成环境污染等问题。因此,我们应用绿色化学理念对教材中部分存在的问题进行适当的改进,使化学实验朝着绿色化、微型化发展。在初中化学实验教与学中,可以对常规化学实验仪器进行改进,尽可能使仪器微型化,因为只有仪器微型化了,才能减少试剂在器皿上的附着量和残留量。比如,在"氧气的性质"的这次教学中,常规化学实验是用燃烧匙这一容器盛硫或红磷进行实验,存在的问题就是燃烧匙太深,可燃物与氧气接触就会受阻,燃烧时间加长,不容易熄灭。因而产生大量的二氧化硫等物质污染环境。针对这个实验可将燃烧匙进行改进,将一根细玻璃棒的一端烧至半熔后用镊子压出一个小凹槽,这样微型燃烧匙就制成了,用青霉素瓶做微型反应容器,该燃烧现象会更明显。与此同时,我们也应尽可能进行小剂量实验,只要能达到实验的目的和效果,尽可能少用一些试剂,以减少废气物的产生,保护环境。比如,初中化学实验很多是在试管内进行的实验,在实验时只要在能明显观察到实验现象的条件下将反应物用量减少到最低限度,以达到节约药品,保护环境的目的,也可以将大部分在试管内进行的实验在井穴板上进行。在实验完成后我们也要将残留的实验材料进行妥善的处理,以免它对环境造成不必要的破坏。

小结:随着经济的快速发展,我国的环境问题也异常突出,有很多是由于化学变化引起的,面对这严峻的环境趋势,我们每个人要从身边小事做起,贡献自己的力量。初中开始接触化学,在实验教学中贯彻绿色化学思想很重要。作为化学教师,应具有环保意识、树立绿色化学的教学思想,积极提倡绿色教育。在实验教学中要创造条件,减少"三废"的排放,保护环境,使学生在老师潜移默化的影响下,建立绿色化学思想,自觉形成环保意识和环保思维方式。同时绿色化学的兴起,为化学教学中开展环保教育提供了契机。在新课程教学中,化学教师要准确把握绿色化学理念,并将其渗透到实验教学中去,使学生了解绿色化学、接受绿色化学,牢固树立环保意识,为可持续发展贡献一份力量。

参考文献:

[1] 魏美薇;;寓绿色化学于中学化学教育[J];才智;2011年24期

[2] 关玲;徐@峰;;化学教学实验室废弃有机试剂的收集、处理及利用[A];北京高教学会实验室工作研究会2010年学术研讨会论文集(下册)[C];2010年

绿色化学的核心概念范文6

化学是自然科学中的一门重要科学,从字面意思上理解,绿色化学就是指清洁环保无害的化学.而实际上绿色化学也就是指设计在经济、技术等方面科学合理,且对环境无负作用或者负作用很少可以忽略的化学过程.化学为人们提供物质上的需求,也为探索自然提供了信息依据.而随着当今经济的飞速发展,人们的生活水平不断提高,生态环境在人们的开发和建设下遭到了严重破坏,化学生产工程中产生的污染和破坏使得环境不断的恶化,已经危害到了我们赖以生存的家园.所以,为了满足现实生活的需要,在以保护环境和经济可持续发展为核心的情况下,一个新的化学工业理念逐渐产生———绿色化学.绿色化学的宗旨是实现对环境和人类健康没有危害,还能起到保护作用的新型化学.绿色化学在起始阶段就开始对在化学过程中出现的污染进行预防和处理,绿色化学最显著的特点就是在整个化学过程中实现零污染和零排放.所以,为了社会的可持续发展,倡导绿色化学是当前所应做的具有重要意义的工作.在初中的课程教材中引入绿色化学理念,可以让学生们了解到绿色化学的实际意义,更好地培养学生们的环保意识并启迪学生的思想,不再仅仅局限与书本上的知识而是去更充分地感受所学知识的实在价值.

二、初中化学教学中渗透绿色化学的意义

当前经济的迅速发展,工业化程度急剧增长.但是在这样的增长下却是以环境的破坏为代价而换来的,虽然在短时间我们获得很大的经济效益,但是这种“竭泽而渔”的方式带来的是惨痛的代价和教训.这样的发展是虚浮的,根基不稳自然会使建筑坍塌,对环境的破坏和污染会制约人类的发展甚至是危及子孙后代.因此,人们对生态环境也慢慢的重视起来,倡导绿色成了当今时代的主体和发展的前提,也是人们最关注的字眼.绿色化学、绿色食品、绿色出行等陆续出现在我们的生活中,让人们对绿色有了新的认识,也加深了绿色理念.绿色化学的作用也是显而易见的,如臭氧层保护,水土资源保护,大气污染的防治等等.在初中教学课程中融入绿色化学概念,可以增强中学生的环保意识.由于中学生的环保意识较差,环境道德观念落后,践踏花草、乱扔垃圾等现象随处可见.所以,绿色化学的开展不仅可以让学生们感受到化学的魅力,了解绿色化学的基本理念和过程,更可以让学生树立起绿色化学从我做起的思想.教师在绿色化学的教学过程中要重视起来,阐明绿色化学的重要性,让学生端正心态,真正地认识到绿色化学对我们的价值.化学是一门相对枯燥的学科,为了能让学生们能更好地学习好绿色化学,教师可以通过设计实验来进行绿色化学的教学,这样不仅增强了绿色化学的趣味性,更充分地让学生们投入学习之中.

三、在初中化学教学中如何融入绿色化学

1.在实际生活中倡导绿色化学教师首要做的是端正学生的思想观念,引导学生树立起保护生态环境的思想观念,让学生能够认识到绿色化学的价值,明确绿色化学对人类发展发挥的重要作用.教师在将绿色化学融入初中化学教程中时,要注意与初中教材内容紧密联系,环环相扣.为了能起到在实际生活中倡导绿色化学的作用,教师在化学实验课堂上与学生们一起做化学实验时,必须进行无污染的绿色实验.例如,在化学实验课上开展“绿色替代溶剂技术”实验时,让学生充分感受到绿色化学为科技发展和人类社会进步作出的贡献,让学生认识到绿色化学的研究对改善生态环境的重要意义.此外,教师应教导学生保护环境要从日常生活中的小事做起,比如:节约用电用水、对垃圾进行分类处理等等,让学生在日常行为习惯中培养绿色化学意识.

2.从化学实验中传授绿色化学知识化学实验可以使学生从教条式的教育制度中解脱出来,学生在这样新奇的体验中不仅收获了知识,也起到了将理论知识用到实际中的效果.学生们通过自己的亲手操作就实现了绿色化学的见证,更加坚定了学生通过营造绿色生活为社会和环境做贡献的决心.另外,教师应鼓励学生积极思考,开发自己的想象力并发挥个性思维,不固步自封局限思维.这样去引导学生可以加深学生对绿色化学的认识,在今后的生活工作中也能使绿色理念延误下去,扩大绿色理念的价值和作用.学生在实验中发现问题,思考问题,解决问题.在进行污染性实验时,教师应带领学生对实验进行改进,尽量降低对环境的污染程度,比如在进行“硫的燃烧”的实验时,可以尽量减少“硫”的量,降低二氧化硫的产生量,并对集气瓶进行密封的同时加微量的氢氧化钠溶液,尽可能地减少有害物质的产生.通过这样的实验,提高学生对绿色化学的学习兴趣,让学生在不知不觉之中产生保护环境的意识,并在日常生活中行动起来.

3.通过课外活动学习绿色化学化学教师对于学生学习绿色化学,不仅局限于课堂上知识传授和讲解,还可以在课外做许多有意义的课外活动.这些课外活动不但能激发学生们的积极性,而且可以更好的吸收所学到的绿色化学相关知识.教师组织课外活动形式多样,比如:

(1)到附近的化工厂进行参观考察,带领学生观察化工企业对废气、废液、废渣等的处理方式,或者让学生亲自进行指标测试,通过对水质、雨水的pH、空气污染等指标的检测,让学生通过自己的亲身体验,认识到环境污染对社会的危害;

(2)教师可以给学生布置课题,以小组的形式让学生通过网络、查资料、调查问卷等方式对绿色化学进行调查,利用一节课的时间让学生展示自己的调查结果,让学生就自己的调查结果互相交流、互相评价;

(3)利用学校的宣传栏,宣传绿色化学知识,或者教师可以开展绿色化学的讲座,为学生讲解绿色化学在实际生活中的应用以及近年来利用绿色化学技术在降低环境污染中取得的成就,丰富学生的课外知识,进一步加强学生保护环境的意识.

四、小结