綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)論文

時(shí)間:2022-05-14 08:15:45

導(dǎo)語:綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)論文一文來源于網(wǎng)友上傳,不代表本站觀點(diǎn),若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師,歡迎參考。

綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)論文

一、培養(yǎng)環(huán)保理念,倡導(dǎo)綠色化學(xué)

綠色化學(xué)是世界科學(xué)可持續(xù)發(fā)展的需要,自1995年,由中國科學(xué)院化學(xué)部確定了《綠色化學(xué)與技術(shù)》的院士咨詢課題以來,我國的綠色化學(xué)也逐漸活躍起來。近幾年,隨著環(huán)境污染的日益加劇,生態(tài)環(huán)境的不斷惡化,人們?cè)絹碓疥P(guān)注污染問題,綠色化學(xué)觀點(diǎn)的提出,讓許多與化學(xué)息息相關(guān)的行業(yè)都積極響應(yīng)。面對(duì)學(xué)術(shù)界綠色環(huán)保的方興未艾,作為化學(xué)教育工作者,除了具有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)以外,還應(yīng)將環(huán)境污染、保護(hù)、治理等作為自己的研究方向。將綠色化學(xué)的理念根植于心,牢固樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念,“計(jì)利當(dāng)計(jì)天下利,求名應(yīng)求萬世名”,正確處理可持續(xù)發(fā)展和綠色環(huán)保的關(guān)系,將綠色化學(xué)的十二條原則始終貫穿于化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)全過程之中,從一點(diǎn)一滴入手,培養(yǎng)并傳播綠色化學(xué)的理念,綠色化學(xué)強(qiáng)調(diào)的是原子經(jīng)濟(jì)性,即在獲取新物質(zhì)的化學(xué)原料中,充分利用每個(gè)原料原子,實(shí)現(xiàn)“零排放”,既充分利用資源,又從根本上解決污染物排放問題,讓這種理念時(shí)刻伴隨學(xué)生,隨著知識(shí)的積累而得到傳承和發(fā)展。在傳授學(xué)生知識(shí)的同時(shí),還要引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識(shí)科技發(fā)展的負(fù)面性:若保護(hù)不好環(huán)境,發(fā)展也會(huì)受到嚴(yán)重制約。在課堂上,教師可以提出關(guān)注較為廣泛的問題進(jìn)行討論,比如:40年代初期發(fā)生在美國洛杉磯市的“化學(xué)煙霧事件”。光化學(xué)煙霧是大量碳?xì)浠衔锖蛽]發(fā)性有機(jī)物在陽光作用下,與空氣中其他成分起化學(xué)作用而產(chǎn)生的。這種煙霧中含有臭氧、氧化氮、乙醛和其他氧化劑。在1952年12月的一次光化學(xué)煙霧事件中,洛杉磯市65歲以上的老人死亡400多人。由此引出我國社會(huì)關(guān)注度較高的問題——霧霾的成因。光化學(xué)煙霧主要為氣態(tài)污染物,而霧霾則是大氣顆粒物,然而光化學(xué)煙霧最終生成大量的臭氧,增加大氣的氧化性,這導(dǎo)致大氣中的二氧化硫、二氧化氮被氧化并逐漸凝結(jié)成顆粒物,從而增加PM2.5的濃度。也就是說,光化學(xué)煙霧可能成為霧霾的來源之一。因?yàn)檫@種討論與我們每個(gè)人生活都息息相關(guān),積極指導(dǎo)學(xué)生開展與化學(xué)相關(guān)的綠色環(huán)保行動(dòng),這既有利于知識(shí)的鞏固,又能增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí),使學(xué)生明白,我們生活的地球處處需要保護(hù)環(huán)境。

二、嘗試探索創(chuàng)新,推廣綠色實(shí)驗(yàn)

眾所周知,很多化學(xué)知識(shí)都是以化學(xué)實(shí)驗(yàn)引入并且加以驗(yàn)證的,實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)中的重中之重,如果能在基層教學(xué)過程中,大力推廣綠色實(shí)驗(yàn),勢(shì)必會(huì)將綠色化學(xué)貫穿整個(gè)教學(xué)。傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)所使用的實(shí)驗(yàn)藥品,以及伴隨實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的各種廢棄物,不但對(duì)環(huán)境造成污染,對(duì)師生的健康或多或少都會(huì)有一些影響。因此,在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中,教師應(yīng)嚴(yán)格把關(guān),Anastas和Warner提出了綠色化學(xué)的12條原則,這些原則可作為實(shí)驗(yàn)化學(xué)家開發(fā)和評(píng)估一條合成路線、一個(gè)生產(chǎn)過程、一個(gè)化合物是不是綠色的指導(dǎo)方針和標(biāo)準(zhǔn)。

1.防止廢棄物的產(chǎn)生,比先產(chǎn)生后治理要重要;

2.合成方法應(yīng)設(shè)計(jì)盡可能將所有起始物嵌入到最終產(chǎn)物中去;

3.只要可能,合成反應(yīng)應(yīng)設(shè)計(jì)成反應(yīng)中使用和生產(chǎn)的物質(zhì)對(duì)人體和環(huán)境無毒或毒性很??;

4.設(shè)計(jì)的化學(xué)產(chǎn)品應(yīng)在保證其應(yīng)有功能的同時(shí)盡量使其無毒或毒性很??;

5.盡量不用輔助性物質(zhì)(如溶劑、分離試劑等),當(dāng)不得已使用時(shí),也應(yīng)使用無毒物質(zhì);

6.能量消耗應(yīng)是越少越好,應(yīng)能為環(huán)境和經(jīng)濟(jì)方面所認(rèn)可,合成方法應(yīng)在常溫、常壓下實(shí)施;

7.只要技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上是可行的,盡量選擇可再生的原料;

8.應(yīng)盡量避免不必要的派生過程;

9.盡量使用具有催化選擇性的試劑;

10.化學(xué)產(chǎn)品中的設(shè)計(jì)應(yīng)保留其功能,減少其毒性,當(dāng)完成自身功能后不再滯留于環(huán)境中,使之降解為無毒的物質(zhì);

11.需要開發(fā)實(shí)時(shí)、跟蹤監(jiān)控的分析方法,預(yù)先監(jiān)控有毒物質(zhì)的形成;

12.化學(xué)物質(zhì)及其在化工過程使用中的物態(tài),應(yīng)選擇潛在化學(xué)隨機(jī)事故(包括氣體泄露、爆炸和著火)最小的,等等。從以上論點(diǎn)可以總結(jié)出,化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的內(nèi)容包括:化學(xué)試劑、溶劑和催化劑的綠色化,盡量選擇低毒和可再生資源,溶劑盡量選擇水溶劑,避免采用有毒有害和揮發(fā)性溶劑,催化劑應(yīng)首選采用無毒害、無腐蝕的物質(zhì);實(shí)驗(yàn)劑量綠色化,在保證完成化學(xué)反應(yīng)的情況下,盡量使用最小劑量的試劑、溶劑和催化劑;對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的“三廢”進(jìn)行無毒無害化處理,確保污染程度降到最低。

三、激發(fā)探究精神,完善綠色化學(xué)

(一)開展微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn),就是以盡可能少的化學(xué)試劑來獲取所需化學(xué)信息的實(shí)驗(yàn)方法與技術(shù)。雖然它的化學(xué)試劑用量一般只為常規(guī)實(shí)驗(yàn)用量的幾十分之一乃至幾千分之一,但其效果卻可以達(dá)到準(zhǔn)確、明顯、安全、方便和防止環(huán)境污染等目的。近年來,在我國化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革領(lǐng)域中,微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)蓬勃發(fā)展,引起國內(nèi)化學(xué)教育界極大關(guān)注。目前微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)開展到分析化學(xué)、物理化學(xué)、醫(yī)用化學(xué)和高分子化學(xué)實(shí)驗(yàn)的微型化探索,并取得了驕人的成績,逐漸形成了具有中國特色的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)特點(diǎn):微型儀器價(jià)格低廉且配套比較完整,在國際上具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。此外,微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相比,具有明顯的綠色環(huán)保、節(jié)約藥品和節(jié)省時(shí)間的特點(diǎn)。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)在教學(xué)中呈現(xiàn)出來,受到了廣大師生的歡迎。目前,國內(nèi)已有800余所大、中院校開始采用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)。

(二)探究精神在綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然學(xué)科,翻開化學(xué)的歷史,從火的發(fā)現(xiàn)到陶器的發(fā)明,從兵器的鍛造到白酒的釀造,都離不開科學(xué)探究,只要學(xué)生用科學(xué)探究的方式學(xué)習(xí)和研究化學(xué),就一定能加強(qiáng)對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)、提高科學(xué)素養(yǎng),且在知識(shí)與技能,過程與方法等方面獲得較大提升??梢?,化學(xué)實(shí)驗(yàn)是進(jìn)行科學(xué)探索的重要途徑之一。探究化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化有以下幾個(gè)重要的特點(diǎn),首先就是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),將環(huán)保理念貫穿始終,以試驗(yàn)為依托,分步驟實(shí)現(xiàn)綠色化;其次,在探究性試驗(yàn)時(shí),教師以“變廢為寶”“節(jié)約減排”等作為指導(dǎo)思想,引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行試驗(yàn)、觀察現(xiàn)象、分析結(jié)果,通過實(shí)驗(yàn)設(shè)置的優(yōu)劣,進(jìn)行綠色化,無害化處理等;再次,教師要牢牢抓住實(shí)驗(yàn)探究是針對(duì)問題來開展的一系列活動(dòng)這一本質(zhì),有針對(duì)性地提出問題,在對(duì)問題探究的過程中,不僅要求學(xué)生具備一定的邏輯思維能力,還要求學(xué)生具有一定的想象力,敢于大膽地猜想、假設(shè),甚至是質(zhì)疑。這對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力有重要的作用。另外,教師提供必要和及時(shí)的指導(dǎo)也顯得尤為重要,在探究性試驗(yàn)中,教師是學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者和支持者。探究實(shí)驗(yàn)成功與否,教師的科學(xué)引導(dǎo)、有效操作、深刻總結(jié)等方面,具有決定性的作用。所以,教師要在探究性實(shí)驗(yàn)中縱覽全局,對(duì)細(xì)節(jié)的把握要絲絲入扣,對(duì)學(xué)生在探究階段的引導(dǎo)要耐心、細(xì)致和科學(xué)。綠色化學(xué)是從維護(hù)生態(tài)環(huán)境角度出發(fā),用低毒無害的綠色實(shí)驗(yàn),逐漸代替易污染的傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)。是化學(xué)發(fā)展的必然規(guī)律,實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的途徑很多,如選擇具有高的原子經(jīng)濟(jì)潛力的化學(xué)反應(yīng)類型,達(dá)到不排放或少排放有害物質(zhì);控制實(shí)驗(yàn)步驟,防止污染發(fā)生;改變實(shí)驗(yàn)合成線路,實(shí)現(xiàn)“原子經(jīng)濟(jì)性”;建立無苯、無鉛實(shí)驗(yàn)室,等等。綜上所述,實(shí)驗(yàn)綠色化是化學(xué)發(fā)展的良好趨勢(shì),他不僅減少實(shí)驗(yàn)本身對(duì)環(huán)境的污染,也減少了對(duì)參與實(shí)驗(yàn)的師生健康的危害,通過對(duì)實(shí)驗(yàn)綠色化的不斷推陳出新,化學(xué)教育事業(yè)的明日必將燦爛輝煌。

作者:劉晶晶單位:鐵嶺師范高等??茖W(xué)校