發(fā)布時(shí)間:2023-02-28 15:49:08
序言:寫作是分享個(gè)人見(jiàn)解和探索未知領(lǐng)域的橋梁,我們?yōu)槟x了8篇的綠色化學(xué)樣本,期待這些樣本能夠?yàn)槟峁┴S富的參考和啟發(fā),請(qǐng)盡情閱讀。
關(guān)鍵詞:綠色化學(xué) 環(huán)境保護(hù) 生物技術(shù)
隨著社會(huì)的發(fā)展,地球人口急劇的膨脹,地上地下資源的正在日漸枯竭,人均耕地、淡水等資源占有量逐漸減少;而作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一的化學(xué)工業(yè)及相關(guān)產(chǎn)業(yè),在為人類進(jìn)步創(chuàng)造質(zhì)文明作出重要“政績(jī)”的同時(shí),也會(huì)帶來(lái)負(fù)面的影響,在生產(chǎn)活動(dòng)中排放出大量有毒物質(zhì),為環(huán)境和人類的健康帶來(lái)一定的危害。恩格斯說(shuō):“生命的起源必然是通過(guò)化學(xué)的途徑實(shí)現(xiàn)的。”沒(méi)有化學(xué)的變化,就沒(méi)有地球上的生命,也就更不會(huì)有人類。我們知道化學(xué)的發(fā)展為人類解決了許多衣食住行等方面的問(wèn)題,滿足了社會(huì)的需要,深刻的影響著人類社會(huì)的發(fā)展,對(duì)人類社會(huì)的貢獻(xiàn)可以說(shuō)是“不可小覷”。 1909年哈伯發(fā)明的合成氨技術(shù)使世界糧食翻倍,如果沒(méi)有這個(gè)化學(xué)技術(shù)的誕生,世界上將有一部分人死于譏餓,我們今天的生活也許沒(méi)有這么美好。為此我們要辯證的對(duì)待化學(xué)這一問(wèn)題。
進(jìn)入21世紀(jì),為了更好的運(yùn)用好化學(xué)這門技術(shù),“綠色”已成為化工技術(shù)與化學(xué)研究的熱點(diǎn)和重要科技前沿。我們知道傳統(tǒng)的化學(xué)可以合成人類需要的新物質(zhì),浪費(fèi)能源的情況下,伴隨產(chǎn)生大量排放物,造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。如今研究的“綠色化學(xué)”則是在獲得物質(zhì)的同時(shí)充分利用能源,實(shí)現(xiàn)污染的“零排放”,也就是說(shuō)“綠色化學(xué)”既可以充分利用資源,又不產(chǎn)生污染,從而可使經(jīng)濟(jì)效益大幅度提高。
一、“綠色化學(xué)”需要使用的新物料
(一)研制新型可循環(huán)材料
化學(xué)合成技術(shù)的成熟和工業(yè)化的發(fā)展為人類提供了許多新物料,它們?cè)诓粩喔纳迫祟愇镔|(zhì)生活的同時(shí),也帶來(lái)大量生活廢物,使人類的生活環(huán)境迅速惡化。像塑料的發(fā)明為人類平添了生活色彩,但由于大量使用塑料包裝,并且在農(nóng)村還廣泛地使用塑料大棚和地膜(給農(nóng)民帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益不菲,并且現(xiàn)在依然使用),造成的“白色污染”也越來(lái)越嚴(yán)重。為了人類的可持續(xù)發(fā)展我們必須研制并采用對(duì)環(huán)境無(wú)毒無(wú)害又可循環(huán)使用的新物料,或者有把塑料可以自然分解或生物降解的新技術(shù)。經(jīng)過(guò)努力已有一些成功的方法,目前生物降解塑料項(xiàng)目成功打開(kāi)新空間。
(二)添加溶劑的選擇
我們知道經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)合成物質(zhì)時(shí),污染問(wèn)題不僅來(lái)源于原料和產(chǎn)品,而且也可能來(lái)自化學(xué)反應(yīng)中添加的溶劑,為此在以后的化學(xué)合成中盡量不再使用添加到溶劑進(jìn)行二次污染。一是在利用新技術(shù)在無(wú)溶劑化作用的新穎化學(xué)環(huán)境下進(jìn)行的反應(yīng),避免出現(xiàn)使用揮發(fā)性溶劑污染的一個(gè)研究動(dòng)向。二是開(kāi)發(fā)以水為溶劑的反應(yīng)。我們知道70%以上的有機(jī)化合物都很難溶解于水,并且有許多試劑在水中會(huì)分解變質(zhì),因此在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中盡量避免用水作反應(yīng)介質(zhì)。但是隨著科學(xué)的發(fā)展,水作為溶劑成為可能,并有其獨(dú)特的優(yōu)越性,因?yàn)樗菀渍?、價(jià)廉、無(wú)毒、不危害環(huán)境。此外水溶劑特有的疏水效用對(duì)一些重要有機(jī)轉(zhuǎn)化是十分有益的,有時(shí)可提高反應(yīng)速率和選擇性,更何況生命體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)大多是在水中進(jìn)行的。三是運(yùn)用超臨界流體(一種介于氣態(tài)與液態(tài)之間的流體)。它通常具有流體的密度,因而有常規(guī)常態(tài)溶劑的溶解度;在相同條件下,它又具有氣體的粘度,因而又具有很高的傳質(zhì)速度。而且,由于具有很大的可壓縮性,流體的密度,溶劑溶解度和粘度等性能可由壓力和溫度的變化來(lái)調(diào)節(jié)。其最大優(yōu)點(diǎn)是無(wú)毒、不可燃、價(jià)廉、溶解性強(qiáng) 、擴(kuò)散性能好、易于控制的特點(diǎn)。在臨界點(diǎn)附近,壓力和溫度的微小變化,都可以引起流體密度很大的變化,從而使溶解度發(fā)生較大的改變。目前,研究最多在超臨界水中進(jìn)行的一類反應(yīng)是以空氣為氧化劑,通入有機(jī)廢物進(jìn)行氧化反應(yīng),即超臨界水氧化法(supercritical water oxidation,SCWO)。其結(jié)果是有機(jī)廢物被完全氧化成二氧化碳、氮?dú)?、水及可以從水中分離的無(wú)機(jī)鹽等無(wú)毒的小分子化合物,達(dá)到凈水的目的。
(三)選擇新型的催化劑
在傳統(tǒng)的化學(xué)有機(jī)反應(yīng)中用到酸、堿液體催化劑,這些液體酸、堿催化劑的都會(huì)對(duì)設(shè)備有所腐蝕,對(duì)人身形成危害和并且在反應(yīng)中產(chǎn)生廢渣污染環(huán)境。近些年來(lái)為了保護(hù)環(huán)境和人類的可持續(xù)發(fā)展,科學(xué)家們已經(jīng)注意到這個(gè)問(wèn)題,并探索從分子篩、雜多酸、超強(qiáng)酸等新催化材料入手,大力開(kāi)發(fā)固體酸做為烷基催化劑研究。2011年3月由中科院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所盧燦忠研究員主持完成的新能源用納米催化材料研究通過(guò)院基礎(chǔ)局組織的專家驗(yàn)收。
二、“綠色化學(xué)”需要綠色反應(yīng)
為了節(jié)約資源和減少污染,在化學(xué)反應(yīng)中把所有的原材料按照“質(zhì)量轉(zhuǎn)換定律”百分之百的轉(zhuǎn)變?yōu)樾律a(chǎn)物,且不產(chǎn)生副產(chǎn)物或廢棄物,實(shí)現(xiàn)廢物的“零排放”,也就是不再污染環(huán)境。為此化學(xué)化工工作者在設(shè)計(jì)合成實(shí)驗(yàn)時(shí),要盡量減少“中間環(huán)節(jié)”,實(shí)現(xiàn)“快”、“省”、“ 全”的綠色反應(yīng),更加經(jīng)濟(jì)合理地利用原原材物料,減少中間產(chǎn)物的形成,少用或不用保護(hù)基或離去基,避免副產(chǎn)物或廢棄物的產(chǎn)生。
三、“綠色化學(xué)”需要生物技術(shù)
我們知道生物技術(shù)是世界范圍內(nèi)新技術(shù)革命的重要組成部分,它將成為創(chuàng)造巨大社會(huì)財(cái)富的重要產(chǎn)業(yè)體系。這就足以說(shuō)明21世紀(jì)的生物化工也是潛力巨大的產(chǎn)業(yè)之一。目前在能源、采油、采礦、肥料、農(nóng)藥、蛋白質(zhì)、聚合物、表面活性劑、催化劑、基本有機(jī)化工原料、精細(xì)化學(xué)品的制造等方面已有成熟的生物技術(shù)。從實(shí)現(xiàn)“綠色化學(xué)”的角度出發(fā),生物技術(shù)最大的特點(diǎn)和魅力一是節(jié)約能源,二是易于實(shí)現(xiàn)無(wú)污染生產(chǎn),三是可以實(shí)現(xiàn)用一般化工技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的化工過(guò)程,其產(chǎn)品常常又具有特殊性能。因此,生物技術(shù)的研究和應(yīng)用倍受青睞。
總之,綠色化學(xué)是人類可持續(xù)發(fā)展的研究方向,是科技工作者的一項(xiàng)重要戰(zhàn)略任務(wù)。其最終目的是節(jié)約資源、防止污染。綠色化學(xué)的發(fā)展不僅將對(duì)環(huán)境保護(hù)和人類的發(fā)展產(chǎn)生重大影響,而且將為我國(guó)的企業(yè)與國(guó)際接軌創(chuàng)造條件。
參考文獻(xiàn)
本書由4部分組成,共23章:第一部分概念,含1-4章:1. 綠色分析化學(xué)的概念;2. 有關(guān)綠色分析化學(xué)的教育:3. 綠色分析實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn);4. 有關(guān)綠色分析化學(xué)的出版物。第二部分分析過(guò)程,含5-14章:5. 綠色取樣技術(shù):6. 樣品的直接分析;7. 綠色分析的樣品處理途徑;8. 用非色譜分離技術(shù)制備綠色樣品;9. 毛細(xì)管電泳;10. 綠譜學(xué);11. 綠色分析原子光譜分析;12. 固相分子光譜學(xué);13. 綠色分析化學(xué)的衍生技術(shù):分子吸收、熒光和液相色譜;14. 綠色電分析方法。第三部分戰(zhàn)略,含第15-19章:15. 分析化學(xué)中的能量降耗;16. 綠色分析化學(xué)和流動(dòng)注射法;17. 微型化;18. 微材料或納米材料的實(shí)驗(yàn)室芯片檢測(cè)系統(tǒng);19. 含有害有機(jī)化合物的實(shí)驗(yàn)室廢料的光催化處理。第四部分應(yīng)用的領(lǐng)域,含第20-23章:20. 綠色生物分析化學(xué);21. 生物診斷中的紅外光譜學(xué):一種綠色分析途徑;22. 環(huán)境分析;23. 綠色工業(yè)分析。本書目錄的后面有各章作者的簡(jiǎn)介。每章的結(jié)尾有參考書目,書的最后是主題索引。
本書第一編著M. 瓜迪亞博士是西班牙巴倫西亞大學(xué)化學(xué)系教授兼主任,在分析化學(xué)領(lǐng)域曾發(fā)表過(guò)大量論文和專著,榮獲很多獎(jiǎng)項(xiàng)。他曾應(yīng)邀在法國(guó)、德國(guó)、中國(guó)等很多國(guó)家講學(xué),并且是一些國(guó)際學(xué)術(shù)刊物的編委會(huì)成員。
本書系統(tǒng)地闡述了綠色分析化學(xué)的基本原理,并對(duì)樣品分析的各個(gè)基本環(huán)節(jié)提出了“綠化”處理的途徑。本書可作為化學(xué)系大學(xué)生、研究生的參考書;也是分析化學(xué)領(lǐng)域工作者有益的工具書。
[關(guān)鍵詞]“綠色生態(tài)”;化學(xué)情境;網(wǎng)絡(luò)資源;實(shí)驗(yàn)探究;角色轉(zhuǎn)變
[中圖分類號(hào)]G633.8
[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A
[文章編號(hào)]2095-3712(2015)18-0003-02[ZW(N]
[作者簡(jiǎn)介]黃麗芳,山東博興人,本科,山東省濱州市博興縣實(shí)驗(yàn)中學(xué)教師,高級(jí)教師。[ZW)]
課程改革是一項(xiàng)牽動(dòng)全局的綜合工程,它直接引起教師的教學(xué)方式、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式以及教育教學(xué)評(píng)價(jià)方式的變革。在新課程實(shí)踐中,我們應(yīng)該怎樣轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)教學(xué)理念,構(gòu)建“綠色生態(tài)”的化學(xué)課堂呢?我們必須認(rèn)真學(xué)習(xí)化學(xué)新課標(biāo)理念,運(yùn)用新的教學(xué)方式和方法,優(yōu)化課堂教學(xué),積極構(gòu)建“師生互動(dòng)”的創(chuàng)新教學(xué)模式,完成教師角色、學(xué)生地位、教學(xué)過(guò)程的轉(zhuǎn)變,將化學(xué)課程改革引向深入。筆者根據(jù)自己在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中的一些做法,談幾點(diǎn)粗淺的體會(huì)。
一、積極創(chuàng)設(shè)生活情境,開(kāi)展豐富多彩的活動(dòng),使學(xué)生樂(lè)學(xué)[SS]
現(xiàn)代教育家斯賓塞說(shuō):“教育要使人愉快,要讓一切教育帶有樂(lè)趣。”興趣帶來(lái)快樂(lè),快樂(lè)產(chǎn)生熱愛(ài)之情,有了興趣,就會(huì)產(chǎn)生學(xué)習(xí)的源動(dòng)力。為此,在傳授知識(shí)的過(guò)程中,教師要聯(lián)系生活實(shí)際,盡量找到能讓學(xué)生輕松接受知識(shí)的切入點(diǎn),采用豐富多彩的教學(xué)手段,讓學(xué)生感受到化學(xué)就在他們身邊。在教學(xué)中,我們還應(yīng)充分認(rèn)識(shí)并呵護(hù)學(xué)生與生俱來(lái)的好奇心和求知欲,通過(guò)講述生活故事或者提出生活問(wèn)題,不斷激發(fā)學(xué)生的興趣,讓學(xué)生好學(xué)并樂(lè)學(xué)。如在進(jìn)行《金屬的化學(xué)性質(zhì)》一課的教學(xué)時(shí),筆者講了這樣一個(gè)故事:葛洪是我國(guó)晉代著名的煉丹家,曾在葛山等地修道煉丹多年。一次,葛洪之妻鮑姑用鐵勺盛曾青(硫酸銅溶液),幾天后,葛洪拿起鐵勺便用,奇妙的現(xiàn)象出現(xiàn)了,鐵勺變成了“銅勺”,金光閃閃。葛洪的徒弟高興得跳了起來(lái):“點(diǎn)石成金了!”葛洪把銅勺放在火上烤,銅勺逐漸變黑。這些現(xiàn)象葛洪在《黃白篇》一書中做了記載。至此,全班學(xué)生的思維都活躍了起來(lái),興致勃勃地投入到了金屬與鹽溶液反應(yīng)的學(xué)習(xí)中。這樣的教學(xué)方式既能使學(xué)生順利掌握知識(shí),又能使學(xué)生體會(huì)到知識(shí)是源于生活、用于生活的。
在教學(xué)中,我們一定要善于調(diào)整教學(xué)過(guò)程,恰當(dāng)?shù)馗鼡Q“節(jié)目”,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性。如在教學(xué)《元素與人體健康》一課時(shí),筆者動(dòng)員學(xué)生把自己平時(shí)吃的一些零食包裝袋帶來(lái),并與其共同分析包裝袋上的說(shuō)明,從中了解食品中的主要元素,找出哪些成分對(duì)人體是有益的,然后組織討論:“培養(yǎng)良好的飲食習(xí)慣應(yīng)該注意哪些問(wèn)題?”“健康的身體需要什么?”……這項(xiàng)活動(dòng)無(wú)疑調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極性,他們?cè)跓峄鸪斓挠懻撝型瓿闪诉@節(jié)課的學(xué)習(xí)。
二、充分利用網(wǎng)絡(luò)資源,豐富教學(xué)手段,提高課堂教學(xué)效率[SS]
多媒體以圖文并茂、超越時(shí)空的優(yōu)勢(shì),被廣泛應(yīng)用在教學(xué)中,給人耳目一新的視聽(tīng)感受。如在教學(xué)《離子》一課時(shí),筆者首先創(chuàng)設(shè)情境,在大屏幕上展現(xiàn)幾幅圖片:晶瑩剔透的氯化鈉、氯化鎂晶體;奇異的蒼白色火焰……學(xué)生根據(jù)圖片提出自己想要知道的問(wèn)題。接著,在教師的引導(dǎo)下,學(xué)生確定本節(jié)課研究的主題:鈉原子和氯原子是如何變成氯化鈉的?筆者將事先做好的鈉原子和氯原子的結(jié)構(gòu)示意圖在大屏幕上展示出來(lái),學(xué)生上臺(tái)移動(dòng)鼠標(biāo)“轉(zhuǎn)移”電子,然后各抒己見(jiàn),得出正確的氯化鈉的形成過(guò)程。這樣,師生、生生之間的互動(dòng)過(guò)程在多媒體的支持下得以實(shí)現(xiàn)。
再者,現(xiàn)行教材介紹了大量的現(xiàn)代科技,特別是拓展視野欄目中的知識(shí)探究部分,對(duì)教師來(lái)說(shuō)是前所未有的挑戰(zhàn)。很多知識(shí)有待我們進(jìn)一步探討,此時(shí),網(wǎng)絡(luò)無(wú)疑成了我們有力的助手,教師要敢于面對(duì)自己知識(shí)上的盲區(qū),充分挖掘多方面的教學(xué)資源,尤其是網(wǎng)絡(luò)資源,使網(wǎng)絡(luò)成為師生共同成長(zhǎng)的廣闊平臺(tái)。
三、廣泛開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究,通過(guò)交流與合作培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)精神[SS]
魯教版初中化學(xué)教材特別重視對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)。教材中的多數(shù)實(shí)驗(yàn)都沒(méi)有直接給出結(jié)論,而是讓學(xué)生自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究,讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取相關(guān)信息,然后對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)、交流,得出結(jié)論。實(shí)驗(yàn)除了重視得出理性的結(jié)論外,更加關(guān)注學(xué)生的情感體驗(yàn),讓學(xué)生真正感受到成功的喜悅和失敗的痛楚,不斷反思、調(diào)整,為探索真理而堅(jiān)持不懈。
例如,學(xué)生在探究碳酸鈉溶液與氫氧化鈣溶液的反應(yīng)時(shí),為了更大程度地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的價(jià)值,實(shí)驗(yàn)前筆者故意把各組藥品的濃度配制得不一樣,結(jié)果學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出以下三種結(jié)論:
(1)溶液中存在的溶質(zhì)是氫氧化鈉和碳酸鈉。
(2)溶液中存在的溶質(zhì)是氫氧化鈉和氫氧化鈣。
(3)溶液中存在的溶質(zhì)是氫氧化鈉。
然后筆者引導(dǎo)學(xué)生思考:為什么會(huì)得出三種不同的結(jié)論?在實(shí)驗(yàn)中我們應(yīng)該注意什么問(wèn)題?學(xué)生馬上意識(shí)到實(shí)驗(yàn)結(jié)論的偶然性,應(yīng)該進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),反復(fù)驗(yàn)證結(jié)論的可靠性。最后,學(xué)生通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)、討論交流,得出結(jié)論:反應(yīng)物恰好完全反應(yīng)和其中一種反應(yīng)物有剩余,這兩種情況我們都應(yīng)考慮。至此,學(xué)生懂得了實(shí)驗(yàn)結(jié)論的偶然性,我們要通過(guò)反復(fù)的實(shí)驗(yàn),在不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題中找到實(shí)驗(yàn)結(jié)論的必然性。因此,教師在教學(xué)中要鼓勵(lì)學(xué)生科學(xué)地掌握實(shí)驗(yàn)探究的方法,不斷發(fā)現(xiàn)規(guī)律、總結(jié)經(jīng)驗(yàn),為今后的學(xué)習(xí)和發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
四、加強(qiáng)情感教育,注重知識(shí)、能力與情感、態(tài)度、價(jià)值觀教育的有機(jī)結(jié)合[SS]
新課程強(qiáng)調(diào)情感、態(tài)度、價(jià)值觀三個(gè)要素。情感不僅指學(xué)習(xí)興趣、學(xué)習(xí)熱情、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),更是指學(xué)生內(nèi)心的體驗(yàn)和心靈世界;態(tài)度不僅指學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)責(zé)任,更是指樂(lè)觀的生活態(tài)度、求實(shí)的探索精神、寬容的人生態(tài)度;價(jià)值觀不僅強(qiáng)調(diào)個(gè)人價(jià)值,更強(qiáng)調(diào)個(gè)人價(jià)值與社會(huì)價(jià)值的統(tǒng)一。因此,必須將情感、態(tài)度、價(jià)值觀有機(jī)地結(jié)合起來(lái)并滲透到課堂教學(xué)過(guò)程中,使其成為教學(xué)的血肉,成為教學(xué)過(guò)程的靈魂。
義務(wù)教育階段的化學(xué)教育不是精英教育,它應(yīng)面向全體學(xué)生,著眼于全體學(xué)生的發(fā)展,一切為了每個(gè)學(xué)生的發(fā)展是新課程的核心理念。不可否認(rèn),直至今天,我們部分教師仍然只盯著優(yōu)秀生的發(fā)展、關(guān)注學(xué)生的分?jǐn)?shù),根本不關(guān)心學(xué)生的情感體驗(yàn)和心理發(fā)展,尤其不能善待后進(jìn)生。要從根本上改變這種現(xiàn)狀,筆者認(rèn)為要從以下幾個(gè)方面入手:(1)教學(xué)設(shè)計(jì)的起點(diǎn)要適當(dāng),不能過(guò)高,尤其要注重學(xué)生的個(gè)體差異,照顧不同層次的學(xué)生,努力使每一個(gè)學(xué)生都能參與到活動(dòng)中來(lái);(2)采用激勵(lì)性的評(píng)價(jià)機(jī)制,對(duì)后進(jìn)生要以鼓勵(lì)為主,只有當(dāng)他們的自信心受到關(guān)注和鼓舞時(shí),他們才可能積極、主動(dòng)地參與到教學(xué)活動(dòng)中來(lái);(3)為學(xué)生體驗(yàn)成功創(chuàng)造機(jī)會(huì);(4)營(yíng)造融洽和諧的學(xué)習(xí)氛圍,真正關(guān)心每一個(gè)學(xué)生的進(jìn)步和成長(zhǎng)。
當(dāng)然,以上做法不是簡(jiǎn)單地貼標(biāo)簽,而是在教與學(xué)的過(guò)程中把握有利時(shí)機(jī),慢慢地滲透、形成。
總之,“綠色生態(tài)”化學(xué)課堂的構(gòu)建是一項(xiàng)長(zhǎng)期任務(wù),需要教師立足于教材、學(xué)生,不斷拓寬自己教育科研的思路和眼界,為素質(zhì)教育的落實(shí)助力。
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關(guān)鍵詞:綠色化學(xué) 涵義 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
一、前言
化學(xué)教學(xué)離不開(kāi)科學(xué)實(shí)驗(yàn),化學(xué)實(shí)驗(yàn)更是化學(xué)教學(xué)的組成部分。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用綠色實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛴行Э刂莆廴尽?/p>
二、綠色化學(xué)的涵義
1.綠色化學(xué)的定義
綠色化學(xué)或稱環(huán)境友好化學(xué),是利用化學(xué)的技術(shù)與方法來(lái)降低或消除化學(xué)產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造與應(yīng)用中有害物質(zhì)的使用與產(chǎn)生,使所設(shè)計(jì)的化學(xué)過(guò)程和產(chǎn)品更加環(huán)保友好,是一門從源頭上阻止污染的化學(xué)。
2.綠色化學(xué)的核心內(nèi)容
綠色化學(xué)主要從原料安全性、工藝過(guò)程節(jié)能性、反應(yīng)原子經(jīng)濟(jì)性和產(chǎn)物環(huán)境友好性等方面評(píng)價(jià)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的優(yōu)劣。原子利用率、環(huán)境因子和“5R”原則是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容。
(1)原子經(jīng)濟(jì)性。原子經(jīng)濟(jì)性是指充分利用反應(yīng)物中的各個(gè)原子,從而既能充分利用資源又能防止污染。原子利用率越高,反應(yīng)產(chǎn)生的廢棄物越少,環(huán)境因子也就小,對(duì)環(huán)境造成的污染也越少。環(huán)境因子則是衡量生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境的影響程度的參量,是指在一個(gè)化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中,所生成廢物質(zhì)量占目標(biāo)產(chǎn)物質(zhì)量的比值。
(2)“5R”原則。就是“減量”(Reduciton),即減少“三廢”排放;“循環(huán)使用”(Reuse);“回收”(Recy-cling),實(shí)現(xiàn)“省資源、少污染、減成本”的要求;“再生”(Regeneration),即變廢為寶;“拒用”(Rejection),指對(duì)一些無(wú)法替代又無(wú)法回收、再生和重復(fù)使用的,有毒副作用及污染作用明顯的原料,拒絕在化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用。
三、綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的策略和方法
綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案的構(gòu)思、設(shè)計(jì)是一種開(kāi)放的創(chuàng)造性思維活動(dòng),因此其策略和方法也沒(méi)有固定的模式可以遵循,下面僅僅結(jié)合綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新的類型進(jìn)行探討。
1.優(yōu)選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目策略
根據(jù)實(shí)驗(yàn)大綱的要求,充分考慮試劑和產(chǎn)物的毒性以及整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程產(chǎn)生的“三廢”對(duì)環(huán)境的污染,盡量排除或減少對(duì)環(huán)境污染大、毒性大、危害大、三廢處理困難的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目,如氰化物、砷化物的實(shí)驗(yàn),溴的制備,苯的硝化還原制備苯胺等,以毒性小的實(shí)驗(yàn)代替來(lái)完成基本操作訓(xùn)練。盡量選擇系列化實(shí)驗(yàn),用前一實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物作為后一實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)物,在合成實(shí)驗(yàn)“苯甲酸和苯甲醇的制備”中,學(xué)生合成的產(chǎn)品苯甲酸粗品,可以為基本操作實(shí)驗(yàn)“重結(jié)晶”之用,精制以后的苯甲酸純品又為基本操作實(shí)驗(yàn)“熔點(diǎn)的測(cè)定”之用,這不僅可以大大節(jié)省試劑和原料,而且可以通過(guò)熔點(diǎn)檢查學(xué)生做的產(chǎn)品是不是合格,一舉而多得。設(shè)計(jì)綠色化學(xué),盡量選擇與環(huán)境保護(hù)密切相關(guān)的實(shí)驗(yàn),如大氣中SO2含量的測(cè)定,廢干電池的綜合利用,由廢鐵屑制FeCl3,水中溶解氧的測(cè)定等,既鍛煉了學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的能力,又讓學(xué)生了解了污染物對(duì)環(huán)境的危害,培養(yǎng)了學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。
2.優(yōu)選反應(yīng)物質(zhì)的策略
化學(xué)反應(yīng)原理是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的核心要素?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)物的優(yōu)選、操作過(guò)程的優(yōu)化、實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)都與反應(yīng)原理密切相關(guān),因此研究反應(yīng)原理,依據(jù)反應(yīng)原理對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行綠色化改進(jìn)和創(chuàng)新,就是抓住了實(shí)驗(yàn)的本質(zhì)和成敗的關(guān)鍵,是化學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)和創(chuàng)新的重要策略。例如在乙酸乙酯制備實(shí)驗(yàn)中,目前常用的硫酸催化酯化法存在用酸量大、副反應(yīng)多、過(guò)程復(fù)雜、產(chǎn)品損失多、環(huán)境污染嚴(yán)重等不足。對(duì)此實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新可以從酯化反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)原理入手:
由反應(yīng)原理可知,酯化反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是在路易斯酸催化下,酸和醇反應(yīng)成酯,溫度過(guò)高或催化劑氧化性過(guò)強(qiáng)時(shí)易發(fā)生副反應(yīng)。作為優(yōu)良的酯化催化劑必須滿足在非水介質(zhì)中酸性要足夠強(qiáng),氧化性要弱,以減少副反應(yīng)。因此,對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)就可依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)原理,選用綠色催化劑,以取代濃硫酸??煞謩e利用H2SO4、FeCl3、PW12、PW12/SiO2催化合成乙酸乙酯。結(jié)果表明,用自制的新型催化劑PW12/SiO2代替硫酸催化酯化,不僅產(chǎn)率高,反應(yīng)溫度低,操作簡(jiǎn)單,無(wú)污染,而且催化劑能重復(fù)使用,適應(yīng)綠色化學(xué)發(fā)展趨勢(shì),取得了良好的實(shí)驗(yàn)效果。
3.實(shí)驗(yàn)裝置改進(jìn)策略
實(shí)驗(yàn)裝置是實(shí)驗(yàn)的載體,是影響實(shí)驗(yàn)的又一個(gè)重要因素。一套好的實(shí)驗(yàn)裝置,不僅能減少實(shí)驗(yàn)可能產(chǎn)生的污染又能給人以美的享受,因此對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化改進(jìn)與創(chuàng)新自然離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)一般有如下策略:
3.1簡(jiǎn)約化策略(微型實(shí)驗(yàn))。在不影響實(shí)驗(yàn)效果的前提下,盡量采用用藥少、裝置簡(jiǎn)單或微型的實(shí)驗(yàn)裝置。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有污染小、節(jié)約經(jīng)費(fèi)(其試劑用量為常規(guī)實(shí)驗(yàn)的1/10或1/100)、縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間(大約為常規(guī)實(shí)驗(yàn)的40%)的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)降低了水、電資源的消耗。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)設(shè)對(duì)毒性大、藥品貴、耗量大、污染嚴(yán)重、操作復(fù)雜的化學(xué)實(shí)驗(yàn)尤為必要。微型實(shí)驗(yàn)除了可以用已經(jīng)研制成功的井穴板等微型儀器外,還可以把容量瓶、燒瓶、冷凝管等微型化。在微型化帶來(lái)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯時(shí),可以借助現(xiàn)代化教學(xué)手段把結(jié)果放大。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)還要努力減少實(shí)驗(yàn)對(duì)玻璃儀器的依賴性,例如,對(duì)有些顏色變化明顯的定性實(shí)驗(yàn)可以放在點(diǎn)滴板中進(jìn)行,如指示劑與酸堿作用實(shí)驗(yàn)和Fe3+的顯色實(shí)驗(yàn)等,而有些定性實(shí)驗(yàn)可以放在定性濾紙上完成,如檢驗(yàn)醛基、MnO4-離子存在等。
3.2設(shè)計(jì)封閉實(shí)驗(yàn)裝置策略。封閉的實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)包括氣體發(fā)生、收集裝置,氣體性質(zhì)實(shí)驗(yàn)裝置,尾氣的收集、處理裝置和導(dǎo)氣裝置等。對(duì)于氣體發(fā)生裝置可以從密閉和控制反應(yīng)兩方面著手。
四、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方式
1.微型處理
即在保證實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯的前提下,對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)與探索,實(shí)驗(yàn)藥品微量化或?qū)嶒?yàn)裝置微型化。例如:在研究氯化鋇和硫酸鈉反應(yīng)時(shí),應(yīng)在試管中加硫酸鈉,然后用膠頭滴管逐滴加入氯化鋇溶液(可溶性的鋇鹽是有毒的),邊加邊觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。這樣可以減少氯化鋇的使用量,防止過(guò)量的氯化鋇對(duì)環(huán)境造成的污染。
2.多媒體演示
有些實(shí)驗(yàn)成本昂貴、容易造成浪費(fèi);有的實(shí)驗(yàn)必須采用有毒、有害的試劑,實(shí)驗(yàn)時(shí)會(huì)排放出有毒氣體和有毒廢液,或容易引起爆炸,對(duì)于中學(xué)生來(lái)說(shuō),存在很大的安全隱患,不便于在普通學(xué)生實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行。為了讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、過(guò)程、現(xiàn)象和結(jié)果有直觀的感受,又能規(guī)避實(shí)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn),可以利用多媒體技術(shù)進(jìn)行模擬演示。事實(shí)上,在國(guó)內(nèi)外已有不少學(xué)校采用這種方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué),效果很好。
五、結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)具有很大的環(huán)保性,但是我國(guó)基礎(chǔ)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的道路還很漫長(zhǎng),需要我們持之以恒的探索,才能推動(dòng)我國(guó)綠色化學(xué)事業(yè)的快速發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
[關(guān)鍵詞]高中化學(xué) 綠色化學(xué) 教學(xué)策略
[中圖分類號(hào)] G633.8 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 16746058(2015)260086
隨著素質(zhì)教育理念的深入人心,高中化學(xué)教學(xué)的目標(biāo)不僅僅體現(xiàn)在學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)的機(jī)械學(xué)習(xí)上,還要求學(xué)生具備相應(yīng)的化學(xué)科學(xué)精神和綠色生態(tài)意識(shí),懂得所學(xué)化學(xué)知識(shí)在現(xiàn)實(shí)生活中的“學(xué)以致用”。因此,“綠色化學(xué)”理念在高中化學(xué)教學(xué)課堂上的引入,可以將綠色意識(shí)根植于學(xué)生的內(nèi)心深處,并用“綠色化學(xué)”的相關(guān)理論來(lái)指導(dǎo)學(xué)生的言行,這在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)文化素養(yǎng)的同時(shí),也有效提高了學(xué)生的德育素質(zhì)。
一、“綠色化學(xué)”的主要內(nèi)涵
“綠色化學(xué)”也被稱為“環(huán)境友好化學(xué)”“清潔化學(xué)”“環(huán)境無(wú)害化學(xué)”。其最大的特征就是自始至終都會(huì)采取污染預(yù)防措施和防治措施,以污染物的零排放為主要目標(biāo),對(duì)化學(xué)反應(yīng)材料的選擇也多是使用無(wú)毒無(wú)害的材料,從而使對(duì)環(huán)境、人類健康的威脅降至最低,最大限度地實(shí)現(xiàn)資源的節(jié)約和生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。因此,“綠色化學(xué)”是對(duì)傳統(tǒng)化學(xué)科學(xué)的創(chuàng)新與發(fā)展?!熬G色化學(xué)”理念在高中化學(xué)教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用,需要教師和學(xué)生從一個(gè)全新的視角審視化學(xué)科學(xué)的應(yīng)用價(jià)值,在激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的同時(shí),更好地培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí),實(shí)現(xiàn)化學(xué)科學(xué)教育與綠色教育的有機(jī)結(jié)合,促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)的協(xié)調(diào)發(fā)展。
二、“綠色化學(xué)”理念在非實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用
高中學(xué)生在進(jìn)行化學(xué)課程的學(xué)習(xí)時(shí),大部分容易受到高考功利思想的影響,所以對(duì)“綠色化學(xué)”的關(guān)注度不是很高,并沒(méi)有形成一個(gè)科學(xué)、穩(wěn)定的學(xué)習(xí)指導(dǎo)思想。對(duì)此,高中化學(xué)教師在化學(xué)教學(xué)的實(shí)踐中,要有意識(shí)地引入“綠色化學(xué)”教育理念,將其貫徹和落實(shí)到化學(xué)課堂教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié),在平時(shí)多針對(duì)學(xué)生開(kāi)展“綠色化學(xué)”理念的講解與滲透,讓學(xué)生轉(zhuǎn)變對(duì)化學(xué)學(xué)科的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí),更加重視對(duì)化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)以及環(huán)保責(zé)任意識(shí)的養(yǎng)成。例如,在《化學(xué)與自然資源的開(kāi)發(fā)利用》一課的教學(xué)中,根據(jù)“綠色化學(xué)”的教學(xué)需要,教師可以對(duì)教材內(nèi)容進(jìn)行有效延伸,不僅要講一些煤、石油、天然氣等傳統(tǒng)化學(xué)能源的開(kāi)發(fā)利用問(wèn)題,還要更多地涉及地?zé)?、乙醇、核能等清潔能源的開(kāi)發(fā)利用問(wèn)題,這樣可以幫助學(xué)生更好地了解化學(xué)學(xué)科與自然資源開(kāi)發(fā)利用之間的關(guān)系,加快學(xué)生綠色意識(shí)的樹(shù)立,增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)和資源節(jié)約的主動(dòng)性。
三、“綠色化學(xué)”理念在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用
高中化學(xué)課程不僅含有豐富的化學(xué)知識(shí),而且與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系比較緊密,很多化學(xué)問(wèn)題的解決和化學(xué)現(xiàn)象的解釋對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的依賴性比較大。而化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程,也是實(shí)施“綠色化學(xué)”教學(xué)的有效途徑。“綠色化學(xué)”理念在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用,將會(huì)使化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)流程更加科學(xué),減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中廢水、廢氣、廢渣等污染物的排放,有助于學(xué)生實(shí)踐能力和綠色環(huán)保意識(shí)的有效培養(yǎng)。
首先,高中化學(xué)教師要多設(shè)計(jì)一些微格實(shí)驗(yàn),即在滿足實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)的前提下,對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和方法進(jìn)行簡(jiǎn)化,盡量選擇使用小型的化學(xué)儀器,減少化學(xué)試劑的使用量和廢棄物的排放量,進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)生的資源節(jié)約意識(shí)。例如,在進(jìn)行“氯氣的性質(zhì)”實(shí)驗(yàn)時(shí),可以本著資源節(jié)約、操作方便、低污染的微格的原則,利用少量的漂白液和稀硫酸在小號(hào)的培養(yǎng)皿中制取氯氣,氯氣直接被器皿中的溶液所吸收,避免了有害氣體的直接排放,可謂一舉多得。
其次,高中化學(xué)教師要進(jìn)一步規(guī)范化學(xué)實(shí)驗(yàn)流程,這是因?yàn)楹芏鄬W(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,常常因?yàn)榘踩庾R(shí)不強(qiáng)、綠色化學(xué)意識(shí)缺失或不遵守實(shí)驗(yàn)流程而產(chǎn)生資源浪費(fèi)、“三廢”處理不及時(shí)等方面的問(wèn)題,嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生實(shí)驗(yàn)事故。因此,在高中化學(xué)實(shí)踐教學(xué)中,化學(xué)教師要引導(dǎo)學(xué)生盡可能采用無(wú)毒無(wú)害的實(shí)驗(yàn)材料,并且要及時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)“三廢”進(jìn)行分解、中和、回收、深埋等無(wú)害化處理。
關(guān)鍵詞:化學(xué)教學(xué);綠色化學(xué);減少污染
中圖分類號(hào):G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1672-1578(2012)03-0213-01
預(yù)防化學(xué)污染的新理念和新實(shí)踐正日益被人們認(rèn)識(shí)、接受和重視。要預(yù)防化學(xué)污染,最關(guān)鍵的問(wèn)題應(yīng)該是從小培養(yǎng)具有環(huán)境保護(hù)意識(shí)的人。學(xué)生最早系統(tǒng)地學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)是在中學(xué)階段,這就需要將綠色化學(xué)思想貫穿于中學(xué)化學(xué)教育的全過(guò)程中,尤其在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中貫穿綠色化學(xué)思想。
1.正確把握綠色化學(xué)的概念
綠色化學(xué)又叫環(huán)境無(wú)害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué)。顧名思義,綠色化學(xué)就是應(yīng)用化學(xué)的技術(shù)和工藝去減少或消滅那些對(duì)人類健康、社區(qū)安全和生態(tài)環(huán)境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物等的使用和產(chǎn)生。綠色化學(xué)的理想和目標(biāo)在于不再使用有毒、有害的物質(zhì),不再產(chǎn)生廢物。"綠色"是環(huán)境意識(shí)的革命,"綠色化學(xué)"則是化學(xué)學(xué)科的又一次飛躍。綠色化學(xué)的應(yīng)用覆蓋范圍很廣,有食品、化工、農(nóng)業(yè)等。綠色食品特指無(wú)污染的、安全、優(yōu)質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)類食品。而綠色農(nóng)業(yè)則是以促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品安全、生態(tài)安全、資源安全和提高農(nóng)業(yè)綜合經(jīng)濟(jì)效益的協(xié)調(diào)統(tǒng)一為目標(biāo)。
化學(xué)教育工作者要樹(shù)立可持續(xù)發(fā)展的觀念。綠色化學(xué)有利于保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境、實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。化學(xué)教育必須體現(xiàn)綠色化學(xué)的新內(nèi)容,要在課程教材中體現(xiàn)綠色化學(xué)的理念,教師在課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)等方面,要始終貫穿綠色化學(xué)的思想;要讓學(xué)生了解綠色化學(xué),樹(shù)立起綠色意識(shí),培養(yǎng)學(xué)生從事綠色化學(xué)研究與開(kāi)發(fā)的能力。化學(xué)教育工作者只有樹(shù)立起這種可持續(xù)發(fā)展、綠色化學(xué)教育的觀念,才能在教學(xué)、生活中自覺(jué)的實(shí)施綠色教育。
2.降低藥品濃度,提高實(shí)驗(yàn)效果,減少環(huán)境污染
在現(xiàn)行化學(xué)教材中,有些實(shí)驗(yàn)指明了藥品濃度,有些實(shí)驗(yàn)沒(méi)有指明藥品濃度。筆者對(duì)許多涉及藥品濃度的實(shí)驗(yàn)加以探索和改進(jìn),既節(jié)約了藥品,保證了實(shí)驗(yàn)效果,又減少了環(huán)境污染。(1)指示劑濃度的減少,指示劑酚酞、石蕊等原濃度為0.5%~1.0%,經(jīng)改進(jìn)可減少到0.1%~0.25%,也可以相應(yīng)減少酒精的用量。(2)對(duì)苯酚性質(zhì),苯酚溶液濃度由2%降至0.5%~1.0%,溴水濃度也可降低為橙紅(稍濃)。這些改動(dòng)實(shí)驗(yàn)藥品的濃度都增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)效果。降低實(shí)驗(yàn)藥品濃度的例子還很多,作為化學(xué)實(shí)驗(yàn)工作者,應(yīng)具有綠色化學(xué)的思想,并指導(dǎo)日常工作,盡可能地降低實(shí)驗(yàn)藥品濃度,減少藥品的損耗,預(yù)防環(huán)境污染。
3.將常規(guī)實(shí)驗(yàn)改成微型實(shí)驗(yàn)
鹵素是高中學(xué)習(xí)的一個(gè)重點(diǎn),是學(xué)生第一次系統(tǒng)學(xué)習(xí)的非金屬元素。但是學(xué)習(xí)鹵素的代表元素氯形成的單質(zhì)--氯氣,是有毒的氣體,在研究氯氣的性質(zhì)時(shí),往往將氯水代替氯氣來(lái)做演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn),以避免氯氣的散逸。在實(shí)驗(yàn)中,空氣中也彌漫著刺激性氣味。我們可以實(shí)驗(yàn)微型化。取一個(gè)CD盒,在盒蓋的中心用粗銅絲燙出一個(gè)51Tim的圓洞,在CD盒底部中心放入一粒米粒大小的氯酸鉀固體,在其四周放入KI和淀粉溶液、NaBr溶液、濕潤(rùn)的紅色布條、濕潤(rùn)的pH試紙、FeSO4和KSCN混合溶液、滴有酚酞的NaOH溶液,將盒蓋蓋好后,在蓋中心的小洞中滴加1~2滴濃鹽酸,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。該實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單,實(shí)驗(yàn)藥品的用量很少,實(shí)驗(yàn)中又有尾氣的吸收設(shè)計(jì),整個(gè)實(shí)驗(yàn)室?guī)缀趼劜坏接写碳ば詺馕叮緦?shí)驗(yàn)體現(xiàn)了化學(xué)品使用原則中的減量原則:本實(shí)驗(yàn)可以作為學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn),也可以作為探究氯氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn),學(xué)生自己親自動(dòng)手,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象鮮明,比教師的演示效果要好上百倍
4.循環(huán)使用的溶劑和充分利用反應(yīng)產(chǎn)物
綠色化學(xué)是一門從源頭上阻止污染的化學(xué),所以,教師應(yīng)該應(yīng)用化學(xué)的處理方法,充分利用現(xiàn)有資源及反應(yīng)產(chǎn)物。這不僅從源頭上防止了污染,而且增加了經(jīng)濟(jì)效益。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,萃取實(shí)驗(yàn)用的有機(jī)溶劑有CCl4、煤油等,如果廢棄了,不僅污染了環(huán)境,而且會(huì)產(chǎn)生新的隱患。如果進(jìn)行回收、集中、化學(xué)處理,它們又可重新使用。對(duì)于萃取碘的CCl4、煤油可以用稍濃的NaOH溶液洗液、分液,又可重新得到CCl4、煤油,進(jìn)行萃取。在高一化學(xué)的實(shí)驗(yàn),鐵和硫反應(yīng)生成硫化亞鐵,收集演示實(shí)驗(yàn)生成的硫化亞鐵,進(jìn)行制取硫化氫的實(shí)驗(yàn)。對(duì)一些收集了又不用的有毒氣體,可對(duì)學(xué)生做怎樣吸收該氣體的實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)工作中,用綠色化學(xué)的思想來(lái)指導(dǎo),更能有效地防止污染。
5.挖掘綠色實(shí)驗(yàn)素材
利用課本的綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)素材,使用學(xué)生樂(lè)于接受的形式和方法,通過(guò)滲透培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)意識(shí),是化學(xué)教師一項(xiàng)義不容辭的責(zé)任。教材中有許多實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都體現(xiàn)了綠色化學(xué)思想。如:對(duì)固體、液體試劑的取用給出限量要求;強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)中常見(jiàn)的事故避免、應(yīng)急處理措施;介紹了特殊試劑的保存和使用原則及方法;對(duì)會(huì)造成污染的廢棄物集中處理再利用或轉(zhuǎn)化為非污染物;引入了減量、減廢的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn);增加家庭小實(shí)驗(yàn),力求使實(shí)驗(yàn)生活化。有毒氣體的制取及性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中采用防止和減少環(huán)境污染的裝置(如:實(shí)驗(yàn)室制氯氣,采用全封閉式的收集裝置及用NaOH溶液吸收尾氣,防止污染空氣;實(shí)驗(yàn)室制氨氣,在試管口放一團(tuán)用水或稀鹽酸濕潤(rùn)的棉花球吸收多余的氨氣;銅與硝酸反應(yīng),用透明塑料袋將試管口罩上并系緊,減少氮的氧化物對(duì)室內(nèi)的污染)。
6.宣傳和使用環(huán)境友好產(chǎn)品
一、綠色化學(xué)概念分析
所謂綠色化學(xué),就是指對(duì)于環(huán)境沒(méi)有破壞性的化學(xué),與我國(guó)環(huán)境友好型社會(huì)目標(biāo)相一致的化學(xué),也可以說(shuō)是清潔化學(xué)。綠色化學(xué)的原則是在化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程中,要堅(jiān)持原子的經(jīng)濟(jì)性。換言之,綠色化學(xué)就是指在為了獲得新興物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)當(dāng)中,要對(duì)參與到化學(xué)反應(yīng)當(dāng)中的每一個(gè)原料的原子進(jìn)行充分有價(jià)值的利用,在化學(xué)反應(yīng)開(kāi)始時(shí),從根本上杜絕化學(xué)污染的產(chǎn)生。最終目的是實(shí)現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的零污染與零排放目標(biāo)?;瘜W(xué)反應(yīng)當(dāng)中所用到的催化劑與助劑等,都要達(dá)到無(wú)毒無(wú)害的環(huán)保要求。綠色化學(xué)的目的就是杜絕化學(xué)反應(yīng)為環(huán)境帶來(lái)的污染,將化學(xué)污染問(wèn)題發(fā)現(xiàn)與解決在化學(xué)反應(yīng)發(fā)生之前。綜合來(lái)講,綠色化學(xué)就是從源頭上杜絕污染現(xiàn)象產(chǎn)生的化學(xué)方法與理念。
二、在高職化學(xué)教學(xué)中融入綠色化學(xué)的重要性分析
在傳統(tǒng)的化學(xué)教學(xué)中,許多教育者只注重化學(xué)活動(dòng)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中的經(jīng)濟(jì)效益,而忽視了環(huán)境污染問(wèn)題,使得我國(guó)的化學(xué)教育一直背離我國(guó)資源友好型社會(huì)建立的理論,造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染后果。而綠色化學(xué)則不同,作為我國(guó)化學(xué)專家與化學(xué)教育者關(guān)注的課題,將綠色化學(xué)融入日常的教育行為當(dāng)中,不僅可以幫助學(xué)生樹(shù)立起正確的化學(xué)理念,還助力于我國(guó),甚至世界的環(huán)境保護(hù)工作,更是提高未來(lái)國(guó)家化學(xué)人才綜合素質(zhì)的重要手段。
三、在高職化學(xué)教學(xué)中融入綠色化學(xué)理念的對(duì)策分析
1.優(yōu)化高職化學(xué)教材。綠色化學(xué)是一個(gè)全新的研究課題,所以,傳統(tǒng)的教材已經(jīng)不能滿足高職化學(xué)教育的需要。而教育的質(zhì)量對(duì)于綠色化學(xué)教育的成效有著重要的影響。各高職院校應(yīng)當(dāng)以本校的教學(xué)能力與教學(xué)實(shí)際情況為依據(jù),進(jìn)行教材的重新選擇,使綠色化學(xué)教材得到優(yōu)化與升級(jí)?;瘜W(xué)教育者更應(yīng)當(dāng)定期對(duì)自己的綠色教學(xué)現(xiàn)狀進(jìn)行分析與總結(jié),對(duì)教材的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理的調(diào)整,使其更適合學(xué)生的能力水準(zhǔn)。在我國(guó)高職院?,F(xiàn)有的化學(xué)教材當(dāng)中,綠色化學(xué)理念的體現(xiàn)點(diǎn)十分少見(jiàn)。所以為了建構(gòu)學(xué)生正確的綠色化學(xué)知識(shí)體系,使學(xué)生的頭腦知識(shí)含量跟上時(shí)代的步伐,各高職院校應(yīng)當(dāng)加大資金投入,對(duì)教材進(jìn)行創(chuàng)新與改革。只有這樣,才能方便教師將綠色化學(xué)的理念綜合性地融入日常教學(xué)與化學(xué)應(yīng)用當(dāng)中去。
2.提高教育者素質(zhì)。在高職院校的化學(xué)教學(xué)當(dāng)中,教育者的個(gè)人素質(zhì)與價(jià)值觀對(duì)于學(xué)生價(jià)值觀的形成有著直接的影響。因此,學(xué)校要注重教育者個(gè)人素質(zhì)的提高,培養(yǎng)教育者的綠色化學(xué)理念與可持續(xù)發(fā)展觀,使其能夠?qū)⒕G色化學(xué)理念靈活地運(yùn)用到日常教學(xué)活動(dòng)當(dāng)中去。只有這樣,學(xué)生才能在日常的化學(xué)學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中認(rèn)識(shí)到環(huán)境對(duì)于人類生存與發(fā)展的重要性,認(rèn)識(shí)到化學(xué)對(duì)于人類生存環(huán)境的直接影響。另外,教師應(yīng)改變實(shí)驗(yàn)方式,放棄粗放型的化學(xué)實(shí)驗(yàn),進(jìn)行綠色化學(xué)集約型實(shí)驗(yàn)??偠灾處熓菍W(xué)生的引路人,只有教師的素質(zhì)提高了,學(xué)生綠色化學(xué)理念的建立才能有希望。
3.規(guī)范教師實(shí)驗(yàn)行為?;瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)中的重要內(nèi)容。化學(xué)實(shí)驗(yàn)演示的操作者是化學(xué)教育者,因此,其在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)演示時(shí)的行為規(guī)范對(duì)于學(xué)生未來(lái)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)規(guī)范度有著很大的影響。教師在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)演示之時(shí),要嚴(yán)格要求自己實(shí)驗(yàn)的每一個(gè)細(xì)節(jié),將綠色化學(xué)理念融入其中。只有教師的實(shí)驗(yàn)行為規(guī)范了,才能使學(xué)生在潛移默化中受到正確的指引。
4.加強(qiáng)高職課外實(shí)踐活動(dòng)的“綠色性”。課外活動(dòng)的實(shí)踐性對(duì)于高職院校的化學(xué)專業(yè)學(xué)生實(shí)踐能力的提高有著重要影響,因此,高職院校的化學(xué)教育者應(yīng)該充分利用好課外實(shí)踐活動(dòng)的機(jī)會(huì),將綠色化學(xué)理念融入實(shí)踐活動(dòng)中,以此來(lái)提高學(xué)生在化學(xué)實(shí)踐中的環(huán)保意識(shí)。比如說(shuō),引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行廢舊電池的回收,鼓勵(lì)學(xué)生杜絕一次性用具。還可以在假期組織學(xué)生到化工廠進(jìn)行參觀,了解未來(lái)的工作環(huán)境,重視綠色化學(xué)理念在未來(lái)化學(xué)道路上的作用。
一、綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)和綠色化學(xué)觀
綠色化學(xué)是實(shí)現(xiàn)人與自然和諧相處的化學(xué)觀念,能夠?qū)崿F(xiàn)清潔化學(xué),其在剛開(kāi)始使用時(shí)就是本著防止污染的要求的.綠色化學(xué)在應(yīng)用的時(shí)候能夠?qū)υ舆M(jìn)行充分地運(yùn)用,能夠?qū)崿F(xiàn)資源的合理利用,既能夠?qū)崿F(xiàn)環(huán)境友好,又能夠節(jié)約材料使用的費(fèi)用.在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,在進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)時(shí),應(yīng)該盡量減少材料的使用.
(一)綠色化學(xué)的發(fā)展觀
綠色化學(xué)主要指的是人與自然的協(xié)調(diào)發(fā)展,而且又不會(huì)阻礙經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,為子孫后代留下良好的生存環(huán)境,在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的過(guò)程中要注意環(huán)境保護(hù),而且要減少資源的使用.其實(shí)現(xiàn)自然、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的均衡發(fā)展,實(shí)現(xiàn)三者的穩(wěn)定性.綠色化學(xué)教育,要求在科學(xué)技術(shù)的指導(dǎo)下,能夠促進(jìn)人的全面發(fā)展,從而能夠使人們對(duì)科學(xué)有著正確的認(rèn)識(shí).
(二)綠色化學(xué)的價(jià)值觀
環(huán)境的價(jià)值觀指的是人們對(duì)環(huán)境的正確理解,應(yīng)該改變傳統(tǒng)的自我意識(shí),強(qiáng)調(diào)人與自然共生,實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧,在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,要分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生的危害,而且要認(rèn)識(shí)到綠色化學(xué)不僅僅要在化工行業(yè)實(shí)現(xiàn),而且要在整個(gè)化學(xué)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn).
(三)綠色化學(xué)的道德觀
現(xiàn)在,工業(yè)文明在迅速地發(fā)展,所以,應(yīng)該樹(shù)立環(huán)境道德觀,實(shí)現(xiàn)環(huán)境與人的和諧共生,環(huán)境的價(jià)值在于主觀和客觀的有機(jī)結(jié)合,所以,要實(shí)現(xiàn)人與環(huán)境的統(tǒng)一.
(四)綠色化學(xué)教育觀
綠色化學(xué)的目的在于將環(huán)境污染控制在最低的限度,從而能夠?yàn)槿藗兊纳婧桶l(fā)展提供良好的環(huán)境,確保自然環(huán)境的優(yōu)美,而且要完善化學(xué)學(xué)科的發(fā)展.綠色化學(xué)這一概念在高中化學(xué)教育中落實(shí),已經(jīng)成為了高中化學(xué)教育的重要構(gòu)成,是綠色化學(xué)理念作為一種基礎(chǔ)教育,深入學(xué)生的內(nèi)心.
二、在實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行綠色化學(xué)觀教育
(一)要大力完善化學(xué)微型實(shí)驗(yàn)的操作
微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)并不是將通常的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行壓縮,而是創(chuàng)造微型化的條件,使實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛟谖⑿突瘲l件下進(jìn)行,從而能夠節(jié)省試劑的使用.微型實(shí)驗(yàn)主要表現(xiàn)在使用裝備的小型化,以及盡量少的使用試劑,這樣能夠使實(shí)驗(yàn)更加便捷,而且還可以節(jié)約試劑,減少實(shí)驗(yàn)用過(guò)的試劑對(duì)環(huán)境造成的污染,是綠色實(shí)驗(yàn)的代表.在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,也可以采取變廢為寶的方式,將身邊一些廢棄的材料制作成實(shí)驗(yàn)用品,可以運(yùn)用一次性針筒當(dāng)作試管使用.在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,對(duì)實(shí)驗(yàn)的儀器進(jìn)行小型化處理,對(duì)那些實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常使用的試劑要制定限量,在試驗(yàn)中不能超過(guò)限量.在實(shí)驗(yàn)儀器的小型化過(guò)程中,要將燒杯、容量瓶等微型化.在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析時(shí),可以借助多媒體技術(shù)將微型化實(shí)驗(yàn)放大,達(dá)到良好的觀看效果.
(二)規(guī)范、科學(xué)地進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的操作
在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),應(yīng)該規(guī)范實(shí)驗(yàn)操作的流程,在對(duì)藥品進(jìn)行稱量時(shí),應(yīng)該稱量規(guī)定的計(jì)量,實(shí)驗(yàn)過(guò)后,應(yīng)該將那些廢棄的試劑放入回收站中,這樣不僅僅能夠?qū)σ恍┰噭┻M(jìn)行處理,也可以防止試劑間相互反應(yīng)發(fā)生的安全問(wèn)題.在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),在聞氣體的時(shí)候,不能用力,而且,要檢查實(shí)驗(yàn)的密閉性,防止實(shí)驗(yàn)中發(fā)生泄露的問(wèn)題.
(三)找尋實(shí)驗(yàn)替代的儀器和藥品
在實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,可以通過(guò)改變實(shí)驗(yàn)的方式,盡量選擇一些不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染的試劑,對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟可以進(jìn)行重新的設(shè)計(jì).當(dāng)遇到一些存在危險(xiǎn)系數(shù)的實(shí)驗(yàn)時(shí),盡量不去做實(shí)驗(yàn).在運(yùn)用一些有毒的試劑時(shí),老師要格外強(qiáng)調(diào),在各類元素發(fā)生反應(yīng)時(shí),要防止在反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生有毒的氣體,從而對(duì)學(xué)生造成損傷.
(四)正確處理實(shí)驗(yàn)廢棄品和剩余的藥品
在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的過(guò)程中,應(yīng)該強(qiáng)化對(duì)實(shí)驗(yàn)室的管理,老師應(yīng)該將試驗(yàn)中應(yīng)用的廢棄品統(tǒng)一回收,可以采取分解和燃燒的方式對(duì)這些廢棄品進(jìn)行處理.有些實(shí)驗(yàn)的材料是可以回收利用的,老師要回收起來(lái),以便下一次實(shí)驗(yàn)可以重新利用.在實(shí)驗(yàn)室內(nèi),可以設(shè)計(jì)尾氣的吸收裝置,這樣就能夠?qū)⒋罅康臍怏w吸收,從而能夠防止污染.
三、結(jié)束語(yǔ)