綠色化學發展范文
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篇1
綠色化學是20世紀90年代國際化學領域興起的領域性革命,其主要強調節約自然、防止污染。受經濟發展程度的影響,近代中國一直強調以工業帶動第一、第三產業的發展,長期的工業化發展大大降低了國家的各種能源的儲備量,且對環境造成了極為嚴重的影響。自綠色化學革命以來,我國也逐漸將其引入到國家相關的化學化工業發展的指導思想體系中來,且相關院校也將綠色化學教育作為化工等專業教學的重點方向,以為我國化化學工業的綠色生態化發展培養出更多優秀人才。
一、綠色化學的基本原理
綠色化學即指通過各種作用實現化學物質反應后的污染“零排放”,其要求發展中遵循防止廢棄物的產生、從污染源入手制止污染;遵循以最大的限度將參加反應的原子出成為最終的產物的原子經濟性;確保設計、合成、催化等各道工序的無毒無害化反應;研究可降解的化學品,減少不必要的資源浪費等。綠色化學的原理為實現節能、減排、綠色、無污染的可持續發展提供了一條科學的發展路徑。
二、發展綠色化學化工業的重要意義
(一)綠色化學化工業的發展可以降低環境污染,營造更健康的生活環境
傳統化學工業發展中會造成嚴重的水、固體廢棄物、噪音等污染,嚴重影響人們的身心健康。綠色化學化工業強調的是從污染源進行根本的制止,以最先進的技術加大各種能源作用時的利用率,減少各種能源的未充分反應而造成的污染;加大廢水、廢棄物的加工處理工序,禁止污染物的排放。以化學工業發展中對二氧化硫和二氧化碳的利用程度,二氧化硫漂浮到空氣中會酸化空氣,容易引起酸雨等危及人、動植物健康的現象,而二氧化碳是引起全球氣候變暖的罪魁禍首,化學工業中引入兩種氣體時要強化對其的封閉性控制,確保其在反應的過程中不會泄露。有毒有害物質的精細化處理、防止各種污染為人們的正常生活創造了更為舒適的居住環境,有利于人們的身心健康。
(二)綠色化學化工業強調資源的充分利用,極大的降低了生產成本
綠色化學化工業在工具的選擇上強調其循環利用功能,這樣各種資源的利用率就達到了90%DD100%,降低了廢棄物排放對環境的影響外,節約了生產生本的投入,為化學工業的發展省卻了一筆不小的生產成本。省卻的生產成本可以進行更為科學嚴謹的化學工程試驗,從而又推進了綠色化學化工業的進一步發展。
(三)綠色化學化工業在一定程度上可以避免不必要的自然災害
諸如滑坡、泥石流、地震等地質災害的發生主要原因雖是自然因素,但經濟社會發展中對各種資源的不合理的開采、各種對自然環境有影響的工程施工在一定程度上講都是災難發生的誘因。綠色化學化工業的發展大大降低了對各種自然能源的開采和利用,社會發展對自然環境的依賴程度降低,將引發地質災害的人為誘因降到最低值。
三、綠色化學化工業的發展前景
(一)綠色化學取代不可再生能源的消耗
當前有機化學品的主要成分來自于不可再生的能源,如煤和石油,降低了能源的儲備量之外還對環境造成嚴重的污染。綠色化學化工業正在極力研制從可再生的地質能源和生物能源中汲取有效的成分以取代對不可再生能源的消耗。綠色的能源將成為未來社會發展的主要能源來源,有利于發展的可持續性。
(二)綠色化學革新制藥領域
目前化學制藥是我國重要的醫藥用品的來源,但化學制藥工業發展中存在化學藥品的品種多且更新快、制藥過程的化學品反應步驟多、對制藥的各種原材料的需求量大等狀況,廢水、廢氣、固體廢棄物的排放量巨大,環境污染嚴重。且各種藥品都是用化學品配置而成,含有不同程度的有毒成分,印證了“是藥三分毒”的說法,人們長期的服用化學藥品,對其身體各器官均會造成不同程度的損傷。綠色化學制藥中雖仍采用各種化學物質,但由于提煉技術的更新,大大加大對有毒有害物質的提取程度,既降低了藥品對人體的傷害,也強化了制造工藝的原子經濟性。
(三)高效可降解材料作用于社會發展的各個領域
塑料袋、塑料管等塑料制品是一種難以降解、難以腐蝕的物質,其對自然環境的影響非常嚴重,綠色化學的普及后可以強化對生物、光等降解高分子的利用,加強對高效降解材料的研發。高效降解材料可以利用于塑料袋等生活用品的普及中,也可以利用到生物醫學材料等領域,為人類造福。
(四)綠色化學化工業推進二次利用工程建設
生活中不可避免的會產生各種生活垃圾,生活垃圾的不合理處理便會對人們生活造成一定的影響,因而隨著綠色化學化工業的發展各種科學處理并循環利用垃圾的方法逐漸全面化,無論是生活垃圾和建筑垃圾,均可以通過有效的途徑進行處理。這樣經過處理的垃圾被正常投入到利用中后便成為一種資源,這種資源與其他不可再生能源不同,后者只會越來越少,而其會隨著生活的發展而不斷的增長。綠色化學化工業對垃圾的處理和利用便推動了廢棄物的二次利用,為社會節省發展成本的基礎上降低了各種生活垃圾對人們的生活和自然環境的影響。
隨著經濟的發展和社會各方面的發展,原有發展模式的弊端愈加明顯,制約著社會可持續發展的步伐。而綠色化學化工業對緩解資源緊缺、改變日益惡化的環境問題有積極的影響,且其可以極大的提升人們的生活質量,對保障人民和國家發展安全做出巨大的貢獻。本文根據綠色化學的基本原理,分析并總結了發展綠色化學化工業的重要意義及其發展前景,呼吁政府、企業和個人加大對綠色化學化工業的關注和研究力度,以推進社會的可持續發展建設。
參考文獻:
[1]劉珊珊.實行綠色化學工業 促進社會可持續發展[J].商情,2013,(25).
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關鍵詞:綠色化工化學;發展;生態文明建設
中圖分類號:TQ0-4 文獻標識碼:A 文章編號:1671-2064(2017)10-0026-01
生態文明建設是中國特色社會主義事業“五位一體”總體布局的重要組成部分。建設美麗中國,實現中華民族永續發展,必須樹立尊重自然、順應自然、保護自然的生態文明理念,把生態文明建設融入生產生活的各方面和全過程。化工化學是科學研究和國民經濟的重要組成部分,以可持續發展為主旨,加快發展綠色化工化學,形成節約資源和保護環境的理念和科學技術,是建設生態文明的重要內容和途徑。
1 綠色化工化學的含義
綠色化學化工是具有重大社會需求和明確科學內涵的新興交叉學科,是人類及全球環境安全的保證,是當今國際化學與化工的前沿[1]。綠色化工化學屬于跨學科交叉性的研究領域,是隨著經濟和科技發展而產生的新概念。在我國,綠色化工化學研究工作的產生和發展最早可以追溯到上個世紀八十年代后期,同行業研究領域中的部分專家學者也習慣將綠色化工化學稱為環境友好化學[2]。與中國傳統的化學生產工業相比,現代化的綠色化工化學有著較為顯著的區別。
2 綠色化工化學的發展優勢
2.1 有利于節約生態資源
將社會經濟收益水平的提升放在化學化工研發工作開展的首要地位,是傳統化學化工工程研究工作的核心管理理念,而對于生態環境的保護則處于次要地位。與傳統化學生產工業相比,現代綠色化工化學工業的研究和生產秉持綠色發展理念,通過采用更加科學的生產技術、應用污染力度較低的化學原材料,來有效降低生產給環境帶來的傷害。同時,由于企業根本上還是受制于成本效益的約束,因此相關技術作業生產人員在生產和研究綠色化工化學時,要努力實現相關化學原材料自身使用價值的最大化發展[3]。因此,綠色化學化工無論是在生產理念的革新還是生產技術的應用方面,都得到了全面的改善和提升,更加符合可持續發展的要求。
2.2 有利于實現化學工業資源的合理利用
從生產研發的原料、化學溶劑一直到化學化工研發生產所必需的化學催化劑,均采用無添加無污染的綠色環保原料,使相應化學工業資源能夠在合理利用的基礎上,實現自身原料應用價值的最大化提升。在這一過程中,不僅不會對客觀生態環境發生污染的損害,一些綠色化工化學原材料的科學循環利用還能夠在保護生態環境方面發揮重要的作用。綠色化工化學工業對化學工業資源的合理利用,一方面降低了化學企業的生產成本,另一方面從化工研發生產的源頭降低了其對客觀發展環境造成污染的可能性,有助于科學可持續社會發展終極目標的實現。
2.3 有利于減少化學工業廢物的排放量
工業廢物特別是有毒的工業廢物排放是環境污染的主要來源,如何減少排放或降低排放的不利影響是工業生產要面對的重要課題。我國傳統的化學工業在研發以及生產過程中,由于綠色環保研發的技術水平較低,經常出現大量化學污染物排泄在外的消極生產現象。這些被化工業大量排放的化學反應廢物,對我們賴以生存的生產生活環境造成了巨大危害。現代綠色化工化學則針對這一現象,對相應化學反應合理利用的工作流程進行了優化管理,使其能夠在化學物質產生化學反應的開始,就對相應化學物質的組成Y構進行分解以及重新組建。在不改變化學原料基本屬性的前提條件下,全面修繕其中容易產生環境污染的有害組成部分,經歷過化學重組的綠色化工化學生產原料相比傳統帶有污染成分的化學原料,往往具有更高效的利用率。這樣,經過一系列綠色研發與生產的工作流程以后,被排泄在外的化學原料數量就會大量減少。
3 進一步發展綠色化工化學的建議
3.1 完善體制機制,營造良好發展生態
把綠色化工化學納入新興產業發展規劃,持續深化重點領域和關鍵環節改革,全面營造有利于綠色化工化學發展壯大的生態環境。推進簡政放權、放管結合、優化服務改革,進一步完善審批方式,最大限度減少對相關企業的事前準入限制。落實相關法律法規政策,落實綠色化工化學科技成果轉化有關改革措施,提高科研人員成果轉化收益分享比例。強化知識產權保護維權,依法嚴厲打擊侵犯知識產權犯罪行為,保護綠色化工化學領域的知識和技術創新熱情。
3.2 保障投資供給,建設研發基地
穩定的投資是產業發展的源頭和保障。特別是對于還在初創期的綠色化工化學產業來說,由于技術還處在不斷探索之中,因此面臨著許多不可預知、難以確定的風險。從一定程度上來說,技術創新是全社會的公共產品,所以政府應該承擔一定的責任。政府應加大對綠色化工化學的經濟政策扶持力度,發揮財政資金引導作用,創新方式吸引社會投資,加大對綠色化工化學產業的財稅支持。應加大金融和稅收支持,大力發展創業投資和天使投資,積極支持符合條件的綠色化工化學企業通過多種方式融資,完善鼓勵初創期綠色化工化學科技型企業的稅收支持政策。應加大科技支持,積極構建企業主導、政產學研用相結合的綠色化工化學產業技術創新聯盟,支持建設關鍵技術研發平臺,采取新機制建立一批產業創新中心。
3.3 加快培養專業人才,提供強大智力支撐
在科技日益激烈的今天,人才已成為一個行業、產業及至整個國家和地區的第一資源和核心競爭力。國家應鼓勵高校加大綠色化工化學方面的學科和專業建設,根據產業發展情況合理擴大相關專業招生比例,及時調整教學內容和課程設置,加大教學改革力度,加強相關課程的師資隊伍建設,為綠色化工化學發展儲備高素質人才,特別是培養一大批高層次急需緊缺人才和骨干專業技術人才。引導和支持事業單位科研人員到企業開展創新工作或創辦企業,鼓勵綠色化工化學人才向企業流動。在綠色化工化學企業設立一批博士后科研工作站,加大產業關鍵核心技術研發力度。在充分發揮國內人才作用的基礎上,還要充分利用全球人才,完善相關政策,加快引進和培養一批高端人才、領軍人才。
3.4 加強宣傳引導,形成思想共識
理念是行為的先導,綠色化工化學的發展,離不開可持續發展思想的指導,因此必須推動全社會廣泛樹立綠色發展、循環發展、低碳發展的理念。要看到,綠色化工化學雖然在我國已經有了三十多年的發展歷程,但社會對于綠色化工化學的相關理念還知之甚少,很多人從未聽說過這一名詞,不知道綠色化工化學為何物,形成系統化理論化的知識觀念的就更少。為改變這一局面,政府、企業和科研院所應該認真擔負起宣傳教育的責任。專家學者和化工企業的高層管理人員應充分發揮自己的專業特長,通過編印材料、出版專著、專題講解等多種方式,通俗易懂地向社區、學校以及大中小型企業等廣泛宣傳綠色化工化學的核心生產研發理念,讓現代化的資源利用一體化的發展模式深入人心,提高全社會的環保意識和能力。
4 結語
總之,在社會經濟發展備受資源、能源和環境約束的今天,綠色化工化學憑借其高度節約的生產理念和減少廢棄物排放的現代化生產方式,受到了前所未有的關注。當前,我國正處在全面建成小康社會的關鍵時期,經濟發展進入新常態,發展綠色化工化學是轉變發展方式、認識適應引領經濟發展新常態的重要舉措,是實現經濟社會可持續發展的必然選擇。方向已經明確,探索已經展開,但在未來的發展進程中,仍存在著許多值得深思的問題,需要系統研究解決。
參考文獻
[1]王靜康.綠色化學化工發展前景與人才培養[J].中國大學教學,2013(1):9-13.
篇3
關鍵詞: 溴苯制備裝置 綠色化學 發展
化學是一門以實驗為基礎的學科,高中化學新教材中大部分知識都是通過實驗引入的。在倡導環保態度的今天,我們的教材也在一步步地改進實驗設計,減少甚至消滅有毒物質的使用和產生,在保護環境的同時,滲透綠色化學理念于各個教學環節。比如通過溴苯的制備這樣一個實驗在各個時期各個版本中的變遷,我們可以清楚地看到綠色化學在發展。
1.2000年以前化學教材
溴苯的制備是有機合成中一個重要的實驗,也是高中化學教學中的重點,但是2000年以前的人教版(以下簡稱為舊人教版)高二化學教材中實驗室制取的溴苯的裝置,因為其在實驗進行過程中以及實驗進行后的污染問題都很嚴重,該裝置一直是舊人教版實驗裝置中備受爭議的裝置之一。歷年來,針對該裝置的改進裝置一直是研究的熱點問題。
舊人教版的教材上溴苯的實驗室制備如圖1所示,該裝置的缺點很明顯。
(1)藥品用量過大,而且沒有說明苯和液溴的比例。若液溴過量,容易造成嚴重污染,且生成的溴苯顏色過深。
(2)反應物和催化劑一次性全部加入無法控制反應速度。
(3)反應容器上的長導管冷凝效果不理想,有大量溴蒸氣和苯蒸氣溢出。對于證明該實驗產物有HBr的生成證據不充分。
(4)裝置不密閉且沒有對尾氣有一個妥善的處理方法。在實驗過程中有毒的溴蒸氣和HBr氣體揮發出來,不符合綠色化學的要求。
(5)實驗結束,處理溴苯的時候,燒瓶內充滿溴蒸氣、HBr氣體再次大量溢出,嚴重污染環境。
(6)該裝置的長導管過長,不易固定。
2.2000―2004年教材
在這期間仍然是一綱一本,可能是考慮到該實驗的污染較嚴重,不符合綠色化學的理念,新改版的人教版化學教科書采取了回避的措施,刪去了溴苯的實驗室制法的內容,僅僅用文字描述的方法敘述了溴與苯在催化劑存在的條件下可以發生取代反應生成溴苯。
3.2005年至今的教材
2005年以后全國實行課改以來,一綱多本的形勢下,各地編寫教材的專家對于該實驗裝置的處理方法各不相同。
3.1人教版和魯科版
現行的人教版依然未將該實驗裝置納入教材內容,現行的魯科版的化學教材也采取了類似的處理方法,對溴苯制取的實驗裝置已不做過多要求,改為要求學生自己設計實驗方案的方式,或者用簡單的方程式知識呈現。
3.2蘇教版
現行的蘇教版選修5有機化學基礎采用了如圖2所示的溴苯制備裝置。該裝置是建立在對舊人教版教材上溴苯制備裝置充分研究的基礎上,并結合有機化學實驗中常用的實驗儀器的特點設計出來的實驗裝置。相較圖1所示裝置,有如下優點。
(1)藥品用量減少,并且明示了苯和液溴的比例為5∶1,以該比例進行實驗,能確保液溴反應完全,減少溴蒸氣的揮發,大大降低該實驗的污染性。
(2)反應物用分液漏斗逐滴滴入,可以較好地控制反應速度。
(3)用冷水冷凝管代替了長導管,加強了對苯蒸氣和溴蒸氣的冷凝效果,基本可以保證苯和液溴的蒸氣不擴散進錐形瓶中,減少了污染。并且對產物HBr的鑒定也提供了有利的條件。
(4)裝置考慮到了尾氣的處理問題,用一個堿石灰干燥管連接在裝置的尾部,能較好地吸收HBr氣體。
但是經過實驗,發現該實驗裝置仍存在一些不足之處。
(1)裝置較為龐大,搭建過程比較繁瑣。
(2)分液漏斗中加入苯和液溴混合液時,苯和液溴容易揮發。
(3)實驗完畢,處理溴苯的時候,直接加入NaOH溶液,雖然可以避免燒瓶中的溴蒸氣和HBr氣體擴散到空氣中,但是直接往反應容器中滴加NaOH溶液,NaOH會與粘在溴苯表面,無法獲得純凈透明的溴苯。
3.3上海二期課改教材
上海的二期課改化學教材中,溴苯的實驗室制備裝置經過改進后采用如圖3所示裝置。該裝置對于舊人教版中溴苯制取裝置有了很大的改進。基本上能滿足實驗改進的要求,裝置簡單,操作方便,藥品用量少,環境污染輕,現象明顯等。但是在實際操作過程中,我又發現仍存在下列問題:
(1)往分液漏斗中加液的問題依然存在,液溴蒸氣的揮發仍不可避免。
(2)少,反應劇烈時無法完全吸收溴蒸氣,對產物HBr的證明有影響。
(3)實驗完畢后,教材上的描述是直接將具支試管里的液體倒入盛有氫氧化鈉溶液的燒杯中,在此過程中具支試管中溴蒸氣和HBr氣體會大量擴散。
4.裝置的改進
4.1裝置及操作
怎樣的實驗裝置才能解決這一系列的問題?我翻閱了大量的資料,站在前人的肩膀上,經過探索、實踐,對此實驗進行了進一步的改進,取得了較為理想的實驗結果,實驗裝置如圖4所示。
實驗操作步驟如下:
(1)檢驗裝置氣密性;
(2)將帶導管的青霉素瓶塞上插入一段較粗鐵絲,在其下端纏繞上一段經過打磨、繞成螺旋狀的細鐵絲。向青霉素瓶中加入約2.5mL苯,塞好塞子。
(3)用小號注射器小心的吸入0.5mL液溴,并將其插入青霉素塞子內。
(4)在干燥管平放后,用長滴管深入干燥管球形處,滴入約0.5mL硝酸銀溶液,再小心地用鑷子將一團浸有的脫脂棉塞入干燥管較粗的一口。將干燥管固定在鐵架臺上。
(5)將一個裝有約6mLNaOH溶液的氣球套在干燥管較細的一口,并用細鐵絲繞緊。
(6)將粗鐵絲往下推,使其下端細鐵絲恰好接觸液面。再將注射器中的液溴小心的推入青霉素瓶中,開始反應??梢钥吹角嗝顾仄恐腥芤何⒎校从械拿撝揞伾由?,干燥管球體部分的硝酸銀溶液出現淺黃色沉淀。
(7)反應一段時間后,將鐵絲拉起,反應逐漸停止。
(8)迅速拔出注射器,吸取約2mL水后將其推入青霉素瓶中。可以觀察到溶有液溴的溴苯的顏色為褐色。
(9)再將氣球拿下,用注射器吸取氣球內的NaOH約2mL,將其推入青霉素瓶中,待青霉素瓶中的紅棕色消失后即可打開塞子,震蕩青霉素瓶,可以看到青霉素瓶底部出現無色油狀的溴苯。
4.2 實驗說明
該實驗采用的青霉素瓶子作為實驗的主要反應容器,一方面可以進一步節約實驗藥品,另一方面青霉素瓶的塞子特別軟,方便注射器的反復插入,且拔出后仍能保持很好的密封性;干燥管中的硝酸銀溶液較少,實驗結束后能非常明顯地觀察到淺黃色的沉淀,如果采用大量的硝酸銀溶液,以該實驗如此少的藥品用量,只能觀察到硝酸銀中生成接近白色的沉淀,無法看到淺黃色;氣球中的氫氧化鈉溶液可以被利用兩次,一是吸收尾氣,二是在提純溴苯的時候還可以再次利用,節約藥品。
5.結語
高中化學新教材在編寫的過程中已經注意了減少藥品用量,減少對環境的污染,體現了綠色化學的理念。但其中仍有不少實驗還會對環境產生污染。這就要求教師在平時的教學中,運用智慧,從反應原理到裝置的設計,再到“三廢”的處理,處處都要向學生滲透綠色化學的理念,并引導學生參與其中,讓學生明白人類在環境污染面前并不是無能為力的,從而樹立戰勝環境污染的信心。只有這樣,“綠色化學”才不是一句口號,才能真正地滲透到學生的血液中去,讓學生樹立“綠色化學”的思想。
參考文獻:
[1]翟新民.高中化學實驗綠色化的價值和用途[J].中學化學教學參考,2010,(7):38-40.
篇4
眾所周知,科技的發展像一把“雙刃劍”,科技的發展在給人類文明帶來進步的同時,
也使人類自身的生存環境遭到了前所未有的嚴重破壞。我們感到慶幸的是人類作為地球環境中的主導者,還有著自我反省的意識和悔改的能力。越來越多的人已經逐漸認識到環境保護的必要性和重要性,環境保護已經成為當今世界的一個重要課題。學校是教育的主要場所。學校進行環境教育的有力條件是其他任何部門所無法比擬的,因此,學?!熬G色教育”便在世界各地廣泛興起。因此,中國的學校綠色教育,作為環境教育這一偉大系統工程的一個重要環節還亟待加強,亦可謂任重而道遠。
二、學校綠色教育的發展現狀:不容樂觀
人們的生態意識尚待增強,人們的環境素養有待提高。根據我國的環境教育的實踐來看,這些方面的素質都普遍較低。主要集中表現在環境情感不深,環境認知水平低,環境倫理觀念不強,環境技能水平不高,環境習慣沒有形成自覺。這是一個很嚴重的問題,是一個需要全體公民共同加以解決的的問題,僅僅是單個人素質的提高是不成的。在學校里面就需要科學規范的管理和學生的自覺學習和遵守。學校環境教育中存在的一些問題亟待解決。這些問題的廣泛存在值得我們思考,它們是作為一個整體的各個方面出現的,我們不能忽略其中的任何一個問題的解決。這一系列問題的出現將會嚴重導致我們進行環境教育的不良效果,因此我們必須盡快相處辦法對這些問題加以很好地解決。
三、學校綠色教育的發展對策:科學有效
明確教育目標,健全教學體系。教育的目標隨著社會的發展而變化,新時期環境問題已經成為全球共同關注的課題,經濟能否可持續發展關系到未來社會我們的生存和發展。環境素養是構成未來公民綜合素質的一個重要組成部分,因此我們一定要明確教育目標。加強環境教育的師資建設,加大環境教育的資金投入。我們都知道教師是教育的主要參與者,學校綠色教育也不例外。從某種意義上說,學校綠色教育的開展能否成功,教育質量的高低直接取決于環境教育師資隊伍的強弱。因此我們必須大力加強環境教育的師資,開展環境教育的實踐活動,盡快建立環境教育的評價機制。環境素養的提高不單是環境意識的增強和環境知識的增強,更重要的是在于環境技能的提高和良好環境習慣的養成。對環境教育的開展試行獎罰分明的評價機制,用以對環境教育進行鼓勵和鞭策,使我們的學校綠色教育能在一個良好的生態環境教育氛圍中順利開展。
篇5
【關鍵詞】高中化學 綠色教學 探究實踐
【中圖分類號】G423 【文獻標識碼】A 【文章編號】1006-5962(2012)12(a)-0042-01
隨著社會的發展,科技的進步,人們生活水平也不斷地提高,漸漸達到幸福的小康水平,但在我們享受這如此美妙生活的同時,環境的污染問題也隨之慢慢滲透到我們的生活當中,與我們息息相關,成為我們迫不及待要面對、解決的問題,在此,探索解決問題途徑的關鍵時期,“綠色化學”這個名詞漸漸映入到人們的眼球。
1 綠色化學的概念
什么是綠色化學?綠色化學被人們廣泛地稱之為“環境無害化學”、“環境友好化學”或“清潔化學”。它是最近十年間發展起來的新興名詞,但一出世就被各國科學家、各類科研人員、教育人員所關注,它象征著和諧、健康、友好,其最大的閃光點就是以預防污染為出發點,隨后的過程和結果都是清潔的、友好的、沒有污染的。綠色化學是各國普遍接納并積極鼓勵倡導的學科,被許多國家納入可持續性發展戰略目標當中。
2 高中化學綠色教學現狀
因為我國開展綠色化學時間還較短,有許多化學老師對此概念較為陌生,甚至有些持不看好懷疑的態度,因此要迅速解決此類現象的出現、發展。盡管我國對綠色化學的研究時間不是很久,鉆研不是很深刻,但我們必須刻不容緩的、不辭勞苦的挑起普及綠色化學知識、宣傳綠色化學理念、實施綠色化學教學策劃任務的大梁。作為普及綠色化學知識和培養學生動手能力,肩負培養化學專門人才重任的化學教育機構,應該讓“綠色化學”的理念和形式滲入到各各教學任務當中,彰顯綠色化學21世紀素質教育風采,讓學生們充分體驗到綠色化學在促進科技發展、改善人們生活水平、加強人們心神健康、實現人們與世界和諧發展中的價值。
3 高中綠色化學教學模式探究與實踐
我個人認為可以通過集中式、滲透式兩種教學模式來對讓學生充分掌握綠色化學知識進行教學課改。什么是集中式教學,可以理解為將綠色化學作為一個獨立的課程進行開設,或者是選修課也或者是必修課,可根據學生的專業、內容所涉范圍和難度深淺劃分。例如說,就化學專業、應用化學專業、化工專業而言就可選擇為必修課開課。教學的內容范圍要包括綠色化學的所有知識,還必須要有一定的難度,課的內容要反映當前綠色化學發展的最新動態和最高成果。為了我國的綠色化學事業的發展、為了滿足可持續性發展戰略的客觀要求,我們要盡其所能,最大限度的努力培養一批專業掌握綠色化學知識的人才,為祖國未來的發展做貢獻??梢詫⑴c綠色化學有深入淺出聯系的相關學作為選修課在學校開放,要講述的內容主要為綠色化學的概念,滲入綠色化學思想,其內容最好不要太深,不用求全,尤其是一些學術性很強、專業范圍較窄的綠色工藝、綠色技術等都不必過多介紹。更多的人掌握綠色化學的根本目的和要求是希望他們能對綠色化學概念、含義、思想、精神的掌握理解,在學習工作中借鑒這種思想,讓環保意識在他們心中漸漸扎根,并能很好的利用他們進行生產發明。所謂所說的滲透式教學的含義是在現有的學科中滲透有關綠色化學的根本原理、形式意義、專業知識理念等??梢耘e個簡單的例子,如,在當今以開展的應用化學、有機無機化學、高分子生物化學及各種專業工藝技術化學等學科中滲入關于綠色化學的有關知識。這是對已有的化學學科進行綠色化教育,如果在學習化學的初期就接受有關綠色化學的相關知識介紹,陶冶學生相關領域理解的情操,就會很容易的接受綠色化學的概念并很可能會被此吸引,對其進行掌握理解,發揮自己的主觀學習能動性,對綠色化學還有崇高的熱情,為以后更好的學習、運用打下堅定地基礎,自然而然的融入到綠色化學的相關領域當中。
化學與我們的生活息息相關密不可分,我們的生活生產、娛樂活動、教育教學都離不開化學的蹤影,社會在進步,科技在不斷創新,也都與化學有著潛移默化的聯系,不能再讓學生還只停留在教室當中,對化學的理解停留在思想理論的深淵,應該放學生走出課堂,走進大自然,走進社會中去體驗化學給我們帶來的便利與危害,從中尋找綠色化學的影蹤,慢慢體會綠色化學的優勢,給我們生活、發展帶來的效益。參加社科活動,聽聽專家講座,學會實際動手操作,創造自己的勞動成果,當然最好以綠色化學為出發點,讓綠色化學理念時刻在腦中浮現,深深印刻在學生心中。
篇6
【關鍵詞】 高中化學 綠色觀念 深入 環保
【中圖分類號】 G633.8 【文獻標識碼】 A 【文章編號】 1674-4772(2013)11-001-01
1. 高中化學教學中堅持綠色觀念的必要性分析
1.1以綠色觀念為核心的社會主流
以綠色、環保、生態為核心的科學發展觀已經在不斷地滲透到社會的各行各業,綠色觀念的逐步推廣不僅僅是人類在意識上的不斷飛躍,更是社會在發展過程中的必然選擇。在高中化學的學習過程中堅持綠色觀念的滲透,對于學生的化學素養的提高有著不可磨滅的作用。堅持綠色觀念,減少污染物的排放,在高中化學的學習中尤其要注意,化學是一門以實驗為基礎和核心的學科,堅持綠色觀念,在做實驗的過程中要盡量做到能源、材料的節省,對于污染物的排放要慎重處理等等,綠色觀念在這方面為我們做出了具體的指導。作為化學科學,它距離生活和現實較近,與社會接觸得更為廣泛,只有堅持綠色觀念的滲透,才能夠符合社會發展的方向。
1.2推進素質教育的關鍵所在
素質教育的本質不是特指某學科某領域的專項發展,而是要綜合各種各樣的因素,實現一種真正意義上的全面發展。素質教育也不是特指理性科學,而是理性、感性,素質、能力,價值、觀念的結合體。綠色觀念的逐漸滲透帶給學生的是一種高層次的人文情懷,是一種生態和諧發展的需要,也是化學學科本身發展的終極意義所在?;瘜W的發展不僅僅是研究出新穎罕見的化學物質,而要更加強調一種從認識和觀念上的素質的提高。這正是素質教育改革的關鍵所在,綠色觀念強調自然科學與社會科學協調發展,是每一個學習者都應該追求的目標,因此要推進綠色觀念的發展,積極推動我國的素質教育改革向著更好的方向邁進。
2. 如何在高中化學教學中滲透綠色觀念
2.1從理論的認識上引導學生堅持綠色觀念
引導學生從理論上認識綠色觀念的重要性是增強學生綠色意識的關鍵所在,老師必須要將綠色的觀念穿插在具體的講課和學習活動中去,練習實際案例,增強學生對于綠色觀念的認識。從理論上引導學生堅持綠色觀念,老師要做好引導的角色,而不是讓學生們被動地接受這個觀念,否則會使得事情得不償失。這種認識上的引導更多的是給學生一種感性認識的啟蒙,這種啟蒙在學生們心中積淀久了,會在無形中不斷地知道學生的行為,讓他們在化學的學習中堅持綠色生態的觀念。
2.2在化學課堂上融合時代和社會的現狀進行引導
化學是一門與生活息息相關的學科,與實際的聯系尤為緊密,因此在高中化學的學習中要不斷地融合時代和社會發展的現狀,通過現實與理論的對比就可以看出堅持倡導綠色的觀念有著不可忽視的重要性,這樣能夠讓學生更加信服,實現綠色觀念的推廣和滲透。時代和社會在實現經濟高度發展的過程中忽視了綠色生態環保的觀念,因此只要積極主動地從化學的教學開始做起,引導學生不斷地認識到綠色化學的重要性,才能夠使得社會更加全面地發展,實現社會的和諧有序進行。
2.3在化學的各種活動中要以堅持綠色為前提
化學生動有趣,其中化學實驗占據了較大的部分,化學實驗是化學教學中比不可缺少的手段,在化學的學習中堅持綠色觀念,從各種活動做起。比如在做化學實驗的時候要格外地注意化學物質和原料的選擇,要盡量地選擇綠色、無污染的化學物質作為反應物,同時還要注意盡量減少生成物中有毒物質的排放,因此要注意在化學實驗的進行中,謹慎地選擇化學反應的物質,認真地分析它的化學特性。堅持綠色的觀念還要在化學物質的使用上盡可能地節約,不能浪費。在化學物質反應后,產生的廢料要進行廢物處理,不能將其隨便丟棄污染環境。尤其要注意在課堂上進行演示實驗時,要開窗通風,避免化學物質產生的氣體對人身造成傷害??傊?,關于綠色觀念在高中課堂的滲透,要遵循環保、生態、節約、安全的原則,只有這樣才能夠實現綠色的化學、科學的化學。
3. 結合實驗探究綠色觀念在化學教學中的滲透
高中化學中所有的化學實驗都應該遵循綠色化學的觀念,例如在氣體的制取和收集過程中,一般都要通過制取氣體、凈化氣體、收集氣體和尾氣吸收五個步驟,這正是堅持了綠色化學的觀念。通過硫化亞鐵與稀硫酸反應在制取硫化氫氣體時,為了節省化學原料,讓它們充分地反映完全,可以將硫化亞鐵砸成細小的顆粒,這樣可以減少原料的浪費。另外在制取硫化氫氣體之后,由于H2S有毒,在實驗進行時應注意通風,多余的H2S應盡快地通入到NaOH溶液中進行吸收。在其他的化學實驗中也應該注意這個要求,就是化學尾氣的處理和排污工作要準確地做到位,實現綠色化學的逐步推進。
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關鍵詞:綠色化學;發展現狀;高中化學
一、什么是“綠色化學”
綠色化學(Green Chemistry)又稱清潔化學(Clean Chemistry)、環境友好化學(Environmentally Friendly Chemistry)、環境無害化學(Environmentally Benign Chemistry )。綠色化學的先驅、原美國綠色化學研究所所長、耶魯大學P.T. Anastas教授在1992年給出的“綠色化學”的定義是:“The design of chemical products and processes that reduce or eliminate the use and generation of hazardous substances ”翻譯成中文即減少或消除危險物質使用和產生的化學產品和過程的設計。我們可以把綠色化學的核心內容理解為在化學工藝和反應中不再使用有毒、有害的物質,并力求反應中原子利用率達到100%,不再產生廢物,實現“零排放”。從而從源頭上根除污染,研究環境友好的新反應、新過程、新產品,實現化學與生態的協調發展。
二、“綠色化學”的起源和發展
綠色化學最初起源于美國。1984年美國環保局(EPA)提出“廢物最小化”,倡導減少產生廢物和回收利用廢物,從而達到廢物排放最少的目的。綠色化學的思想萌芽。
1989年美國環保局又提出了“污染預防”的概念,指出最大限度地減少生產場地產生的廢物,包括減少使用有害物質和更有效地利用資源,并以此保護自然資源。綠色化學的思想初步形成。
1990年,美國頒布了“污染防治”法案,將污染的防治確立為國策。該法案中第一次明確提出“綠色化學”一詞,并定義“綠色化學”為采用最小的資源和能源消耗,產生最低排放的工藝過程。
1991年,美國環保局污染預防和毒物辦公室啟動“為防止污染變更合成路線”的研究基金計劃,用以資助化學品設計與合成中污染預防的研究項目。1993年研究的項目擴展到安全化學品、綠色溶劑等方面,該計劃更名為“綠色化學計劃”。
同一時期,日本等其他很多國家的政府、學術界和企業也開始關注“綠色化學”的研究和開發。
1995年美國設立了“總統綠色化學挑戰獎”,1999年澳大利亞皇家化學研究所(RACI)設立了“綠色化學挑戰獎”,此外英國設立了“英國綠色化學獎”“綠色化工水晶獎”,并創辦了世界第一本名為《綠色化學》(Green Chemistry)的雜志。日本也設立了“綠色和可持續發展化學獎”。這些政府行為都極大地促進了綠色化學的蓬勃發展。
三、我國“綠色化學”的發展現狀
我國政府和學術界也很重視在綠色化學方面的研究。
1995年,中國科學院化學部開展了“綠色化學與技術”的院士咨詢活動,分析了國內外綠色化學的研究現狀和發展方向。
1996年,國家召開了“工業生產中綠色化學與技術”研討會,并出版了《綠色化學與技術研討會學術報告匯編》。
1997年,國家自然科學基金委員會與中國石油化工集團公司聯合立項啟動了“九五”重大基礎研究項目“環境友好石油化工催化化學與化學反應工程”。中國科技大學綠色科技與開發中心在該校舉行了專題討論會,并出版了《當前綠色科技中的一些重大問題》的論文集。同年,香山科學會在北京召開了第72次學術研討會,閔恩澤院士、陳家墉院士等都做了有關綠色化學的重要報告。
1998年,合肥舉辦了第一屆國際綠色化學高級研討會,這些都加快了我國綠色化學研究的步伐。
四、“綠色化學”在高中化學中的滲透
1.“綠色化學”在高中化學新課標和教材中的體現
化學是一門以實驗為基礎的自然科學,化學學科的很多重要知識、理論都是從實驗中發現并總結的。所以,綠色化學思想融入化學學科是必然趨勢?!镀胀ǜ咧谢瘜W課程標準》中已經明確提到了綠色化學的概念,比如,“實驗化學”模塊中提出“形成綠色化學的觀念,強化實驗安全意識”“樹立綠色化學思想,形成環境保護的意識”。
根據課程標準編寫的高中化學教材也有很多地方體現了綠色化學的概念。比如,必修2第四章第二節“化學與資源綜合利用、環境保護”里第二大點就是環境保護與綠色化學。用一張圖可以簡單明了地介紹綠色化學的特點。在緊接著的思考交流部分通過比較環氧乙醚制備的新舊工藝,介紹了原子利用率100%的反應是體現綠色化學的原子經濟性反應。
再如,選修1“生活與化學”第四章第三節垃圾資源化中治理白色污染的3R原則就源自綠色化學提出的“5R”原則:減量(reduction)、重復使用(reuse)、回收(recycling)、再生(regeneration)和拒用(reject)。
高中化學教材中最能體現“綠色化學”理念的是實驗內容,對現行人教版高中化學教材中的實驗內容做了簡單統計:
對上述實驗中涉及的會對環境造成污染的物質也做了簡單統計:
由上面兩個表可以看出人教版高中化學教材中實驗多、涉及的可能污染環境的物質也不少,因此高中化學實驗“綠色化”是高中化學教師必須關注和研究的問題。
2.“綠色化學”在高中化學實驗教學中的體現
(1)推廣微型化實驗
微型化實驗儀器的體積小,藥品的用量可以減至常規所需量的十分之一或更少。與常規實驗相比,微型化實驗的突出特點是實驗成本低、環境污染少、反應速度快、安全系數高、實驗效果好。尤其是藥品用量少、速度快、污染小的特點與綠色化學的理念完全一致,且十分適合中學實驗教學。
(2)利用多媒體模擬化學實驗
高中化學里有一些危險系數大或污染嚴重的實驗并不適合課堂演示實驗和學生實驗,比如,電解飽和食鹽水、氫氣在氯氣中燃燒等。我們可以從網絡上下載實驗視頻,或通過計算機軟件模擬真實實驗。這樣既使學生了解了實驗過程,加深了對相關知識的理解,同時實現了化學實驗的“零投入和零污染”,也是某種意義上的綠色化學。
3.“綠色化學”在高中化學試卷中的體現
近幾年的高考化學試卷都有濃厚的綠色化學色彩。例如,2013、2015年江蘇卷第一題選擇題就是直接考查保護環境的幾種做法;實驗流程題更是大多體現了變廢為寶,循環利用等綠色化學的思想。高考是有教育功能和導向作用的,高考試題對綠色化學的關注,勢必引導高中教學對學生環保意識的培養,從而引起全社會對綠色化學的關注。
我們要在實際教學中滲透綠色化學知識,提高學生的綠色化學意識,增強學生環境保護的使命感,讓綠色化學的理念在學生的頭腦中深深扎根,形成良好的社會環保氛圍,促使我國可持續發展戰略的實現。
參考文獻:
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篇8
1.綠色化學在高?;瘜W教學授課中的應用。
課堂是大學生學習成長的主要場所,教師所采用的教學方法、教學理念等都對學生的成長成才有著直接的影響。綠色化學在高?;瘜W課堂中的應用,在教學理念上,化學教師必須樹立良好的綠色化學理念,將理念貫徹到實際的課堂教學中;在案例分析上,列舉具備綠色化學的例子進行案例分析,讓學生充分認識綠色化學的作用;在行為操作上,教師在進行實驗演示過程中采用綠色化學材料,回收有害氣體,實現廢物循環利用等。
2.綠色化學在高?;瘜W實驗中的應用。
化學實驗是化學知識傳遞過程中必不可少的。高校化學教育中,每一位學生都在進行著不同的實驗,因此天都會產生大量的化學垃圾,對環境造成嚴重的影響。微實驗便是綠色化學應用在化學實驗上的典型例子,微實驗強調的是規模小、簡單化、用料少、效果好。在實驗中減少化學材料的使用、尾氣的收集、化學反應物的回收利用等都是綠色化學所提倡的,是應用綠色化學的重要表現。
3.綠色化學在高校課題中的應用。
高校課題中,特別是化學課題,通過課題鉆研學習能更好的發展問題、分析問題、解決問題,是眾多化學成果誕生的地方。傳統的課題中主要是在反復的實驗中開展的,不僅消耗各種資源,同時造成環境的污染等。在傳統的化學課題中,研究者為了得到中成果并不在乎過程所耗費的人力、物力等,也不在乎是否造成污染,屬于“粗放型”的課題中;然而綠色化學的應用,促使化學課題中轉向環保、節約、可持續發展的“集約型”課題中。綠色化學促使中者轉變課題觀念,注重綠色環保;在原料上,使用綠色原料,降低課題中過程中產生的污染;在是規模與次數上,逐漸實行“微實驗”,提高效率減少實驗次數;在課題方式上,盡可能采用綠色化學方式進行課題中。將綠色化學應用到化學課題中,是從根源出發,實現從開始到結束均采用綠色技術,達到環保目的。
4.綠色化學在大學生練習實踐中的應用。
身為化學專業學生,往往需要外出進行化學檢測,如污水檢測、空氣檢測以及土壤檢測等一系列練習與實踐,這一類的練習實踐中需要綠色化學技術作為支撐。將練習實踐中出現的污染問題運用綠色化學進行分析,并提出有效的治理辦法。例如有機化學肥料的合成、污水凈化、汽車尾氣凈化等。
二、總結
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關鍵詞:綠色化學;綠色理念;初中化學;新型人才
隨著社會的不斷發展,環境污染現象也日趨嚴重,對于環境污染的治理不僅要采取相應的措施,還應該從人們的理念和思想出發,增加人們的環保意識。綠色化學是針對全球化學污染、環境保護提出的教學理念,它不僅符合國家可持續發展的要求,也是保護環境、防治環境污染的一種手段。初中化學教育是學生化學的啟蒙階段,因此也是樹立綠色化學觀念的最佳時機。在中學的教育教學中為學生灌輸一定的綠色化學理念,將綠色化學融入化學教育課堂之中,對培養學生健康化學觀,樹立正確環保意識有重要意義。
一、綠色化學
(1)綠色化學的含義。綠色化學是指在制造和應用化學產品的過程中,應有效利用可再生原料,一方面消除廢物,另一方面避免使用有毒的、危險的試劑和溶劑。同時,綠色化學又稱“環境無害化學”“環境友好化學”“清潔化學綠色化學”,是通過使用自然能源,避免造成環境負擔和有害物質排放的一種保護環境的化學技術,它涉及有機合成、催化、分析化學等多種學科。綠色化學的最大特點就是在生產過程始端便采用科學的預防污染措施,使整個過程以及終端形成零排放或零污染。初中化學教育正是秉承這樣的環保意識,將綠色化學這一理念貫穿于教育教學中,培養學生的環保意識,樹立學生的綠色化學觀念,為國家培養新世紀所需要的新型人才。
(2)初中化學教學中綠色化學教育的現狀及意義。綠色化學教育理念是一種新型教育理念,在化學教育中還處于初始滲入階段。從目前的初中化學教育來看,開展的綠色化學教育時間并不長,許多化學教師對綠色化學理念也不甚了解,因而在教學中滲入綠色化學理念還顯得比較困難,甚至有教師認為開展綠色化學教育是一種毫無意義的教育活動。同時,部分初中化學教師的思想觀念還未得到轉變,教師自身環保意識不強,對于綠色化學的新理念和新要求在化學教育教學中不夠重視,抑或在教學實踐中,不能將綠色化學理念與自身的教學方式和素質教育進行有效結合,教學效果不佳。
當前,我們正處于一個隨處可見化學品的世界里,食品添加劑、汽車燃料、清潔洗滌等物品,都存在著大量的化學添加劑。雖然這些化學物品給人們的生活帶來極大的方便,卻也給環境造成了一系列的負擔?,F如今,環境污染嚴重是一個全球化問題,教育教學秉承可持續發展觀引入綠色化學教育理念,對剛接觸化學啟蒙的初中學生推廣綠色化學成果,是初中化學教育的重要課題,對社會發展亦有著重要意義。
二、如何在初中化學中滲透綠色化學理念
(1)以教材為基本滲透綠色化學意識,樹立學生環保觀念。初中化學教師在最初就需要將綠色化學理念引入課堂,從教材入手滲透綠色化學意識,將綠色化學理念貫穿于整個化學教育過程。
首先,要確立綠色化學思想。在化學課堂之初,教師就應該明確提出綠色化學的概念、意義及作用,讓學生充分了解綠色化學對社會及環境帶來的益處,才能確立學生的彩色化學思想。同時,綠色化學思想還是化學教師應該具備的基本素質之一,教師加強自身綠色化學意識,才能有效地將這種思想傳遞給學生。
其次,在教學過程中融入綠色化學意識?;瘜W課堂是學生接受知識主要場所之一,教師能夠通過課堂教學將知識直接而高效地灌輸給學生。因此,教師在教學中,應該積極研究綠色化學內容和課本知識的有效整合,盡可能地發揮課堂教學的有效性,將環保思想、綠色理念、環境知識融入課堂,讓學生充分了解到綠色化學的重要性和實效性。在初中化學中也涉及許多相關內容,如“自然界中的水”這一章節中涉及愛護水資源、水資源凈化等相關環境問題。在這一章節,正好可以指出,我國是一個水資源相對缺乏的國家,工業三廢和生活污水的排放都嚴重破壞了我國水資源環境。還可以結合“赤潮”現象和“水俁病”等事件,形象且直觀地讓學生了解綠色化學的重要性,同時又能夠加深學生綠色環保意識。同時,教師還可以認真發掘教材中與綠色化學相關的知識,有效地為化學教育作補充。例如,在學習“我們周圍的空氣”這一章節時,可以滲透諸多關于大氣污染與防治的知識。另外,還可以借助網絡資料等,與學生一起討論環境與化學的關聯,加深學生對綠色化學理念的理解。
第三,課后開展綠色化學教育活動。在課后,舉辦與綠色化學為主題的活動,能夠讓學生在實踐中更深刻地體會綠色化學理念。比如,開展適合初中生的自來水消毒劑成分調查、參與附近水質檢測酸堿性檢測、測定雨水PH值、廢物回收利用等活動。同時,教師還可以組織關于綠色化學的一些演講活動來宣傳綠色文化。
(2)在化學實驗中培養學生的綠色化學意識。初中化學實驗課也應該注重綠色化學理念的滲入,教師在進行化學實驗設計時,應從節約能源、減少污染的角度出發,利用盡可能少的化學實驗物品獲得最好的實驗教學效果,在實驗結束后對實驗產生的廢液和廢渣等進行有效處理,將可以再利用的廢液或廢渣進行分類回收。如:在“二氧化碳的制取與性質”的實驗中,實驗過程所產生的廢酸液可用來中和廢堿液。在試驗中要充分利用無毒、無害的原料,以減少向環境排放廢物,引導學生充分利用身邊的用品作為實驗原材料,如利用雞蛋殼和白醋制取二氧化碳,注射器可以在某些試驗中代替膠頭滴管。
總之,“綠色化學”已經成為當前化學教學研究的重要課題,初中階段滲透綠色化學理念,有利于學生對綠色化學、環境保護等問題的重視,有助于為國家培養新世紀所需要的新型人才。
參考文獻:
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[2]俞鐵花.初中化學教學中開展綠色化學教育的實踐研究[D].南
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關鍵詞:綠色化學理念;有機化學教學;滲透
中圖分類號:O622 文獻標識碼:A
有機化學的不斷發展一方面促進了人類生活質量的提高,另一方面則對生態環境產生了嚴重污染。綠色化學則有助于從源頭上遏制污染。有機化學是大學階段藥學專業的基礎課程,綠色化學則是有機化學發展的新階段。因而,在有機化學教學中滲透綠色化學,是教學改革的發展方向之一。
1.有機化學教學滲透綠色化學的重要意義
當前,綠色化學在西方蓬勃發展,也引起了我國政府的極大重視。綠色化學是對可持續發展理念的貫徹,有利于促進人與自然的和諧發展,因而開展綠色化學宣傳及教育意見成為當務之急。高校教育的目的在于培養高素質人才,是進行綠色化學宣傳及教育的最優選擇。在藥學專業有機化學課程中滲透綠色教學最為合適,因為有機化學與綠色化學的研究內容高度相關。高校有機化學任課教師需要在有機化學課中為學生介紹化學學科發展的新形勢,并且推廣新的研究方法。
2.將綠色化學滲透有機化學教學中
(1)不同種類的有機化學反應的原子經濟性。所謂“原子經濟性”,即反應物中原子進入產物的量。理想狀態的原子經濟性反應是反應物中的全部原子都進入產物,因而,教師需要在有機化學反應教學中強調原子經濟性[1]。例如,加成反應是把反應物的所有原子加入另外一個反應物上,原料中原子得到充分利用,其原子經濟性是100%。
(2)不同種類的有機化合物均與綠色化學相關。在有機化學教材中,有機化合物基本與綠色化學相關。例如,鹵代烴,如果排放的氯氟烴量過大,臭氧層就會遭到破壞。氯氟烴進入大氣,在光的作用下產生分解現象,大量的氯自由基就會釋放出來,導致產生連鎖反應,使臭氧分子受到更為嚴重的破壞。
3.將綠色化學理念滲透有機合成教學中
(1)反應的原子經濟性。合成反應過程中,降低廢物排放比例的核心是提升目標產物的原子經濟性及選擇性。例如,教師可以為學生介紹新型的催化氧化法,就是把銀作為催化劑,使用氧氣氧化乙烯,進而合成環氧乙烷,這種反應的原子經濟性可達到100%。
(2)反應原料綠色化。在當前化學反應中有毒有害的原料使用較多,它們會對人體健康造成不利影響。例如,教師在講解制備α-甲基丙烯酸甲酯時,通常的方法是將丙酮作為原料,并與氫氰酸進行反應,并在濃硫酸作用下加以合成。教師需要幫助學生分析這種方法的缺陷,也就是指出氫氰酸的毒性及濃硫酸的腐蝕性,可這個反應的原子經濟性很低,可考慮為學生介紹一種新的方法。
(3)催化劑的綠色化。教師在講授傅-克反應時,規定的催化劑是三氯化鋁。但是,這種物質容易水解,并且腐蝕設備,與綠色化學的要求不符。教師應當為學生講解新的催化物,比如,固體超強酸、分子篩催化劑、離子液體等。
(4)溶劑的綠色化。在進行有機反應時,溶劑也發揮著重要作用。較為常用的溶劑包括苯類芳香烴、鹵代烴 等[2]。但是,大多數有機溶劑是存在一定毒性的,并且容易揮發,揮發物進入空氣,經過陽光照射,就會產生光化學煙霧,引發呼吸系統的疾病。教師可以為學生講解幾種綠色溶劑,比如,水、超臨界流體、離子液體等。
(5)合成方法的綠色化。通常條件下,化學教材中羧酸的脫酸反應內容只會簡單介紹柯爾伯反應,教師應該為學生適當地補充一些綠色化學知識。相較于一般有機合成,有機點合成的優勢在于不需要添加氧化還原試劑,在常溫環境下就能進行,控制反應則通過調節電流密度和電位來實現,自動控制十分方便。
4.結語
綠色化學提出了嶄新的理念及方法,是化學發展的一大趨勢,因而,在有機化學教學中滲透綠色化學理念仍然是教育界需要研究和推進的課題,這有助于拓寬學生視野,為實現素質教育奠定基礎。
參考文獻: