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绿色化学的原理范文1
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.
绿色化学的原理范文2
关键词: 绿色化学理念 渗透式教学 渗透
二十一世纪的化学将是研究和创建绿色化原理与技术的科学,就化学的外延而言,与生命、材料、环境等领域的交叉也将受到高度关注。毫无疑问,随着可持续发展战略的实施,“循环经济”、“和谐社会”等概念的提出会更大地促进绿色化学在中国的发展。绿色化学这一“预防化学污染的新观点”逐步深入人心,绿色化学教育已经成为大势所趋。
化学教师要树立可持续发展的观念,将绿色化学的思想贯穿于整个化学教育的全过程,在课堂教学中要时时结合教学内容,渗透绿色化学理念。渗透式教学就是把绿色化学的基本思想、原理、工艺和技术等知识分散并渗透到现有的课程中。
1.结合课本内容,渗透绿色化学理念
实施绿色化学教育的任务应该是每个化学教师必须履行的义务和责任,目的是培养学生能自发产生防止环境污染的行为和意识,让学生认识到只有切断污染的根源,才能真正实现绿色化学。化学教师绿色意识的树立是绿色化学走向课堂的前提,教师的观念会在教学过程中潜移默化地传递给学生。因此,结合课本的教学内容,在课堂教学中有效地渗透绿色化学理念就显得极其重要。
例如在讲氯气的性质和用途时,可以对比过氧化氢和臭氧。在造纸工业中对于纸浆的漂白,过氧化氢、臭氧等绿色氧化剂将逐渐取代氯气。因为使用过氧化氢和臭氧做漂白剂,不会产生二英和其他有机氯化物等有毒致癌物。再如讲到CO温室效应及其引起的全球气候变暖,威肋着人类的生存和发展,就可以启发学生思考:如何解决温室效应呢?学生通过查阅大量的资料,亲身去经历,去了解当今社会发展的新动态,会激发学习兴趣,他们会发现解决温室效应实际就是减少CO的排放或将CO消除,将CO注入深海中消除CO的危害是当今世界最新的方法[1]。
又如在学生观看钢铁的冶炼等工业生产录像时,可以介绍最近美国匹兹堡大学新开发出一种无铅环保型“绿色钢材”。这种钢材是用锡代替铅,减少了含铅钢材制造过程中的环保监测费用,降低了生产成本,且与含铅钢材同样具有良好的机械加工性能。接触法制硫酸,黄铁矿的粉碎和鼓入过量空气,以及SO等原料气的“二次转化二次吸收”,等等,是从提高原料利用率出发设计工艺;而无氰电镀等则是从采用无毒原料出发来设计工艺,均体现了“绿色化学”特点的设计思想。通过教学,学生懂得,科学技术本身就具有生态价值,包含绿色化学在内的绿色科技,将使人类与自然在高层次上和谐共处。
再如固氮工程:(1)人工化学固氮(氨的工业制法);(2)豆科植物和苜蓿根部根瘤菌的生物固氮;(3)雷雨时的闪电固氮。人工化学固氮能耗高且工艺复杂,在生产过程中易产生大量“三废”而严重污染环境。故研究如何像植物根瘤菌一样不消耗能源,不需大量厂房和机械设备并对环境无污染的生物固氮,是化学家们不懈追求的“绿色化学”目标。
2.结合绿色化工原理,渗透绿色化学理念
绿色化学的“原子经济性”是指,在化学品合成过程中,合成方法和工艺能把反应过程中所用的所有原材料尽可能多地转化到最终产物中。化学反应的“原子经济性”概念是绿色化学的核心内容之一,最早由美国斯坦福大学的B.M.Trost教授提出[2]。原子利用率不同于产率,原子利用率=期望产品的摩尔质量÷反应中按计量所得物质的摩尔质量×100%。
评价绿色化工的另一重要依据是“环境因子”,它是近几年受到关注的评价指标,它比原子利用率更便于评价某种工艺指标。环境因子可定义为:在一个化学反应过程中,所生成废物质量占目标产物质量的比值。相对于每一种化工产品而言,目标产物以外的任何物质都是废物;对于原子利用率为100%的原子经济性反应,环境因子为零。培养学生的绿色化工意识,引导学生根据绿色化学的原则,反思其原理的可行性与绿色性[3,4],是实行可持续发展的基本要求。
例如,治疗胃酸过多的药物胃舒平的主要成分是Al(OH),引导学生用铝、稀硫酸、烧碱为原料,设计出制备Al(OH)的三种途径[5]:①2Al+3HSO=Al(SO)+3H,Al(SO)+6NaOH=3NaSO+2Al(OH);②2Al+2NaOH+2HO=2NaAlO+3H,2NaAlO+HSO+2HO=2Al(OH)+NaSO;③2Al+3HSO=Al(SO)+3H,2Al+2NaOH+2HO=2NaAlO+3H,Al(SO)3+6NaAlO+12HO=8Al(OH)+3NaSO。
分析、计算以上反应方程式中各个量列表如下:
由此可以看出,理论上制备相同量的目标产物Al(OH),方案①所用原料(HSO和NaOH)最多,产生的副产物(NaSO)最多,环境因子最大,方案最差。而方案③所用原料最少,产生的副产物最少,所以环境因子最小,因此,③是其中的最佳方案。
3.利用绿色化学习题,强化绿色化学意识
在化学教学中,培养学生的绿色意识,是社会可持续发展的基本要求。因此我们应有意识地选择体现绿色化学教育的试题,让学生通过解题潜移默化,逐步建立绿色意识。例题如下:
(1)据了解,我国兴建的三峡工程,将提供水力发电功率相当于2240万千瓦的火力发电站。因此三峡工程的建设将有助于控制(?摇)。
A.温室效应?摇B.城市污水的任意排放
C.白色污染?摇D.长江上游的洪涝灾害
(2)已知1克炭粉在氧气中完全燃烧放出热量32.8kJ(与1克原煤相当)。试写出相关的热化学方程式:?摇。
(3)若以火力发电,要达到2240万千瓦的功率,每年至少需耗原煤多少万吨?(每年按365天计,1千瓦小时=3.6×10焦)
本题既有选择,又有填空,还有计算,题型多样;既有化学知识,又有物理知识,综合性强。用水发电来节约煤炭资源,体现了绿色化学思想,围绕三峡工程提出问题,内容新颖,有时代感,能吸引学生的兴趣,有利于提高学生的综合素质,引导开创新能源的思考。
4.结语
绿色化学理念的渗透涉及到化学教育的许多方面,需要化学工作者不断付出艰辛的劳动,不断探索,不断完善,使绿色化学教育逐渐成为现实。化学教师必须重视这一问题,在积极整治污染的同时,大力开展绿色化学教育。当新一代人的绿色化学意识提高时,绿色化学的理念将充分地渗透,绿色化学的理论和成果将获得充分的发展。
参考文献:
[1]吴长才.中学化学实验教学绿色化的探索[J].南平师专学报,2001,(2):78-83.
[2]朱清时.绿色化学[J].化学进展,2000,(4):410-414.
[3]曾小华,王方,徐方野等.反思型教师的自我培养[J].药学教育,2009,25,(5):17-18.
[4]曾小华,王红梅.浅议多媒体课件制作中的教学规律[J].中国高等医学教育,2009,(11):9-10.
[5]谢志刚,宋仲容,王家平.无机化学教学中绿色化学理念的渗透[J].化学教育,2006,(8):25-27.
绿色化学的原理范文3
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
绿色化学的原理范文4
【关键词】绿色化学 化学化工业
绿色化学是20世纪90年代国际化学领域兴起的领域性革命,其主要强调节约自然、防止污染。受经济发展程度的影响,近代中国一直强调以工业带动第一、第三产业的发展,长期的工业化发展大大降低了国家的各种能源的储备量,且对环境造成了极为严重的影响。自绿色化学革命以来,我国也逐渐将其引入到国家相关的化学化工业发展的指导思想体系中来,且相关院校也将绿色化学教育作为化工等专业教学的重点方向,以为我国化化学工业的绿色生态化发展培养出更多优秀人才。
一、绿色化学的基本原理
绿色化学即指通过各种作用实现化学物质反应后的污染“零排放”,其要求发展中遵循防止废弃物的产生、从污染源入手制止污染;遵循以最大的限度将参加反应的原子出成为最终的产物的原子经济性;确保设计、合成、催化等各道工序的无毒无害化反应;研究可降解的化学品,减少不必要的资源浪费等。绿色化学的原理为实现节能、减排、绿色、无污染的可持续发展提供了一条科学的发展路径。
二、发展绿色化学化工业的重要意义
(一)绿色化学化工业的发展可以降低环境污染,营造更健康的生活环境
传统化学工业发展中会造成严重的水、固体废弃物、噪音等污染,严重影响人们的身心健康。绿色化学化工业强调的是从污染源进行根本的制止,以最先进的技术加大各种能源作用时的利用率,减少各种能源的未充分反应而造成的污染;加大废水、废弃物的加工处理工序,禁止污染物的排放。以化学工业发展中对二氧化硫和二氧化碳的利用程度,二氧化硫漂浮到空气中会酸化空气,容易引起酸雨等危及人、动植物健康的现象,而二氧化碳是引起全球气候变暖的罪魁祸首,化学工业中引入两种气体时要强化对其的封闭性控制,确保其在反应的过程中不会泄露。有毒有害物质的精细化处理、防止各种污染为人们的正常生活创造了更为舒适的居住环境,有利于人们的身心健康。
(二)绿色化学化工业强调资源的充分利用,极大的降低了生产成本
绿色化学化工业在工具的选择上强调其循环利用功能,这样各种资源的利用率就达到了90%DD100%,降低了废弃物排放对环境的影响外,节约了生产生本的投入,为化学工业的发展省却了一笔不小的生产成本。省却的生产成本可以进行更为科学严谨的化学工程试验,从而又推进了绿色化学化工业的进一步发展。
(三)绿色化学化工业在一定程度上可以避免不必要的自然灾害
诸如滑坡、泥石流、地震等地质灾害的发生主要原因虽是自然因素,但经济社会发展中对各种资源的不合理的开采、各种对自然环境有影响的工程施工在一定程度上讲都是灾难发生的诱因。绿色化学化工业的发展大大降低了对各种自然能源的开采和利用,社会发展对自然环境的依赖程度降低,将引发地质灾害的人为诱因降到最低值。
三、绿色化学化工业的发展前景
(一)绿色化学取代不可再生能源的消耗
当前有机化学品的主要成分来自于不可再生的能源,如煤和石油,降低了能源的储备量之外还对环境造成严重的污染。绿色化学化工业正在极力研制从可再生的地质能源和生物能源中汲取有效的成分以取代对不可再生能源的消耗。绿色的能源将成为未来社会发展的主要能源来源,有利于发展的可持续性。
(二)绿色化学革新制药领域
目前化学制药是我国重要的医药用品的来源,但化学制药工业发展中存在化学药品的品种多且更新快、制药过程的化学品反应步骤多、对制药的各种原材料的需求量大等状况,废水、废气、固体废弃物的排放量巨大,环境污染严重。且各种药品都是用化学品配置而成,含有不同程度的有毒成分,印证了“是药三分毒”的说法,人们长期的服用化学药品,对其身体各器官均会造成不同程度的损伤。绿色化学制药中虽仍采用各种化学物质,但由于提炼技术的更新,大大加大对有毒有害物质的提取程度,既降低了药品对人体的伤害,也强化了制造工艺的原子经济性。
(三)高效可降解材料作用于社会发展的各个领域
塑料袋、塑料管等塑料制品是一种难以降解、难以腐蚀的物质,其对自然环境的影响非常严重,绿色化学的普及后可以强化对生物、光等降解高分子的利用,加强对高效降解材料的研发。高效降解材料可以利用于塑料袋等生活用品的普及中,也可以利用到生物医学材料等领域,为人类造福。
(四)绿色化学化工业推进二次利用工程建设
生活中不可避免的会产生各种生活垃圾,生活垃圾的不合理处理便会对人们生活造成一定的影响,因而随着绿色化学化工业的发展各种科学处理并循环利用垃圾的方法逐渐全面化,无论是生活垃圾和建筑垃圾,均可以通过有效的途径进行处理。这样经过处理的垃圾被正常投入到利用中后便成为一种资源,这种资源与其他不可再生能源不同,后者只会越来越少,而其会随着生活的发展而不断的增长。绿色化学化工业对垃圾的处理和利用便推动了废弃物的二次利用,为社会节省发展成本的基础上降低了各种生活垃圾对人们的生活和自然环境的影响。
随着经济的发展和社会各方面的发展,原有发展模式的弊端愈加明显,制约着社会可持续发展的步伐。而绿色化学化工业对缓解资源紧缺、改变日益恶化的环境问题有积极的影响,且其可以极大的提升人们的生活质量,对保障人民和国家发展安全做出巨大的贡献。本文根据绿色化学的基本原理,分析并总结了发展绿色化学化工业的重要意义及其发展前景,呼吁政府、企业和个人加大对绿色化学化工业的关注和研究力度,以推进社会的可持续发展建设。
参考文献:
[1]刘珊珊.实行绿色化学工业 促进社会可持续发展[J].商情,2013,(25).
绿色化学的原理范文5
关键词:无机化学实验 教学改革 绿色化学
无机化学实验作为化学专业学生学习的第一门大学化学实验课,将绿色化学理念融入其中,实现无机化学实验绿色化,使学生一开始就在潜移默化中受到绿色化学的教育,这对培养学生科学的环境观、资源观,提高他们的环保紧迫感和责任感,树立绿色化学的意识都有相当大的意义。
绿色化学是维护生态环境的化学,从长远的发展观点看,放弃有污染的传统化学实验,探索传统化学实验的绿色化,是化学实验工作的必然趋势。本文依据绿色化学在使用化学药品时遵循的5R原则,即:拒用危险品(Reject);减量使用( Reduce) ;循环使用(Recycle);重新使用(Reuse);再生(Regenerate),就如何实现无机化学实验的绿色化进行了初步的探讨。
1、寻找替代品
绿色化学的理念在于不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物,从而也就不再需要考虑废物的处理。遵照绿色化学的理念,从源头上阻止污染,可以根据实验目的,在能够达到同样教学效果的前提条件下,寻找替代品, 尽量用低毒或无毒化学试剂替代有毒化学试剂。比如无机化学实验中多相离子平衡这个实验,实验的目的是根据溶度积规则及平衡移动原理验证沉淀的生成、溶解、分步沉淀及沉淀的转化。为了既保留传统实验的精华,又减少实验废弃物对环境的污染,我们根据绿色化学的理念以及多相离子平衡的实验原理重新选择沉淀离子及沉淀剂,并对传统实验和改进后的实验进行了对比。结果表明,改进后的实验效果也非常好,现象很明显,同样达到了实验目的,而且减少了有毒物质的使用和排放,实现了无机化学实验的绿色化。
2、推行微型实验
微型化学实验是绿色化学的一项实验方法,它是在微小型的仪器装置中,在可能的实验条件下,采用尽可能少的试剂来进行的实验。与传统实验相比,它具有节约开支、减少污染等优点。微型化学实验不是常规实验的简单缩微,也不是对常规实验的补充,更不是与常规实验的对立,它是在绿色化学理念下,用预防化学污染的新实验思想、新方法和新技术对常规实验进行改革和发展的必然结果,是化学实验方法的创新性的变革。
由于微型化学实验的成套仪器较贵,要完全实现无机化学实验的微型化,还有一些困难;但可以在能够达到实验目的的前提下,在可能的实验条件下,通过改造实验装置,使之趋于微型化。比如无机化学实验中的一些性质实验,传统的做法都是在试管中进行,试剂使用量一般为1~2mL,我们采用点滴板操作,试剂用量减少为几滴,同样可以达到实验效果,减小了化学药品对环境的污染,使这部分实验趋于绿色化。
3、发展封闭式实验
对于一些有有毒气体产生的实验,传统的做法是在通风橱中进行,这样只能避免实验室小环境的污染,有毒气体排放到空气中还是造成了环境污染。应用绿色化学的理念,可将这部分实验设计成封闭式实验,让反应在封闭体系内进行,而且能在反应系统内将尾气吸收掉, 实现零排放。
比如硫酸亚铁铵的制备,该实验通常选用机械行业产生的废弃物――铁屑为原料。从环境保护的角度来说,属于变废为宝的环保型实验;然而由于传统实验装置为敞开式,废铁屑中含有的硫、磷等杂质和硫酸反应时生成H2S、H3P等有毒气体,导致实验室弥漫着强烈的刺激性气体,直接危害师生的身体健康,不符合绿色化学的要求。我们改进实验的第一步,将硫酸亚铁的制备改为闭路回收式,借鉴文献[3]的实验装置采用碱性吸收液吸收第一步反应产生的H2S、H3P等有毒气体,实现零排放,大大改善了实验环境。
4、发展串联实验
串联实验是指通过调整实验教学计划,巧妙地安排实验项目和次序,充分利用相关反应,尽可能地使第一个反应的产物转变成下一个实验的反应物,实现实验的连续性。这也是实现无机化学实验绿色化的一个重要途径,它在一定程度上减轻了对环境的污染,有利于环境保护。根据绿色化学的理念,我们重新安排实验内容,有效地利用同一元素物质之间的转化关系,设计成串联实验,以铁的化合物的性质为例说明如下。
用煮沸过的去离子水配制(NH4)2 Fe(SO4)2溶液,酸化后,把装有煮沸过的NaOH溶液的滴管插入(NH4)2 Fe(SO4)2溶液底部,慢慢放出NaOH溶液,观察Fe(OH)2沉淀的生成, 静置一段时间,观察沉淀颜色的变化,了解Fe(Ⅱ)的还原性;滴加少许稀盐酸,观察沉淀的溶解,了解Fe(OH)3在稀盐酸中的溶解性;将溶液分成两份,一份滴加KSCN溶液,观察溶液颜色的变化,了解Fe3+的定性检验,接着滴加NH4 F溶液,观察溶液血红色的褪去,了解Fe3+与F 的配位反应;另一份滴加K4[Fe(CN)6]溶液,观察蓝色沉淀的析出,了解Prussian蓝的生成。
实践证明,改进实验后,不但可以大大减少实验废弃物的排放量,实现无机化学实验的绿色化,而且可以促进学生对物质转化关系的了解。
5、结束语
通过开展无机化学实验绿色化的研究,我们认为,要实现无机化学实验的绿色化,需在绿色化学理念的指导下,实行污染预防全过程控制。从教学管理角度出发,在制定教学计划、教学内容、教学方式等每个环节都要考虑保护生态环境,都要符合绿色化学的要求;而且,在实际教学过程中,要在保证实验教学效果的前提下,积极、合理地应用绿色化的措施,实现无机化学实验的绿色化。
参考文献:
[1]闵恩泽.绿色化学技术[M].南昌: 江西科学技术出版社,2001.
[2]孟平安,万平,何国强,等.结合实际工作推广微型实验[J].化工高等教育.
[3]梁起,黄华珍,唐建锋,等.“绿色化学”实验的探索[J].实验技术与管理,2004.
绿色化学的原理范文6
绿色和环保自联系到一起后,社会大众对于绿色的认识就不断进步,绿色食品、绿色化学等概念也被提出并广泛应用。在高校进行的新课程改革中,绿色化学概念被引入,受到了大家的广泛关注。教师在课堂中将化学知识与环保意识结合起来,宣扬绿色化学的新成果,提倡绿色化学的新思想。教师的大力推广让更多的学生认识到绿色化学的意义,他们从绿色化学的角度出发,发现问题,思考问题,解决问题。不但提高了教课的效率,还增强了学生对于环保的意识。
1 绿色化学的概念
经济进步虽然带来了更多的便利,但是也将环境破坏严重。为了留给子孙后代更好的环境,可持续发展战略被世界各国广泛应用,并被世界人民所接受。在我国的基本国策中,可持续发展战略已经被视为发展我国经济与保护环境平衡的双重举措。绿色化学这一概念就是在这样的大环境下被提出,自1990年美国环境保护总署Anastas及其合作者首先提出,随着经济状况的变化和人们思想的转变,绿色化学深入人心。它所提倡的以化学方法减少或去除对于人体或者是对于环境有危害的材料、溶剂等等有毒害的物质,已经被社会大众广泛接受,它更好地保证了我们处理毒害物质的能力。
2 绿色化学理念的原则
常规性的化学实验中,污染的产生一般是由四个因素影响,即材料性质、实验过程及操作准确性、实验条件及装置、最终实验产物。绿色化学针对这四个因素,提出了相关的准则:第一是在化学实验最初采取手段去除可能产生废物的物质,避免后期的操作;第二是确定化学实验方法时将有毒物质进行充分的化学反应,中和掉它的毒性;第三是尽量使用那些无毒的或者毒性比较小的物质进行实验;第四是一些辅质的分离剂或者是合剂应该尽量不使用,实在需要的就选择那些毒性低的物质;第五是实验原料应该从质量和价格双重方面进行考虑,避免不可再生资源的浪费;第六是催化剂的挑选也要严格,选择毒副作用小的;第七是化学实验产物必须严格处理,能分解的分解,不能分解的要按标准进行销毁或者掩埋;第八是要保证实验的安全,避免火灾、爆炸、中毒等危险的发生。
3 绿色化学在初中化学实验课程中的运用
3.1 注重学生绿色化学意识的培养
化学中广泛应用的实验教程中,以往经常是教师讲解化学的概念和原理,让学生按照程序操作,自绿色化学引入以来,教师还适当性地增加关于环境污染、食品安全、污水改造等方面的问题,让学生意识到污染带来的危害,增强学生环保的意识。一些绿色化学的思想讲解可以让学生增强关于绿色化学的认识,提高他们的兴趣。
3.2 改革传统实验内容和方法
在传统的化学实验教学课程中,一些实验的素材是带有危险性的物质,很多都会发出有毒的气体,或者是实验的结果很难处理,极大的困扰着实验的师生。绿色化学概念的引入,让一些无毒的素材代替了传统的有毒物质,减少或者是避免了许多危险性的实验过程。比如说在对碘的升华试验中,传统的实验就是在试管中直接加热促使碘的挥发,这是一种浪费,并且碘的挥发气体带有毒性,危害着师生的健康。绿色化学采用的是另外一种实验模式,它预先将碘晶体密封在玻璃试管中,当对试管的一端进行加热时,另一端就会产生碘的紫色气体,气体上升到试管顶端因为温度降低重新凝结成碘。这种操作模式无污染,可循环利用,是绿色化学的体现。
3.3 采用微型实验方法
微型化学实验是当前使用较多的一种实验方式,它通常是利用微型化的化学仪器,采用更少的实验材料进行实验。一般情况下,它所消耗的资源是常规性实验的十分之一甚至更少,所以产生的毒害物质也随之减少。微型化要求操作的技巧要更高,也要有很高的耐心。比如在添置小型酸碱滴定管、锥形瓶和移液管等教学中,常规采用的是50ml常规滴定管,而微型化的化学实验采用的是5ml双管式微型滴定管,数量的减少并没有改变实验的结果,相应的学生的操作技巧得到了锻炼,对于实验用量也能更好地把握。实验的废料毒性也减少了,更加符合绿色化学的概念。
3.4 增强对绿色化学知识的考核
通过实验可以对比绿色化学和传统化学的操作模式和影响,也可以让学生对二者进行比较,分析出优劣,增强学生对于绿色化学的意识。日常考核中也可以将绿色化学作为考核的一部分,让学生能够接触到最前沿的化学知识,扩大学生的眼界,提高学生的绿色环保意识。
3.5 加强化学实验中利用多媒体
多媒体的广泛应用让绿色化学的概念更好地表现出来。一些化学实验是危险的,化学实验过程中需要的材料是昂贵的,所以一次实验可能会受到很多因素的制约,也可能带来这样那样的危险。多媒体的大面积应用让绿色化学的概念贯彻其中,它对于实验过程完美地展现,通过文字或者视频进行的讲解让学生身临其境,不亚于在实验现场的感受。这种仿真性的多媒体应用让绿色化学变得切实可行,让学校节省了资源,让学生增强了绿色化学的感受,提高了学生的环保意识。
结束语
要想彻底隔绝污染源,就应该从细小处着手,进行深刻分析对比,解析和研究绿色化学反应。另外还应该增强学生的环保意识,进行强化绿色化学教育。化学教学者应该多多引入较先进的试验技术,利用多媒体进行教学,实验内容更要不断更新,在微型化实验规模等方面进行努力开拓,把绿色化学完美地融合到日常的教学中。