綠色化學對化學反應(yīng)的要求范文
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篇1
[關(guān)鍵詞]綠色;化學工藝;應(yīng)用;發(fā)展
中圖分類號:TQ02 文獻標識碼:A 文章編號:1009-914X(2017)06-0116-01
前言:隨著環(huán)境污染問題的加重,國家對生態(tài)環(huán)境保護越來越重視,而綠色化學是實現(xiàn)這一目標的重要理論支撐,綠色化學工藝的應(yīng)用極為重要。
一、綠色化學的內(nèi)容概述
綠色化學工藝在化工生產(chǎn)中的引進使得環(huán)境污染加劇問題得到了進一步控制,綠色化學的概念正不斷的深入人心。對于綠色化學,不管是原材料的應(yīng)用還是在化學反應(yīng)中催化劑的添加,都要盡可能做到無毒、無害、零污染。運用綠色化學工藝不僅能減少化工生產(chǎn)中有害物質(zhì)的排放,還可以減少對環(huán)境的污染。首先,工業(yè)用材料必須是可再生資源,并且保證原材料無毒無害;其次,發(fā)生的化學反應(yīng)為綠色的,應(yīng)用的材料容易降解,且有害物排放低或為零;另外,慎重選擇化學反應(yīng)的催化劑,選擇沒有危害的催化劑;最后,謹慎選擇添加溶劑,如果該溶劑有副作用則不能再用。我們需要不斷加強對綠色化學技術(shù)的研究,在今后的化學工業(yè)生產(chǎn)中,盡可能應(yīng)用可再生的綠色資源,對于不可再生的資源應(yīng)限制其重復利用。
二、綠色化學工藝研發(fā)現(xiàn)狀
2.1 “原子化學經(jīng)濟”反應(yīng)
“原子化學經(jīng)濟”即是在化W反應(yīng)中,要求對反應(yīng)物中的原子實現(xiàn)最大程度的利用,并使其參加反應(yīng)的物質(zhì)完全轉(zhuǎn)化為生成物,也只有這樣才實現(xiàn)了真正意義上的綠色化學工藝。
2.2 原材料的選取
在化工生產(chǎn)中,對于發(fā)生化學反應(yīng)的原材料來說,其性質(zhì)決定了生產(chǎn)的過程和方法。對于原材料的選取,要想保證反應(yīng)的徹底、無害,則應(yīng)優(yōu)先考慮按綠色化學工藝要求使用的無毒害材料。
2.3 改善催化劑類型
在化學反應(yīng)中改善催化劑的類型,可以使反應(yīng)中不穩(wěn)定的中間體被進一步氧化或還原,使其反應(yīng)更加徹底、高效。另外,要確?;瘜W反應(yīng)的可選擇性,發(fā)生氧化還原反應(yīng)時會有一些很容易被氧化、還原的中間物質(zhì)生成,所以要提高催化劑的載氧能力,并根據(jù)新型催化劑的反應(yīng)特性研發(fā)相應(yīng)的化學反應(yīng)工藝。
2.4 使用清潔工藝
使用清潔工藝可以使整個化學生產(chǎn)過程達到綠色環(huán)保的效果,另外,使用再生能源、選用先進的工藝技術(shù),可以從根本上減少或避免因污染物排放帶來的環(huán)境危害。例如:廢棄的秸稈以及稻草等就可以作為化學原料,將糖類植物轉(zhuǎn)化為乙酰丙酸,實現(xiàn)對葡萄糖的提取,這樣就避免了反應(yīng)中廢棄物的出現(xiàn)。
三、綠色化學工藝的開發(fā)
3.1 采用無毒害的生產(chǎn)原料
企業(yè)在生產(chǎn)化工產(chǎn)品的過程中,首先應(yīng)該做好的就是對生產(chǎn)原料的選擇。 生產(chǎn)原料不同,相應(yīng)的生產(chǎn)方法與流程也會有所不同。綠色化學工藝則要求在生產(chǎn)過程中使用無毒無害的原料,即使在必須要使用化學物質(zhì)的情況下,也要采取措施將危害降到最低。在根源上消除污染環(huán)境的“三廢”,在生產(chǎn)過程中綠色化學工藝應(yīng)采用可再生的原料,如野生植物或農(nóng)作物等。
3.2 采用無毒害的催化劑
目前的化工品生產(chǎn)過程中,90%以上的化學反應(yīng)都需要加入催化劑來提高化學反應(yīng)速率,因此在綠色化學工藝的開發(fā)過程中,對無毒害、新型高效綠色催化劑的開發(fā)也是一個關(guān)鍵的研究方向和課題。丁烯烷基化與異烯烷基化生產(chǎn)工業(yè)中,異辛烷屬于“原子經(jīng)濟”反應(yīng),但反應(yīng)的催化劑使用的是對設(shè)備具有強烈腐蝕性危害的氫氟酸或硫酸,而且生產(chǎn)后的廢液很難進行恰當?shù)奶幚砘厥?,又會進一步污染環(huán)境。當前,國內(nèi)外的很多高校和機構(gòu)都在研發(fā)新型的烷基催化劑,開發(fā)出腐蝕性低、能耗低、污染小的催化劑,也是綠色化學工藝的重要努力方向。
3.3 提高化學反應(yīng)的選擇性
在石油化工行業(yè)中有許多強放熱類的反應(yīng),而且其目的產(chǎn)物一般又是一些不穩(wěn)定的容易被反應(yīng)氧化的中間體,因此這類催化劑就成為了催化劑中選擇性最低的類型。另外,還有一些產(chǎn)品的組成方式是異構(gòu)體的,因此為有效的將原材料加工轉(zhuǎn)換成產(chǎn)品,在過程中就需要加入選擇性較高的催化劑,對這種催化劑的開發(fā)不僅能夠降低生產(chǎn)成本、節(jié)約資源,更重要的是能減少其對環(huán)境造成的不良影響, 綠色化學工藝注重的是不同氧化反應(yīng)和不同反應(yīng)特點的催化劑的開發(fā)。
四、綠色化學工藝的應(yīng)用
4.1 生物技術(shù)
從廣義上來說,生物技術(shù)包括了基因、細胞、酶以及微生物技術(shù)等。在應(yīng)用方面,生物技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域為生物化工和化學仿生學方面。生物在某些領(lǐng)域正在逐步代替石油、天然氣等不可再生能源。生物技術(shù)中所進行的化學反應(yīng),大多數(shù)都是利用自然界中找到的酶或者是工業(yè)生產(chǎn)的酶作為催化劑。這種利用酶作為催化劑取代化學催化劑的方法,具有對環(huán)境無化學污染、反應(yīng)的條件溫和以及生產(chǎn)出來的產(chǎn)品性質(zhì)相對優(yōu)良等特點。
4.2 清潔技術(shù)
清潔環(huán)保是綠色化學工藝追求的目標,清潔的生產(chǎn)技術(shù)就是無毒、無害、無廢棄物。例如清潔煤脫硫、脫碳技術(shù)的應(yīng)用以及太陽能、風能發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用,都屬于清潔的生產(chǎn)技術(shù)。較為先進的清潔技術(shù)還有等離子技術(shù)、綠色催化技術(shù)和生物工程技術(shù)等。應(yīng)用清潔生產(chǎn)技術(shù),其生產(chǎn)過程不僅不會對環(huán)境造成污染,其產(chǎn)品也屬于清潔產(chǎn)品。
4.3 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)
氮元素是農(nóng)作物生長時所必須的元素之一,這樣我們就可以通過生物固氮的方法來增加氮元素。外界環(huán)境中的氮元素都是以氮氣的形式存在,不能夠被農(nóng)作物直接吸收。傳統(tǒng)的固定氮元素的方法是通過化學反應(yīng)生成NH3,化學反應(yīng)中使用的催化劑以及生成的雜質(zhì)都會對環(huán)境造成污染,而應(yīng)用綠色化學工藝的生物固氮技術(shù),減少了工業(yè)合成氨的生產(chǎn),消除了生產(chǎn)過程對環(huán)境的污染,從而保護了空氣質(zhì)量。
五、綠色化學工藝的發(fā)展
5.1 化學工藝發(fā)展
在未來的發(fā)展中,綠色化學將發(fā)展綠色化學工藝的模式,廣泛應(yīng)用各種節(jié)能材料,這些都有利于綠色化學工藝的實施以及相關(guān)體系的進一步優(yōu)化。在將化學工藝進行綠色化的處理過程中,運用的比較創(chuàng)新的一個方法就是對化學生產(chǎn)進行在線控制與檢測,對生產(chǎn)的每一個具體環(huán)節(jié)的工藝和過程加以把控,以此做到協(xié)調(diào),這樣才可以保證參與到化學反應(yīng)中的物質(zhì)和反應(yīng)過程都是安全的,并且要設(shè)立相關(guān)機制以處理化學反應(yīng)會出現(xiàn)的一些意外情況。對于社會公眾,必須加強環(huán)境保護的宣傳導向工作,在降低工業(yè)污染的同時也要做到減少生活垃圾排放。
5.2 催化劑的發(fā)展
5.2.1 仿酶催化
化學反應(yīng)中,酶催化過程具有專一、效率高等特點,在目前的化學反應(yīng)中應(yīng)用的都是天然酶。天然酶是有一定限度的,所以需要我們逐步開發(fā)出人工酶來取代天然酶的應(yīng)用。另外,人工酶的優(yōu)勢在于可以仿制一些人工活性反應(yīng)結(jié)構(gòu),使反應(yīng)中所需的疏水環(huán)境以及與多種非共價鍵反應(yīng)的原子協(xié)同效應(yīng),充分發(fā)揮作用。
5.2.2 納米催化劑
納米催化劑可以對環(huán)境起到治理的作用,納米金屬催化劑中主要包含了一些含鉑、銠金等成本較高的金屬氧化物;還有另一種是較為傳統(tǒng)的以氧化鋁和氧化硅等金屬氧化物為載體,通過一系列反應(yīng)形成一種負載型納米催化劑,以此來提高化學反應(yīng)的速率以及活性。目前納米催化劑可以實現(xiàn)對汽車尾氣排放的處理,達到凈化空氣的效果。
結(jié)語
綜上所述,近年來環(huán)境污染不斷加劇,為了減少污染物排放、節(jié)約資源、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標,綠色化學必將向著新的發(fā)展高峰邁進。
參考文獻
篇2
關(guān)鍵詞: 綠色化學 環(huán)境 中學教學
1.綠色化學的提出及意義。
20世紀以來人類創(chuàng)造了高度的物質(zhì)文明,但是大量化學品的生產(chǎn)和應(yīng)用,也給生態(tài)環(huán)境帶來了嚴重的創(chuàng)傷,人口的急劇增長、資源的巨大消耗等問題使人們不得不重新認識和尋找有利于生存和可持續(xù)發(fā)展的道路,也使人們開始追求人與自然的和諧,綠色意識就在這中背景下產(chǎn)生和發(fā)展起來的,從某種意義上說,綠色意識已成為衡量一個國家文明程度的重要指標。如今“綠色化學” 已成為”人類與自然和諧發(fā)展”等可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分,其核心原則是預防污染[即4R原則;不用危害品(reject)、減少用量(reduce)、循環(huán)使用( recycle)、收回重復( reuse)]簡而言之,它是一門從源頭上阻止污染的化學它最最終目標是實現(xiàn)零排放。
2.充分利用教材,在課堂上滲透綠色化學知識。
現(xiàn)行的中學化學教材十分重視有關(guān)的環(huán)境化學知識。如在硫酸工業(yè)制法的教學中,在講二氧化硫尾氣的污染時,讓學生先看酸雨的危害錄像,就可使學生充分意識到回收二氧化硫?qū)ΡWo環(huán)境的作用和意義。又如在講氯氣的性質(zhì)和用途時,在肯定氯氣作為漂白劑和消毒劑產(chǎn)生巨大效益的同時,還介紹用氯氣作為自來水消毒劑與水中的有機物作用產(chǎn)生有致癌作用的有機衍生物。而歐美發(fā)達國家已采用二氧化氯來處理飲用水。在造紙工業(yè)中過氧化氫、臭氧等綠色氧化劑將逐漸取代氯氣。再如,講水時與水的污染現(xiàn)狀相聯(lián)系,講大氣與空氣相聯(lián)系,這樣,將化學課堂知識與鮮活的社會生活聯(lián)系起來,不但提高了學生的綠色化學意識,而且增強了他們的環(huán)境保護的使命感。介紹社會熱點,可促進學生自身生命意識的提高。沙塵暴、酸雨等自然災害的形成與化學有關(guān),但是化學也能夠提供有力資助并解決這些難題。前一階段出現(xiàn)了劣質(zhì)奶粉、劣質(zhì)大米、炒貨使用工業(yè)食鹽等一系列危害國計民生的惡性事件。這都需要有志于化學教育的工作者及有志于綠色化學發(fā)展的學生為此作出貢獻。此外,教師還應(yīng)介紹環(huán)保知識,并積極踐行[4]。
3.在實驗教學中貫穿綠色化學觀點。
化學是以實驗為基礎(chǔ)的學科,用綠色化學的新理念對化學實驗進行改革,已逐步成為化學工作者的共識。在化學實驗中反應(yīng)物的用量與環(huán)境污染的程度往往有著直接的關(guān)系,因此在化學實驗中要注意節(jié)約藥品,要以最少量的反應(yīng)物取得最好的實驗效果,這就要求我們在進行課堂演示實驗或?qū)W生實驗時對化學裝置的裝配、藥品用量與反應(yīng)現(xiàn)象的關(guān)系進行研究,尋找出最佳的反應(yīng)方案,既能滿足教學要求,又能節(jié)約藥品、減少污染。
(1)選擇對環(huán)境影響盡可能小的反應(yīng)物,淘汰或改進對健康危害較大的實驗。
(2)精心設(shè)計,最大限度節(jié)約試劑用量,最終實現(xiàn)小量化和微型化。
(3)通過實驗試劑和產(chǎn)物的循環(huán)使用,努力降低實驗的排放量,最終實現(xiàn)零排放。
(4)改進和設(shè)計實驗“尾處理”裝置,對化學實驗產(chǎn)物進行無害化處理,最終實現(xiàn)化學實驗系列化、系統(tǒng)化。
(5)用密封的成品儀器代替有毒試驗避免有害物質(zhì)的散逸。
4.針對性選擇試題,運用綠色觀念解決實際問題。
(1)結(jié)合原子利用率選擇試題對學生進行綠色化學教育。
原子利用率是指化學反應(yīng)中目標產(chǎn)物的摩爾質(zhì)量與化學反應(yīng)式中按計量所得物質(zhì)的摩爾質(zhì)量之和的比值。理想的原子利用率是100%,即參加化學反應(yīng)的所有原子都轉(zhuǎn)化到目標產(chǎn)物中,因為在化學反應(yīng)中,參加反應(yīng)的分子所發(fā)生的變化,只有原子的重新組合。按照綠色化學的要求,所有化學反應(yīng)必須是最大限度利用原料,最大限度減少廢物排放。所以在教學中,教師應(yīng)結(jié)合有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì),引導學生盡量通過多種途徑去設(shè)計合成路線。在制備相同量的目標產(chǎn)物時,選出反應(yīng)物用量、副產(chǎn)物、步驟都最少,污染又最小的合成路線。這就是原子利用率最高的反應(yīng)途徑。
(2)結(jié)合環(huán)境因子選擇試題,對學生進行綠色化學教育。
環(huán)境因子可定義為廢物的質(zhì)量與產(chǎn)品質(zhì)量的比值。其中廢物指產(chǎn)品以外的所有其他物質(zhì),而不考慮它是否可以分離后再利用??梢钥闯?廢物越少,其環(huán)境因子的值就越小,對環(huán)境保護越有利。在化學教學中,教師應(yīng)有意識地選擇與環(huán)境因子有關(guān)的試題,通過分析解題過程,對學生進行綠色化學教育。
(3)結(jié)合日常生活選擇試題,對學生進行綠色化學教育。
化學對人類作出了巨大貢獻。人類生活的各個方面,從簡單的衣、食、住、行的生活必需品到汽車、電視、洗衣機等奢侈品,無不同化學有關(guān)??梢哉f化學改變了人類的生活方式。但使用這些合成化學物質(zhì)時也對人類健康及生活環(huán)境造成了負面影響。因此在化學教學中,教師應(yīng)該選擇這方面的試題,對學生進行綠色化學教育,同時也可提高生活質(zhì)量。
5.在實踐活動中進行綠色化學教育。
(1)建立綠色實驗小組。
教學資源較好的學校可組織有興趣的學生進行微型實驗操作,做無害化研究、環(huán)?;瘜W試驗,進行綠色科技活動,收集有關(guān)綠色化學的資料。這樣,既可強化學生的綠色化學意識,又可培養(yǎng)學生的動手能力。
(2)化學工作者開設(shè)綠色化學實驗系列講座。
教師應(yīng)使學生了解綠色化學的起源發(fā)展以及生活、生產(chǎn)中的綠色化學知識,也可在校園畫廊中展出綠色化學科普專輯,舉辦環(huán)保知識競賽。有條件的學校可開辦綠色化學網(wǎng)站,普及綠色化學知識。除此以外,化學老師也可以利用現(xiàn)代化的電化教學手段(投影、幻燈、錄像、光盤、網(wǎng)絡(luò)等),更直觀、更形象地體現(xiàn)綠色化學內(nèi)容,這樣易于被學生所接受,可以取得更好的教學效果。
在中學化學教學中進行綠色化學意識滲透是一種必然。教育工作者要根據(jù)中學化學教學實際,從課堂教學,實驗,實踐等方面對學生進行綠色化學知識教育,培養(yǎng)和增強學生的“綠色化學”和“環(huán)?!币庾R,使人類和自然和諧地相處。
參考文獻:
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篇3
關(guān)鍵詞:綠色化工工程;化工工業(yè);節(jié)能;促進作用
對于化工來說,其是促進社會和物質(zhì)文明發(fā)展的關(guān)鍵,并且為人類做出了非常大的貢獻。與此同時,環(huán)境污染問題也日益嚴重,這樣就需要采取相應(yīng)的措施進行解決。而綠色化學工程與工藝是利用科學有效的方法和材料等進行處理,不僅大大提升了生產(chǎn)的利用效率,還很好的解決了存在的污染問題,因此,其對化工節(jié)能就有很大的促進意義。
1綠色化學工程與工藝的開發(fā)
1.1采用綠色化學原料
在進行化工生產(chǎn)的過程中,原材料是一個重要的影響因素,針對傳統(tǒng)化工生產(chǎn),使用的原材料絕大部分都是不可再生能源,這樣促使我國不可再生能源消耗大大提升,也造成污染物質(zhì)的排放量有了很大增加,從而導致污染問題日益嚴重。而采用綠化化學原材料,例如:蘆葦、苞米桿等,可以促使它們轉(zhuǎn)化為酮、醇以及酸類等多種類型的化學產(chǎn)品,并且在進行轉(zhuǎn)化的整個過程中,原材料既會產(chǎn)生一定含量的氫氣,又不會生成有毒和有害的物質(zhì)。因此,在化工生產(chǎn)中,綠色化學原材料得到了非常廣泛的應(yīng)用。
1.2提高化學反應(yīng)的選擇性
對于化學工程,物質(zhì)反應(yīng)是非常重要的一個部分,一切化學原材料的轉(zhuǎn)化都需要通過化學反應(yīng)才能夠?qū)崿F(xiàn)。同時在化學工業(yè)生產(chǎn)中要對反應(yīng)形式進行合理的選擇,這樣就能確保生產(chǎn)效率和質(zhì)量得到很大提升。但是影響化學反應(yīng)的因素有很多,例如:反應(yīng)原材料、環(huán)境以及時間等,其中最常見的反應(yīng)形式是氧化反應(yīng),然而在氧化反應(yīng)中會產(chǎn)生很多熱量,就促使所有化學原材料在熱能的催化作用下出現(xiàn)了質(zhì)量的變形,進而就造成生產(chǎn)質(zhì)量有了很大降低。此外,對于綠色化學工程來說,運用這種新型的反應(yīng)形式(烴類氧化反應(yīng))既可以促使催化能力有很大提升,又能夠確保同分異構(gòu)的反應(yīng)時間有所增加。
1.3使用無毒無害催化原料
從目前的現(xiàn)狀來看,伴隨著化工行業(yè)的不斷發(fā)展,合理運用化學反應(yīng)成為了化工行業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵,而在進行化學反應(yīng)的時候,催化劑的使用是非常關(guān)鍵的,既可以對反應(yīng)速度進行加快,也可以對反應(yīng)時間進行縮短,那么在進行化工生產(chǎn)中,要想確保綠色化工工程和工藝得到快速的發(fā)展,就要使用沒有毒害的催化原材料。同時現(xiàn)在我國有關(guān)部門對催化原材料的選擇和應(yīng)用已經(jīng)給予了高度重視,并且催化劑的開發(fā)、研究和制作在不斷增多,從而就促使在進行化學反應(yīng)的時候,催化原材料有了很大的改善。此外,使用沒有毒害的催化原材料還能夠大大提高化學反應(yīng)的效率,對能源消耗含量進行降低,也能夠很大程度減少環(huán)境的污染。
2綠色化學工程與工藝對化學工業(yè)節(jié)能的促進作用
2.1清潔生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用
要想確?;どa(chǎn)中達到節(jié)能的目的,應(yīng)該將清潔生產(chǎn)作為主要的步驟。所謂清潔生產(chǎn)就是說,要盡可能少使用或者不使用有毒害的原材料,并且采用廢物量排放少或者是沒有廢物量排放的新工藝和設(shè)備,并且對通常采用的生產(chǎn)工藝進行改進;在生產(chǎn)過程中,還要盡可能減少各種危險,例如:高溫、高壓以及易爆等;還要采用簡單化和可靠化的生產(chǎn)工藝進行操作和控制。例如:在進行鉻酸酐生產(chǎn)的時候,對綠色化的改造;環(huán)氧丙烷的清潔生產(chǎn)以及二氯苯胺的清潔生產(chǎn)等,這些都對化工節(jié)能具有非常重要的促進作用和意義,與此同時還可以確保綠色化工的實現(xiàn),從而就可以對生態(tài)環(huán)境進行很好的保護,也能促使人們的身體健康得到保障。
2.2與生物技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用
對于化學工業(yè),在生產(chǎn)的過程中,經(jīng)常將這種技術(shù)與綠色化工工程與工藝相結(jié)合,就是使用生物煉制將可以再生的資源轉(zhuǎn)化成化學原材料,這樣就可以制作出人們需要的化學品。同時與普通的工業(yè)原材料相比較,這種技術(shù)生產(chǎn)出來的原材料具有很好的反應(yīng)效果和催化效率,并且污染物質(zhì)和廢棄物質(zhì)也比較少,這樣就促使其具有沒有污染、高效率以及節(jié)能的特征。此外,生物技術(shù)是一種具有創(chuàng)新特征的技術(shù),采用生產(chǎn)能源、材料與化學工業(yè)產(chǎn)品相結(jié)合的模式,例如:采用生物技術(shù)對全部作物進行煉制的時候,以大豆、玉米作為主要的原材料,并且進行發(fā)酵和基因組合的方法,在氧氣的作用下生產(chǎn)丙二醇。
2.3環(huán)境友好型的化學品的應(yīng)用
在化工中,對綠色化工工程與工藝的應(yīng)用,不僅能夠生產(chǎn)出環(huán)境友好型產(chǎn)品,同時還能促進社會和自然環(huán)境更加健康的發(fā)展。例如:采用三氟碘甲烷來對傳統(tǒng)制冷氟利昂進行替代,這是通過聯(lián)合國審批的新一代環(huán)境保護制冷劑。同時因為這種產(chǎn)品可以對臭氧層不造成嚴重的損害,這樣就可以大大減輕溫室效應(yīng),并且對環(huán)境的破壞力也比較小。
3結(jié)語
總之,在開展化工生產(chǎn)的過程中,要以綠色化學工程與工藝的開發(fā)作為主要的切入點,這樣才能促使化工行業(yè)得到健康穩(wěn)定的發(fā)展,從而實現(xiàn)節(jié)能的目的。
參考文獻:
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篇4
【關(guān)鍵詞】化學生產(chǎn);化學工程技術(shù);有效應(yīng)用
1引言
化學工程技術(shù)是指將各種化學理論結(jié)合形成的有實踐作用與意義的技術(shù),在化學生產(chǎn)的實際應(yīng)用中,化學工程技術(shù)發(fā)揮不可替代的作用,借以化學設(shè)備的輔助,工作人員根據(jù)相關(guān)的化學反應(yīng)生產(chǎn)出所需化學產(chǎn)品。其影響生產(chǎn)的因素較多,比如化學生產(chǎn)過程中應(yīng)用的相關(guān)反應(yīng)物,再比如生產(chǎn)時借助的各種設(shè)備等等。將化學工程技術(shù)應(yīng)用于化學生產(chǎn)工作當中,很好地滿足了化學生產(chǎn)實際的需求,同時又進一步提高化學產(chǎn)品的應(yīng)用質(zhì)量。另外,不少人員也參與到利用化學工程技術(shù)合理處理廢棄物的行列,從而發(fā)揮對環(huán)境保護方面的重要影響。
2化學工程技術(shù)應(yīng)用于化學生產(chǎn)中的重要意義
2.1提高化學生產(chǎn)的效率
借助化學工程技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢,包括期完善的理論應(yīng)用基礎(chǔ)和指導實踐知識,工作人員要對現(xiàn)有的化學工程技術(shù)進行合理創(chuàng)新,不斷優(yōu)化化學生產(chǎn)模式和生產(chǎn)流程,使其最大程度促進化學生產(chǎn)效率的提高。
2.2化學工程技術(shù)有著比較完善的理論應(yīng)用基礎(chǔ)
對化學工程技術(shù)的研究中發(fā)現(xiàn),化學工程技術(shù)有著比較完善的技術(shù)理論,使其應(yīng)用的一大特色,也是開展化學生產(chǎn)的基礎(chǔ)與前提。應(yīng)用的同時工作人員需進一步滲透化學工程技術(shù)理論知識,加以分析,形成全面深入的認識,特別是明確不同物質(zhì)之間產(chǎn)生的不同化學反應(yīng),將此作為生產(chǎn)的依據(jù),通過化學工程技術(shù)實現(xiàn)化學生產(chǎn)。
2.3化學生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用類型多元化與豐富化
在當前社會經(jīng)濟發(fā)展的時代背景下,人們對化學產(chǎn)品使用性與安全性的要求越來越高,于是市場上的化學產(chǎn)品越來越多元化與豐富化。在支撐多元化與豐富化的環(huán)節(jié),化學產(chǎn)品種類的增加與廣泛推廣應(yīng)用更是離不開化學工程技術(shù)的支持。在實際的應(yīng)用中,工作人員需要堅持以化學原理作為實踐應(yīng)用的基礎(chǔ),對相關(guān)化學反應(yīng)熟悉把握和應(yīng)用,通過完善的理論合成技術(shù)指導實際生產(chǎn)。
3化學工程技術(shù)在化學生產(chǎn)中的實踐應(yīng)用
3.1綠色化學反應(yīng)技術(shù)
眾所周知,環(huán)保的問題是當前全球化探討的熱點,環(huán)境保護是我國首要任務(wù)之一,如今化學生產(chǎn)中應(yīng)用化學工程技術(shù),要積極將綠色環(huán)保的理念滲透到化學產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中,這就要求優(yōu)化化學工程技術(shù),應(yīng)用化學工程技術(shù),減少其給人們生活帶來的污染。綠色化學反應(yīng)技術(shù)就是一種重要的,具有環(huán)保意義的新型化學工程技術(shù),合理利用綠色化學反應(yīng)技術(shù),就要整合與改進對人們健康和社會穩(wěn)定構(gòu)成危害的化學原料,清除對生態(tài)環(huán)境造成影響的化學原料,減少化學生產(chǎn)過程直接給環(huán)境產(chǎn)生的污染,從而達到改善和治理環(huán)境生態(tài)問題的效果。比如化學產(chǎn)品尼龍的生產(chǎn),之前應(yīng)用的是含苯的石油化工原料,人們將其轉(zhuǎn)換為生物原料,同樣也能制造成為尼龍,還能有效保護環(huán)境,避免人體受到傷害。由此可見,綠色化學反應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用原理表現(xiàn)為治理和消除化學污染源頭,從解決污染源頭的角度出發(fā),為后續(xù)綠色生產(chǎn)提供快捷環(huán)保的環(huán)境。另外,綠色化學反應(yīng)技術(shù)的應(yīng)用還提倡人們多去回收和重復利用使用過的化學資源,節(jié)約資源,節(jié)約成本。
3.2超臨界化學反應(yīng)技術(shù)
要確保化學生產(chǎn)反應(yīng)的順利進行,化學反應(yīng)的溫度和壓力都有各自的臨界點,其狀態(tài)在液體與氣體之間的情況下,需要通過超臨界化學反應(yīng)技術(shù)的實施達到效果。而同時具備液體與氣體性質(zhì)的物質(zhì),就是超臨界流體。目前,超臨界流體的應(yīng)用也非常廣泛,已覆蓋至醫(yī)藥工業(yè)、生物化工、食品工業(yè)和化學工業(yè),對其在化學工業(yè)中的價值進行研究分析具有重要的意義。但當前我國對超臨界化學反應(yīng)技術(shù)的研究還處于初步的探索階段,因此還需更深入的實踐應(yīng)用,借助現(xiàn)有成果,總結(jié)經(jīng)驗,才能促成發(fā)展。
3.3新分離技術(shù)
分離技術(shù)是通過利用不同的沸點,讓不同成分依照其順序在分離塔中進行分離,這種分離技術(shù)相對傳統(tǒng)與落后,而新分離技術(shù)則是在科技水平不斷提升的基礎(chǔ)上應(yīng)用和實施,在探索中加以改進,也逐漸突破了傳統(tǒng)分離技術(shù)的應(yīng)用瓶頸,發(fā)揮更大的價值與作用。在應(yīng)用新分離技術(shù)時,工作人員還需借助信息技術(shù),達到提高研究應(yīng)用效率的目的。比如研究熱力學傳遞性質(zhì),工作人員通過信息技術(shù)則能對分離過程有更快且更有效地促進。再比如應(yīng)用分子模擬技術(shù),借助信息技術(shù)又能促進分子分離,研發(fā)高效的分離劑等等。由此可見新分離技術(shù)離不開信息技術(shù)的支撐,有助于提高化學生產(chǎn)的效率,縮短化學生產(chǎn)周期。
3.4傳熱技術(shù)
傳熱技術(shù)在化學工程技術(shù)中應(yīng)用非常普遍,其包含有微細尺度傳熱技術(shù)、強化傳熱技術(shù)等等,前者更多應(yīng)用在微米技術(shù)與納米技術(shù)的領(lǐng)域,獲得了很好的成績,該技術(shù)通過利用空間尺度與時間尺度,形成熱傳導與熱輻射。后者則更多應(yīng)用在機械調(diào)試傳熱當中,經(jīng)過優(yōu)化改革后更好地實現(xiàn)對外散熱。要提高傳熱效率,盡量降低能耗總量,人們還提倡應(yīng)用強化傳熱時控制冷熱流體的溫度,確保溫差達到平衡的尺度。與微細尺度傳熱技術(shù)相比,強化傳熱在資金的使用與技術(shù)的價值方面更多,具有復雜性的特點。
4當前化學工程技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)狀分析
4.1化學工程技術(shù)還需進一步優(yōu)化
盡管目前不少人認可化學工程技術(shù)在化學工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮的作用與價值,但不可否認化學工程技術(shù)依舊有較大的漏洞和缺陷,直接影響化學企業(yè)的生產(chǎn)。比如應(yīng)用的滴狀冷凝技術(shù),常見的問題為該技術(shù)無法被最大價值利用,很多隱性的功能被忽略,而實際上滴狀冷凝對推動化學工程技術(shù)應(yīng)用效率有著極大的作用,由此可見,為了更好地促進我國化學工程技術(shù)長期發(fā)展,相關(guān)部門與企業(yè)單位要重視對忽略化學工程技術(shù)的應(yīng)用,促進其進一步發(fā)展。
4.2需重視化學工程技術(shù)人才培養(yǎng)
不可否認,當前我國很多化學生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)人員普遍技術(shù)水平不高,綜合素質(zhì)較差,與此同時企業(yè)內(nèi)部的管理體制不夠健全,這些問題的存在直接影響化學工程技術(shù)的應(yīng)用研發(fā)及企業(yè)經(jīng)濟效益的提升。眾所周知,人才應(yīng)用以及企業(yè)技術(shù)人員對技術(shù)的掌握有著直接關(guān)聯(lián),生產(chǎn)企業(yè)必須注重對技術(shù)人才的培養(yǎng),全面提高技術(shù)人員的專業(yè)能力與操作水平,借以提升生產(chǎn)效率,促進化學工程技術(shù)更好地應(yīng)用于化學生產(chǎn)工作中。
篇5
關(guān)鍵詞:綠色化;化學實驗;策略分析
中圖分類號:G632.41 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2015)35-0257-02
中學化學實驗教學的目的是通過以化學實驗為主的多種探究活動,使學生在進行實驗操作的過程中充分體驗科學研究的過程,從而激發(fā)學生更大的學習化學的興趣。在新課程改革中,提倡化學實驗教學要改變過去的以教師為主的演示實驗,讓學生親自動手進行實驗的操作。在中學化學新課程標準中,尤其對化學實驗過程中的環(huán)保和安全問題做了詳細的說明,同時還要求中學化學實驗的教學不僅要節(jié)約和簡單,而且還要求化學實驗的清潔化和綠色化,盡量防止和減少相應(yīng)的化學污染。
一、綠色化學概況
化學是一門實驗性很強的學科,同時在進行化學實驗的過程中需要用到很多的化學藥品,并且在化學反應(yīng)進行完之后會產(chǎn)生大量的有毒物質(zhì)和廢氣。鑒于此,綠色化學思想應(yīng)運而生,即對常規(guī)化學實驗中盡量節(jié)約化學藥品和化學儀器的使用,同時對實驗殘留物質(zhì)和廢氣進行處理,使得中學化學的教學更加的“低成本、少污染、省資源、綠色環(huán)?!保@有利于和諧良好的教學環(huán)境的形成,在實行綠色化的過程中不僅能夠?qū)崿F(xiàn)化學實驗的教學目的,更能培養(yǎng)學生良好的化學素養(yǎng)。
綠色化學是一門從實驗源頭上對相關(guān)實驗污染進行阻住的化學,它是用化學的技術(shù)和方法去減少或消滅那些對人類健康及生態(tài)環(huán)境有害的化學物質(zhì)的產(chǎn)生。綠色化學是可持續(xù)發(fā)展的需要,是現(xiàn)代化學的重要特點和發(fā)展趨勢。而綠色化學實驗是在綠色化學的指導思想下,用預防化學污染的新技術(shù)、新方法以及新思想,改革過去常規(guī)化學實驗中的一些效率低下和浪費極大的一種新方法?;瘜W實驗綠色化是社會發(fā)展的需要,是學生身心健康發(fā)展的需要,是進行環(huán)境教育的需要,也是了解現(xiàn)代化學發(fā)展和趨勢的需要?;瘜W實驗綠色化的研究,涉及到實驗指導思想、實驗儀器的研制、實驗內(nèi)容選擇、化學反應(yīng)過程、實驗裝置和步驟的設(shè)計等各個實驗方面的相關(guān)研究。把綠色化學的相關(guān)理念很好地融合于中學化學的課堂教學以及中學化學課程教材改革當中,真正使得綠色化學成為中學化學教學過程中的一個重要內(nèi)容,這是當今中學化學教育面臨到的一個挑戰(zhàn)與機遇。
二、中學化學實驗教學的現(xiàn)狀分析
1.目前,我國大部分學校教學儀器配備都達到了部頒Ⅰ類標準,即在每一個班級中,每一個分組實驗基本能夠?qū)崿F(xiàn)由兩三個學生一起完成,同時一名學生負責實驗的具體操作,另一名學生負責仔細地觀察實驗的相關(guān)效果,這種情況最大的缺點就是不是所有的學生都可以動手親自體驗實驗的相關(guān)操作。雖然目前我國的中學化學實驗在分組實驗上的開出率達到了100%,但是在試驗中學生的動手率卻只有50%。
2.中學化學教材中對于實驗中化學藥品用量的規(guī)定不是很明確,大部分情況下規(guī)定得比較模糊。這就使得不少學生在進行相關(guān)化學實驗的過程隨意取用各種化學藥品。
3.眾多中學化學實驗中相關(guān)化學反應(yīng)之后產(chǎn)生的廢氣、廢水以及廢渣等都會污染實驗室及周邊環(huán)境。例如在銅和濃硫酸反應(yīng)的實驗以及制備氯氣的實驗中,會產(chǎn)生大量的有毒氣體,這些有毒氣體會大量飄散在空氣中,對實驗室造成污染,同時還對師生的健康造成影響。
三、中學化學實驗的綠色化的探索與實踐
目前,我國在中學化學實驗教學中大力推行綠色化學實驗重點主要體現(xiàn)在以下幾個方面:(1)貫徹綠色化學的理念,努力研究和拓展新的綠色化學實驗,根據(jù)中學化學教學的相關(guān)需要,針對那些危險性大或者是污染嚴重的實驗要努力發(fā)現(xiàn)、設(shè)計或選擇沒有污染和安全的實驗進行取代。(2)對微型化學實驗進行更深入的研究:在不影響實驗效果的前提下,盡量減少相關(guān)化學實驗藥品和實驗儀器的使用。
(一)在減少藥品用量方面
1.在減少化學藥品用量方面可以通過使用點滴板、小試管或者是多用滴管微型化的實驗儀器,例如在高二化學教學中的諸多實驗,高一的濃硫酸的性質(zhì)實驗,硫酸根離子的檢驗實驗,同周期與同主族元素性質(zhì)的遞變檢驗試驗,碘、溴和氯的性質(zhì)實驗,氯離子的檢驗等實驗中的試管都是用12×70mm的小試管。在乙烯的制取和性質(zhì)檢驗的實驗中,乙醇與濃硫酸的混合液的濃度可以從18ml稀釋至2~3ml。這就大大減少了藥品的消耗。一般來說,同樣是配制的125ml裝的試劑不再只夠兩三個班的學生做分組實驗,而可供二十多個班(每班28組)的學生使用。
2.降低試劑的濃度,如在實驗《氯、溴、碘的性質(zhì),氯離子的檢驗》中沒有明確規(guī)定溴水、碘水以及氯水的濃度。眾所周知,濃度較高的溴和氯都會傷害人體。因此,在實驗中應(yīng)盡可能降低溴水和氯水的濃度,如應(yīng)把濃度較高的溴水稀釋至濃度較低時的淡黃色。此外,應(yīng)把像酚酞、甲基橙、石蕊以及品紅等指示劑的濃度進行適當?shù)慕档汀@缤ǔ嶒炛惺褂玫姆犹褪锏臐舛葹?.5%~1.0%,為了綠色化實驗的理念,在不影響實驗效果的前提下可以把濃度稀釋到0.1%~0.25%。在實驗中減少化學藥品的用量必須是能夠確保不會影響最后的實驗效果,這樣不僅能夠減少化學藥品的使用,還能減少化學反應(yīng)后產(chǎn)生的廢氣對環(huán)境造成影響。
(二)藥品回收利用方面
化學藥品的回收利用主要是指對實驗中未發(fā)生反應(yīng)的化學原料以及實驗后殘留的副產(chǎn)物進行回收再利用,如在實驗《化學反應(yīng)速率 化學平衡》結(jié)束后小試管中會殘留一定量的水和二氧化錳。再如利用高錳酸鉀來制取氧氣的實驗,實驗后殘留的化學物質(zhì)中主要含有二氧化錳、錳酸鉀以及沒有反應(yīng)掉的高錳酸鉀,這三種物質(zhì)可以通過與濃鹽酸進行化學反應(yīng)來制取氯氣。
(三)剩余藥品重復使用方面
剩余藥品的重復使用指的是在做下一個實驗或者其他的實驗時可以充分利用上一個實驗步驟中剩余的藥品以及回收來的化學藥品。如實驗回收之后的二氧化錳、錳酸鉀以及高錳酸鉀還能用于制取氯氣的實驗中繼續(xù)使用。這樣一方面減少了實驗過程中化學藥品的用量,另一方面也使化學藥品的使用效率得到了提高。
(四)實驗產(chǎn)物循環(huán)使用方面
在傳統(tǒng)化學實驗的教學過程中,教師和學生通常不太重視實驗的產(chǎn)物。只要在實驗中獲取了相關(guān)數(shù)據(jù)或者是獲得了預期的實驗效果就可以了。而對于實驗之后留下的廢氣廢物一般都被隨意棄置或排放,沒有相應(yīng)的回收處理措施,這不但加重了環(huán)境污染,也造成了很大的浪費。
(五)科學處理實驗產(chǎn)生的廢氣
在制備二氧化硫、氯氣、一氧化氮與二氧化氮等氣體以及C銅與硝酸、濃硫酸的反應(yīng)等相關(guān)實驗當中,不僅要使整個實驗裝置密閉可以控制,并且還要科學合理地安裝實驗廢氣處理裝置。例如在對氯氣進行制備時要使用到分液漏斗,此時應(yīng)用醫(yī)用注射器來代替,還應(yīng)該把止水皮管夾安裝到玻璃導管連接處的乳膠管上,在濃硫酸與銅的反應(yīng)實驗中用具支試管來代替普通試管。
(六)深入研究和科學改進教材實驗,消除實驗污染源
所謂科學改進實驗就是指在根據(jù)教材中提供的原有實驗的基礎(chǔ)上,對實驗裝置以及實驗操作進行進一步的改造。同時,在更安全便捷和科學合理的實驗方法運用的前提下,站在保護環(huán)境的角度上,明確實驗目標,盡量做到把污染消除在源頭。在中學化學實驗過程中,固體、液體以及氣體產(chǎn)物的生成不可避免,然后這些實驗生成產(chǎn)物當中有不少是有毒的或者是有害的,特別是某些化學實驗中產(chǎn)生的有毒氣體一方面會對師生的健康造成直接的影響,另一方面還會逸散到空氣中,污染實驗室及周邊。因此,在中學化學教學中制備某些有毒氣體的過程中,應(yīng)對實驗后留下的有毒尾氣進行妥善處理。例如:在觀察金屬銅與稀硝酸和濃硝酸進行反應(yīng)時,如果完全依據(jù)教材中說明的具體實驗操作,在實驗結(jié)束后必定會殘留一定量的NO或者是NO2,這兩種有毒氣體會對師生身體健康造成嚴重的損害,同時還會對大氣環(huán)境產(chǎn)生污染。但是站在綠色化學的角度看,可以改進實驗步驟,避免散逸出NO或者是NO2,不僅能夠避免對環(huán)境污染,還能通過教學逐步向?qū)W生灌輸綠色化學的理念。
綜上所述,中學化學實驗實現(xiàn)綠色化的作用主要體現(xiàn)在以下三個方面:
1.中學化學實驗室的綠色化簡單易行,易于操作,在安全可靠的基礎(chǔ)上不會對實驗效果產(chǎn)生太大的影響。一方面不僅使化學藥品的用量得到節(jié)約,使藥品的使用效率得到提高,而且還大大降低了實驗成本,又能減少實驗對實驗室環(huán)境造成的污染。
2.綠色化學的理念就是節(jié)約實驗藥品和減少實驗儀器的使用,這不僅有助于學生在實驗過程中形成綠色化學的觀念,同時又能夠幫助學生形成節(jié)約實驗用品的好習慣。
3.利用有限資源實現(xiàn)小組內(nèi)所有同學都能動手做實驗,進而強化同學在實驗中的動手能力,同時還可以幫助學生們“在實驗中學習化學,理解化學”、“在實驗中探究,在探究中學習”,這不僅能夠培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維,激發(fā)學生對于化學的學習興趣,而且還對學生科學素養(yǎng)有一個全面的提升。
四、結(jié)論
本文主要是針對實驗綠色化的原則,結(jié)合多年實驗教學經(jīng)驗及實驗教學的發(fā)展需要,提出對實驗綠色化探究的看法及思路。在中學化學實驗室的課堂實驗教學過程中,應(yīng)認真和科學地踐行實驗綠色化的原則,不管是從改進實驗教學的角度還是從實驗室管理技術(shù)的角度來看,做到中學化學實驗室綠色化不但能夠防止實驗過程中產(chǎn)生的廢氣對環(huán)境造成污染,還能在教學過程中增強學生的環(huán)保意識,從而提高學生在化學方面的素養(yǎng)。
參考文獻:
[1]樊彥伶.高中化學實驗教學中實驗綠色化的研究[D].廣西師范大學,2010.
篇6
【關(guān)鍵詞】 課程知識體系;化學課本;空白欄;妙用
九年級化學教材(人教版)是學生學習的重要資源和學習工具,科學探究是《標準》的主線,貫穿于《標準》始終。為了使學生在科學探究中,逐步感悟知識,理解知識的來龍去脈,形成技能,教材在相關(guān)內(nèi)容的后面留有空白欄,如何巧妙的利用空白欄,挖掘教材背后中的隱含的知識,通過理解和整合,促進學生構(gòu)建自己的課程知識體系。筆者在教學中嘗試了一下四點。
1 空白欄記錄預習時的疑難問題
化學是從宏觀和微觀兩個角度來研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及變化規(guī)律的科學,客觀上決定了其內(nèi)容的零散性和抽象性。做好課前預習是學好化學的前提,由于化學內(nèi)容的零散性和抽象性,因此在預習過程中總會遇到難以理解的問題,而這些問題往往又是學習的重點或難點內(nèi)容。這就要求學生在預習過程中善于提出這些問題,并記錄于課本相應(yīng)內(nèi)容的空白欄處,以便在上課時帶著這些問題認真傾聽教師的講解,下課后利用課余時間和同學討論、查閱資料等。因此,在空白處做好疑難問題的記錄,對于提高聽課的目的性、學習的自覺性起著非常重要的作用。
2 用空白欄記錄教師講授的重點、難點以及知識點歸納
聽課是學習的重要環(huán)節(jié),是獲取知識的主要途徑。因此,學習時要認真聽課,特別是要帶著預習過程中存在的問題有計劃、有側(cè)重的聽課。在聽課的過程中,要充分利用課本的空白欄做好記錄,記錄的要點主要有:(1)教師講授的重點和難點知識;(2)教師在探究實驗中觀察到的現(xiàn)象、得出的結(jié)論,以及實驗操作過程中注意的問題;例如:九年級課本上冊P35[實驗2-4]鐵絲在氧氣中燃燒。
(3)教師分析問題、解決問題的思路、方法和歸納總結(jié);例如:混合物的分離和提純問題記錄下這些內(nèi)容將為課后的復習與研究、歸納和總結(jié)提供便利條件。
3 利用空白欄做好學結(jié)
做好總結(jié)是構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)、提高對知識的運用與記憶的有效手段,也是進一步學習的前提和保障。學習時要注意運用好空白欄做好總結(jié)工作。在進行課后復習時,要學會用簡明的語言對本章節(jié)所學的內(nèi)容作簡要總結(jié),并把總結(jié)語言記錄于空白處,便于記憶。在單元或某些章節(jié)復習時,要對前后知識進行歸納整理,找出異同、提煉規(guī)律、形成知識網(wǎng)絡(luò),記錄于單元或章節(jié)空白欄處,便于知識的提取與運用。在學習一段時間后,對學習方法也要不斷加以總結(jié),總結(jié)經(jīng)驗教訓,提出注意事項和今后努力方向等,把這些內(nèi)容記錄于某顯要位置,便于今后學習參照。
4 利用空白欄補充課外資料
學習過程還要閱讀適量的參考資料,以幫助消化所學的內(nèi)容,增強對知識的理解和掌握。一本好的參考資料總會在以下一個或幾個方面做深入細致的解析:(1)教材的重點和難點;(2)知識點間的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò);(3)學習方法;(4)典型例題解析;(5)知識的延伸和拓展等。這些內(nèi)容中總有一些是教材所無法包含或沒有直接給出的,在閱讀這些內(nèi)容時,應(yīng)及時把有價值的東西補充在教材相應(yīng)的空白處,以便復習時總結(jié)與提高。
例如:九年級課本上冊P32僅介紹“綠色化學”的概念,它與化學反應(yīng)基本類型之間的關(guān)系怎樣?
“綠色化學”是21世紀化學發(fā)展的主導方向。它包括“原料的綠色化”“化學反應(yīng)的綠色化”和“產(chǎn)物的綠色化”等內(nèi)容。其中“化學反應(yīng)的綠色化”要求原料物質(zhì)中所有的原子完全被利用且全部轉(zhuǎn)入期望的產(chǎn)品中。下列反應(yīng)類型中,一定符合“化學反應(yīng)的綠色化”要求的是( )
A. 分解反應(yīng) B. 置換反應(yīng) C. 復分解反應(yīng) D. 化合反應(yīng)
[解析]:分解反應(yīng)、置換反應(yīng)、復分解反應(yīng)的生成物至少是兩種;化合反應(yīng)的生成物有且只有一種。
[答案]:D
篇7
關(guān)鍵詞:任務(wù)型教學法 高中化學教學 應(yīng)用研究
中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:C 文章編號:1672-1578(2016)12-0139-01
隨著化學學習內(nèi)容的不斷加深,其高中的教學理念也應(yīng)有相應(yīng)的改變,為了增強學生的主體意識,將學生的學習變被動為主動,并能將所學的化學知識能有效的付諸于實踐,在高中化學采用任務(wù)驅(qū)動法的教學模式勢在必行。經(jīng)研究表明,任務(wù)驅(qū)動法不管是從理論還是從實際上都具有較強的靈活性和易于理解的特點,其在學習理念上顛覆了教師授之于魚的傳統(tǒng)思想,真正把學生作為學習的實踐者。學生在任務(wù)驅(qū)動法的教學模式下能夠自主學習,有利于學生之間相互交流、相互啟發(fā),不斷拓展對化學知識的理解思維,同時學生能高效地將多個細分的任務(wù)進行逐步攻破,減輕了學生學習的負擔。下面結(jié)合個人經(jīng)驗,筆者對任務(wù)驅(qū)動法在高中化學教學的應(yīng)用,談?wù)剛€人的看法。
1 合理安排任務(wù),明確教學基本環(huán)節(jié)
明確任務(wù)、合作探究是高中化學教學中常用的教學手段。教師在細分教學任務(wù)的時候,應(yīng)準確把握教學內(nèi)容的應(yīng)用,并及時設(shè)計出具體化的任務(wù)計劃。如若教學大綱有了一定的變化,要及時進行教學內(nèi)容的調(diào)整。任務(wù)驅(qū)動法的主要實施流程主要分為任務(wù)設(shè)計、任務(wù)呈現(xiàn)、任務(wù)完成和任務(wù)反審等四個步驟,要求教師應(yīng)緊跟教學大綱,明確任務(wù)的分配,高效完成教學任務(wù)。例如:高中化學對于發(fā)生化學反應(yīng)后的溶液顏色變化,因為其化學反應(yīng)方程式太多,學生容易將其混淆,教師將按照任務(wù)的四個環(huán)節(jié)進行指導學生學習,如鐵與硫酸銅反應(yīng),溶液開始時顏色是藍色,反應(yīng)結(jié)束后顏色變?yōu)闇\綠色,再如鐵與硝酸銀反應(yīng),溶液由無色變成淺綠色。首先,進行明確任務(wù):即通過學生自主實踐完成化學反應(yīng)整個過程,并觀察化學反應(yīng)后溶液的顏色變化;然后進行任務(wù)呈現(xiàn)環(huán)節(jié),學生把試驗所觀察的現(xiàn)象進行組內(nèi)討論;緊接著,結(jié)束試驗操作,規(guī)整試驗臺;最后由教師進行任務(wù)反審,并對實驗過程進行評價。在此,學生能有效的按照教師指定的教學環(huán)節(jié)一步步完成其教學任務(wù)。通過合理設(shè)計任務(wù),一是讓學生具有完成每個任務(wù)而具有一定的成就感,同時能有效地增強學生的動手實踐能力,有利于學生自主學習,其對知識的掌握程度也較為堅實。
2 創(chuàng)設(shè)教學情境,逐步引出教學任務(wù)
在高中化學教學中利用創(chuàng)建化學情境引出教學任務(wù)是一種著實有效的教學手段,這種教學方法一來可以有效的增強學生的學習興趣,二來對學生更好地吸收內(nèi)化化學理論知識具有良好的促進作用。正如大家所知道的,高中化學的所有涉及的理論知識都是由實驗一步步歸納總結(jié)而來的,故設(shè)置極具特色的化學實驗場景,可以有效地提高學生的化學素養(yǎng)。例如:在學習“化學平衡”這一課時時,由觀察隨著化學反應(yīng)的進行程度,看燒杯壁的溫度是增高了還是降低了,由此判斷,此化學平衡反應(yīng)時吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)。根據(jù)其瓶內(nèi)的大氣壓是增高還是降低,讓學生認識到某個化學反應(yīng)方程式是向氣體體積增大的方向改變,還是想氣體體積減小的方向進行變化,有效地掌握了相應(yīng)的化學知識。同時也可以根據(jù)觀察增大或減小反應(yīng)物的濃度時,其平衡移動的方向進行了解外界環(huán)境的變化對化學平衡的影響。教師應(yīng)在此給出情境的基礎(chǔ)上,及時向?qū)W生提出細化后的學習任務(wù),如在上述反應(yīng)過程中,學生只是初步感知了隨著化學環(huán)境的變化,其有什么化學反應(yīng),殊不明確如何正確判斷化學反應(yīng)過程中,改變某一條件,其它因素對化學平衡的影響?對于正確把握化學反應(yīng)中吸熱和放熱反應(yīng)的概念也有一定的模糊感。故教師在進行創(chuàng)設(shè)情境,引出教學任務(wù)的過程中要注重將學生對化學的學習由直觀向抽象進行逐步過渡,從而由簡入深,逐步完成教學任務(wù)。
3 進行小組交流,全面鞏固學習任務(wù)
在進行化學實踐操作時,小組間很容易產(chǎn)生其實驗結(jié)果的差異,如果此時在教室安排的任務(wù)下,把各實驗結(jié)果存在的差異能拿到課堂上進行討論并分析產(chǎn)生差異的原因,有利于學生進一步對有關(guān)化學知識的理解。例如:在進行判定中和反應(yīng)和分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)時,有的學生可能會因為實驗過程操作方式不正規(guī)而出現(xiàn)判定結(jié)果和其他同學存在誤差的現(xiàn)象。那么,不同小組之間對于出現(xiàn)的差異產(chǎn)生了質(zhì)疑,并能夠積極主動地進行實驗步驟的分析。如若通過學生小組之間討論能夠找出出現(xiàn)結(jié)果誤差的原因,自然皆大歡喜,如若學生不能準確認識到出現(xiàn)差異的原因,通過教師對其指導和點撥,也能在原有的基礎(chǔ)上幫助學生回顧在執(zhí)行任務(wù)的過程中所獲得知識,從而進行整堂課的回顧加強,無疑也對學生今后正確自主思考問題具有一定的促進作用。另外,要求教師要針對小組的探究過程和質(zhì)疑的問題進行及時的評價,評價的內(nèi)容主要表現(xiàn)在兩方面:一、對本次任務(wù)的主干知識在進行進一步的歸納總結(jié),加深印象;二是對于小組中存在的缺點要進行及時的指出,并鼓勵學生積極參與組間的交流合作。
4 結(jié)語
總之,高中化學教學過程實施任務(wù)型教學法,對于培養(yǎng)學生化學素養(yǎng)以及對學生今后能夠自主學習、主動學習、樂于學習都有一定的促進作用,故要求教師能夠在授課過程中,靈活運用任務(wù)教學法,并不斷對其進行探索、優(yōu)化。
參考文獻:
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篇8
一、化學反應(yīng)現(xiàn)象
現(xiàn)象,是事物表現(xiàn)出來的,能被人感覺到的一切情況(包括看到、聽到、聞到、觸摸到的).
物質(zhì)在發(fā)生化學反應(yīng)時,常常會伴隨發(fā)生一些現(xiàn)象.(1)顏色變化:酸堿指示劑,如石蕊溶液遇酸紫色變紅色;干燥劑,如無水硫酸銅遇水變藍色.(2)發(fā)光、發(fā)熱,如硫在空氣中燃燒發(fā)出淡藍色火焰,放出大量的熱;酸堿中和放熱.(3)產(chǎn)生氣體,如雙氧水與二氧化錳混合產(chǎn)生氧氣.(4)產(chǎn)生沉淀,如二氧化碳通入澄清石灰水中有渾濁.(5)溫度變化,如天然氣燃燒可以做飯.(6)性質(zhì)變化,如柔軟的泥坯放入窯中燒烤制得陶器;等等.其中只有一部分是能用肉眼看得出的現(xiàn)象,主要有以下這些:產(chǎn)生氣體,改變顏色,燃燒,沉淀,渾濁,溶解,吸收氣體,凝固等,這些現(xiàn)象可以幫助我們判斷有沒有發(fā)生化學變化.
二、化學反應(yīng)現(xiàn)象與結(jié)論
實驗現(xiàn)象是人通過感覺器官(如眼、耳、鼻等)所感知的特征.物質(zhì)的顏色、狀態(tài)、氣味等人可以感知,而物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、組成卻是不能被感知的,并且生成物的名稱是通過實驗、經(jīng)過分析,推斷得出的.因此不能用實驗結(jié)論代替反應(yīng)現(xiàn)象.
例如,鋅與稀硫酸反應(yīng)的現(xiàn)象是產(chǎn)生氣泡,鋅粒逐漸消失,描述成“生成了氫氣”就成實驗結(jié)論;堿式碳酸銅受熱分解的反應(yīng)現(xiàn)象應(yīng)是綠色粉末逐漸變黑,試管內(nèi)壁出現(xiàn)無色液珠,同時生成一種能使澄清石灰水變渾濁的氣體,敘述成“生成黑色氧化銅,同時生成水和二氧化碳”就是實驗結(jié)論.
三、化學反應(yīng)現(xiàn)象的描述
化學反應(yīng)現(xiàn)象十分復雜,有些現(xiàn)象易被忽視,要對實驗現(xiàn)象做出準確的描述,首先要學會科學地、認真地觀察實驗現(xiàn)象.(1)關(guān)注物質(zhì)的性質(zhì)(反應(yīng)物、生成物),如顏色、狀態(tài)氣味、硬度、密度等,以及能否燃燒、燃燒產(chǎn)物的狀態(tài)等.(2)關(guān)注物質(zhì)的變化.(3)關(guān)注物質(zhì)的變化的過程及其現(xiàn)象,對物質(zhì)在變化前、變化中和變化后的現(xiàn)象進行觀察和描述,并進行比較分析和記錄.變化前:記錄物質(zhì)的名稱、形態(tài)、外觀;變化中:觀察并記錄物質(zhì)的顏色、狀態(tài)、氣味以及其他現(xiàn)象;變化后:記錄生成物的名稱、形態(tài)、外觀.
在描述實驗現(xiàn)象時,要仔細全面,學會盡可能用簡潔的語言說明什么物質(zhì)在什么環(huán)境下發(fā)生什么反應(yīng),同時伴隨什么現(xiàn)象.
第一,要注意準確地描述實驗現(xiàn)象.如放出熱量(氣體)、發(fā)出白光、冒出氣泡等,避免用詞不當.
例如,向澄清石灰水中通入二氧化碳后看到的只是“澄清石灰水變渾濁”,若描述成“出現(xiàn)白色沉淀”就不妥當.
第二,要注意表達的完整性.如描述物質(zhì)在氧氣中燃燒的現(xiàn)象可先描述發(fā)光(或火焰)的顏色,再描述放出熱量,最后再描述生成物顏色、狀態(tài)、氣味等.同時,要正確區(qū)分“發(fā)光”與“火焰”,“煙”與“霧”等的不同,避免張冠李戴.“發(fā)光”是指固體微粒被灼熱的結(jié)果,沒有產(chǎn)生火苗.“火焰”是氣體燃燒時伴生的現(xiàn)象,即平常所說的“火苗”.如點燃鎂帶稱為“耀眼的白光”,鐵絲在氧氣中燃燒稱為“火星四射”.硫在氧氣中燃燒,硫先熔化再氣化,實際上燃燒的是硫蒸氣,現(xiàn)象為“明亮的藍紫色火焰”.“煙”是固體小顆粒懸浮于氣體中產(chǎn)生的,“霧”是液體小液滴分散在氣體中形成的.
例如,磷在氧氣中燃燒生成五氧化二磷這種白色固體小顆粒懸浮在氧氣中,其實驗現(xiàn)象是“產(chǎn)生大量濃白煙”,不能稱為“產(chǎn)生白霧”.
又如,打開裝濃鹽酸的瓶塞,實驗現(xiàn)象應(yīng)產(chǎn)生“白霧”,而不能說“白煙”,因為看到的是鹽酸中揮發(fā)出的氯化氫氣體與空氣中水蒸氣結(jié)合形成了鹽酸小液滴.
四、化學反應(yīng)現(xiàn)象與反應(yīng)
物質(zhì)在發(fā)生化學反應(yīng)時,常常會伴隨發(fā)生一些現(xiàn)象,如放熱、發(fā)光、變色、 放出氣體、生成沉淀等,這些現(xiàn)象可以幫助我們判斷化學反應(yīng)是否發(fā)生, 但有些化學反應(yīng)卻觀察不到明顯的現(xiàn)象.如要證明氫氧化鈉和稀鹽酸能發(fā)生化學反應(yīng),可借助酚酞指示劑指示反應(yīng)的進行,或通過測定實驗過程中溶液的電導率等方法進行檢測.同時,應(yīng)注意到物理變化也常伴有發(fā)光(電燈)、放熱(摩擦)、放出氣體(啟開汽水瓶蓋)、顏色變化(氧氣變成液氧)、產(chǎn)生沉淀物等現(xiàn)象,只是沒有新物質(zhì)生成,這是物理變化與化學變化的根本區(qū)別.
篇9
關(guān)鍵詞: 綠色化學 可持續(xù)發(fā)展 中學化學教學
人類的進化和發(fā)展離不開周圍環(huán)境的變化,協(xié)調(diào)環(huán)境保護與經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系,實現(xiàn)經(jīng)濟與環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,已經(jīng)成為包括我國在內(nèi)的世界環(huán)境保護工作的主題。新課程理念下的化學教學應(yīng)該結(jié)合學科特點加強可持續(xù)發(fā)展觀的教育,有助于進一步提高學生保護生態(tài)環(huán)境的意識。
一、綠色化學和可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵。
綠色化學又稱為環(huán)境無害化學、環(huán)境友好化學、清潔化學,是指設(shè)計沒有或盡可能小的環(huán)境副作用,并且在技術(shù)和經(jīng)濟上可行的化學品和化學過程的一門科學。綠色化學在資源合理充分利用和環(huán)境保護方面有重要作用,是我國進行現(xiàn)代化建設(shè)和貫徹可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的一個不可分割的部分。
可持續(xù)發(fā)展是什么呢?它是一種社會發(fā)展,其既可以滿足當代人的需要,又不危及可滿足后代人需要的可能性。換句話說,就是經(jīng)濟、社會資源與環(huán)境保護的協(xié)調(diào)發(fā)展,既達到發(fā)展經(jīng)濟的目的,又能保護人類賴以生存的自然資源和環(huán)境,使我們子孫后代能永續(xù)發(fā)展和安居樂業(yè)。要確??沙掷m(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施,關(guān)鍵是教育??沙掷m(xù)發(fā)展教育是伴隨可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略而產(chǎn)生的,它既是可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分,又是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要手段,為了可持續(xù)發(fā)展??沙掷m(xù)發(fā)展教育的基礎(chǔ)在學校,通過在學校開展可持續(xù)發(fā)展教育,受教育者具有可持續(xù)發(fā)展的知識和觀念,提高他們的生態(tài)、環(huán)境意識,增強其社會責任感。同時,使他們能夠把自己學習到的有關(guān)可持續(xù)發(fā)展的知識進行宣傳普及,改變傳統(tǒng)發(fā)展觀,喚起可持續(xù)發(fā)展意識,自覺地為維護和實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展采取新的思維方式、生活方式與工作方式,積極投身于可持續(xù)發(fā)展的社會實踐,使社會、人、自然獲得協(xié)調(diào)發(fā)展,從而為實現(xiàn)國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,推進國家經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展進程奠定堅實的基礎(chǔ)。在課程教學中,可持續(xù)發(fā)展教育就是指:用可持續(xù)發(fā)展方面的科學知識、科學思想對受教育者進行教育與訓練,使他們形成可持續(xù)發(fā)展思想與相關(guān)知識及能力的過程。
二、化學教學中實施綠色化學與可持續(xù)發(fā)展教育的必要性和可行性。
化學科學的研究成果和化學知識的應(yīng)用,為我們創(chuàng)造了五彩的世界,我們的衣食住行已離不開化學。但由于化學品的濫用及生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用,煤的燃燒,機動車輛的使用等嚴重破壞了本來綠色平和的生態(tài)系統(tǒng),帶來了大氣污染、臭氧層破壞、溫室效應(yīng)、水污染、白色污染、有毒化學品等,使人類的健康受到威脅。以致一談到化學,人們就聯(lián)想到有毒、有害的東西,化學在一定程度上產(chǎn)生了發(fā)展危機。解決化學污染問題,在教學中滲透綠色化學和可持續(xù)發(fā)展思想,培養(yǎng)學生的環(huán)保意識,是一件事刻不容緩、關(guān)系未來、影響深遠的大事。而化學教學恰恰為我們提供了實施這一事件的可能性。化學新課程標準明確指出了進行面向可持續(xù)發(fā)展教育的目標包括三方面:1.知識與技能:從化學的角度解釋環(huán)境和從環(huán)境的角度認識化學,獲得化學與環(huán)境及環(huán)境問題的有關(guān)經(jīng)驗及研究綠色化學和用化學知識解決環(huán)境問題的技能。2.過程與方法:利用各種教學資源,提供參與各種層次的用化學知識解決環(huán)境問題和研究綠色化學的機會,培養(yǎng)學生的參與意識,養(yǎng)成良好的環(huán)境行為習慣。3。情感態(tài)度與價值觀:樹立可持續(xù)發(fā)展觀、環(huán)境道德觀、環(huán)境價值觀及關(guān)心環(huán)境的情感等。
所以,化學學科與環(huán)境緊密相關(guān),實施環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展教育,化學教學既有獨特的優(yōu)勢,又有義不容辭的責任?;瘜W教材中蘊含了較豐富的可持續(xù)發(fā)展教育的內(nèi)容?;瘜W教師可深入鉆研教材,系統(tǒng)分析教材,挖掘教材中可持續(xù)發(fā)展教育的知識和思想,針對學生的知識水平,選擇好教學與可持續(xù)發(fā)展教育的最佳結(jié)合點,按照“適時、適度、適量”的原則,進行合理的拓展與恰當?shù)臐B透,讓學生從可持續(xù)發(fā)展的高度關(guān)心環(huán)境及環(huán)境問題,使學生理解人與自然、人與社會、人與人之間的相互依存關(guān)系,認識到他們的態(tài)度、行為和決定能夠?qū)ΜF(xiàn)在和將來的全球環(huán)境、整個社會產(chǎn)生影響。從而使學生接受可持續(xù)發(fā)展知識和思想,樹立起可持續(xù)發(fā)展意識和理念,培養(yǎng)學生從事可持續(xù)發(fā)展研究與開發(fā)的能力。同時,從可持續(xù)發(fā)展的角度來看,化學中許多物質(zhì)的制取反應(yīng)、化學工藝等都是值得討論和重新考慮的。這給改革化學教學、培養(yǎng)學生的探究精神和創(chuàng)新能力提供了良好的契機。因此,在化學教學中開展與之相應(yīng)的可持續(xù)發(fā)展教育是必要性,也是可行的,有重要的意義。
三、化學教學中實施綠色化學和可持續(xù)發(fā)展教育的策略。
1.教師應(yīng)轉(zhuǎn)變觀念,牢固樹立綠色化學與可持續(xù)發(fā)展意識。
環(huán)境危機意識是可持續(xù)發(fā)展教育最適宜的切入點,人類生存和發(fā)展中出現(xiàn)的一些重大環(huán)境問題,都與化學有關(guān)。而綠色意識是人類追求自然完美的一種高級表現(xiàn),追求的是人對自然的尊重及人與自然的和諧關(guān)系。綠色化學正是以這種綠色意識為指導,研究和設(shè)計沒有(或盡可能少的)環(huán)境副作用、在技術(shù)上和經(jīng)濟上可行的化學品與化學過程。綠色化學是對環(huán)境更友善、更安全的化學。其目標是研究與尋找能充分利用的無毒害原材料,最大限度地節(jié)約能源,在各環(huán)節(jié)都實現(xiàn)凈化和無污染的反應(yīng)途徑和工藝。近年來,綠色化學的研究主要圍繞化學反應(yīng)、原料、催化劑、溶劑和產(chǎn)品的綠色化開展的。綠色化學是一種面向21世紀的高層次化學,是精品的化學,是現(xiàn)代化的化學,代表著化學的未來發(fā)展方向。如何把綠色化學和可持續(xù)發(fā)展教育融于中學化學課堂教學中,對于化學教育工作者來說,是一個嶄新的課題。首要的任務(wù)之一是化學教師應(yīng)轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的化學教育觀,樹立綠色意識,用可持續(xù)發(fā)展的眼光重新審視中學化學的各種反應(yīng)、實驗及思考如何將綠色化學的研究成果引進課堂,以此激發(fā)學生學習化學的興趣,拓展學生的思維空間,培養(yǎng)其創(chuàng)新精神?;瘜W教材中有60%以上的知識是通過實驗引入或闡述的,實驗中教師對實驗廢物的態(tài)度對學生環(huán)境意識的培養(yǎng)具有直接的示范和表率作用。教師應(yīng)是“綠色化學實驗”的積極倡導者,努力做到實驗無害化,處理廢氣、廢水,變廢為寶:實驗微型化,節(jié)約藥品,減少對環(huán)境的影響。如在講氯氣、二氧化硫、二氧化氮這些知識點時,由于這些氣體有毒,我們使用它們的尾氣不能亂排放到空氣中而應(yīng)該用堿液吸收,這樣就把環(huán)境保護問題有機滲透到實際的教學過程中。因此,化學教師綠色意識的樹立,是綠色化學走向中學課堂的前提,也只有這樣,化學教育才有正確的方向。
2.開展形式多樣的教學活動,培養(yǎng)學生的綠色意識。
對學生綠色意識的培養(yǎng),應(yīng)注重讓學生從感性認識開始,只有建立在感性認識的基礎(chǔ)上,才能從本質(zhì)上理解綠色意識。這種感性認識的獲得是指在化學教師的指導下,讓學生通過自身實踐,去感知、體驗由于濫用化學品及其生產(chǎn)技術(shù)而帶來的環(huán)境污染的嚴重性及治理污染的局限性。進而從關(guān)注污染如何治理轉(zhuǎn)移到如何預防污染這一認識水平上。因此,為配合化學課堂教學,應(yīng)采取形式多樣的教學活動。通過多種形式的實踐活動,如通過對學校所處地區(qū)近年來空氣污染情況,江河湖泊水質(zhì)情況,以及土壤受污染情況的調(diào)查,通過對化肥廠、農(nóng)藥廠、造紙廠等化工企業(yè)排污情況的調(diào)查,通過對風景旅游區(qū)、生態(tài)農(nóng)業(yè)示范區(qū)或無公害蔬菜生產(chǎn)基地的考察、參觀、訪問等,加深對化學造成的環(huán)境污染的認識;并進一步思考,將其與自己的利益和行為聯(lián)系起來,從而使他們主動地關(guān)心、愛護學校的環(huán)境,并將環(huán)境意識、對環(huán)境的情感外化為自覺的、具體的環(huán)境行為,積極參與改善學校環(huán)境的活動。如參與學校有關(guān)環(huán)境政策方面的討論和決策;倡導改善學校環(huán)境的良好行為;對學校的垃圾進行分類處理;舉辦廢物再利用作品展覽;提出改善空氣質(zhì)量的措施,等等,以此提高學生的環(huán)保意識:環(huán)保必須從現(xiàn)在做起,從自身做起。如不隨意倒垃圾、回收廢舊電池、回收廢塑料、盡量減少塑料袋制品的使用、減少紙張的使用、保護花草樹木,等等,為環(huán)境保護盡一份力量。使學生親身感受到環(huán)保問題的現(xiàn)實性和重要性,環(huán)保的長久性及艱巨性。此外,充分利用現(xiàn)代化的教學手段,如利用投影、錄音、錄像、電腦模擬展示臭氧空洞、全球氣候變暖、酸雨、白色污染等重大環(huán)境問題,讓學生更直觀、更形象地認識綠色化學的內(nèi)容,激發(fā)學生治理環(huán)境的緊迫感,使他們真正認識到“先發(fā)展、后治理”的不可取。同時還重視介紹減污治污的新成果,如二氧化碳深開發(fā)技術(shù)的突破、綠色冰箱的推廣、降解塑料的研制等,使學生對解決環(huán)境問題產(chǎn)生希望,從消極順應(yīng)到積極治理,對于環(huán)境問題,還可以組織學生討論,使學生充分認識到破壞環(huán)境給人類帶來的嚴重惡果。同時,也可以把可持續(xù)發(fā)展思想與化學美育結(jié)合起來。讓學生從美的角度解釋環(huán)境,喚起他們欣賞、表現(xiàn)、創(chuàng)造環(huán)境美的熱情。
3.通過綠色實驗和課外活動,培養(yǎng)學生的情感體驗和創(chuàng)新精神。
實驗及課外活動是進行可持續(xù)發(fā)展教育非常重要的手段和途徑。情感體驗可以直接影響和調(diào)節(jié)人的行為。通過化學實驗及課外活動進行可持續(xù)發(fā)展教育,培養(yǎng)學生的情感體驗,符合可持續(xù)發(fā)展教育的要求,能吸引學生,收效較大。在中學化學教材中,有許多學生實驗及演示實驗,這些實驗涉及的化學反應(yīng),許多是有一定毒性的或反應(yīng)過程會釋放出有毒、有害的氣體。如何對這些反應(yīng)或?qū)嶒炦M行綠色改造,即如何選擇無毒的反應(yīng)代替有毒反應(yīng)物,如何減少反應(yīng)過程中污染物的產(chǎn)生,這是化學教師及學生必須考慮的。同時,從綠色角度來評價一個化學反應(yīng)、化學實驗,有助于學生拓展思維空間,培養(yǎng)其創(chuàng)新精神。如:
①制取HCl時,用水吸收多余的氯化氫氣體,制取Cl■時,用NaOH吸收尾氣;
②合成硫酸、硝酸時,過量的SO■、SO■應(yīng)以氨水吸收,NO、NO■應(yīng)以NaOH吸收;
③溶液中的重金屬離子可用鉛、鐵等輕金屬還原,銀鏡反應(yīng)的廢液可回收利用;
④制取硝基苯等揮發(fā)性較強的有毒物質(zhì)時,應(yīng)安裝一個冷凝管回流有毒氣體;
⑤萃取后的苯和實驗中殘余的一氧化碳可以燃燒,溴苯可以堿解;
⑥硫化氫與二氧化硫的實驗可以在封閉式的裝置中進行;
⑦硫化氫燃燒實驗,可以用漏斗罩在火焰上方,使產(chǎn)生的二氧化硫經(jīng)漏斗通過其連接的U型管(內(nèi)盛稀氨水),吸收液可作化肥使用;
⑧用實驗方法鑒別濃HNO3、稀HNO3時,銅片改用銅絲,不需反應(yīng)時,只要抽出銅絲,反應(yīng)即停止;
⑨用微型化學實驗進行氯離子的檢驗、碘升華實驗、銅和濃硝酸的反應(yīng)(利用注射器代替試管進行試驗,取一支10毫升的注射器,抽出活塞,在針筒內(nèi)裝入0.04克銅屑,推上活塞并吸入0.1毫升的濃硝酸,觀察現(xiàn)象,等反應(yīng)完畢后將注射器中液體小心排入廢液瓶中,無色氣體針筒內(nèi)再吸入空氣,可見到無色氣體變成紅棕色)。改進后的裝置是封閉體系,這樣不僅節(jié)約了藥品,同時易于對比觀察,效果顯著,還減少了廢液、廢渣和有害氣體的產(chǎn)生;
⑩用高錳酸鉀制氧氣的殘留固體可用做氯酸分解制取氧氣的催化劑,最終殘余物還可以用于鉀的焰色反應(yīng),或用做花、草、樹、木的肥料。
所以,當學生有了綠色意識之后,即可用綠色觀點評價一個化學反應(yīng)、實驗的優(yōu)劣,從而促進學生多角度地思考問題,鍛煉其思維能力。這樣的例子很多,例如:做硫在純氧中的燃燒實驗時,不妨在反應(yīng)瓶中盛少量水以吸收產(chǎn)物SO2,防止其進入實驗室。再如,要求學生通過一定的化學反應(yīng)制硫酸銅時,有下列三種途徑:
①CuCl■+H■SO■(濃)=CuSO■+2HCl
②②Cu+2H■SO■(濃)=CuSO■+SO■+2H■O
③a.Cu+O■=CuO b.CuO+H■SO■(?。?CuSO■+H■O
從綠色角度啟發(fā)學生思考,不難得出我們應(yīng)該選擇途徑③來實現(xiàn)的結(jié)論。
總之,化學與可持續(xù)發(fā)展教育緊密相關(guān),化學新課程應(yīng)從本學科的特點出發(fā),由淺入深地、持續(xù)不斷地對學生進行可持續(xù)發(fā)展觀的教育。讓學生認識、學習和研究綠色化學,從而改善環(huán)境、提高生活質(zhì)量,同時充分發(fā)揮學生學習的主體作用,建構(gòu)可持續(xù)發(fā)展教育體系,為改善我們的地球環(huán)境,獲得更好的經(jīng)濟和社會效益,為人類的可持續(xù)發(fā)展作出應(yīng)有的貢獻。
參考文獻:
[1]仲崇立.綠色化學導論.化學工業(yè)出版社,2000.
篇10
關(guān)鍵詞:綠色化學 綠色化學化工 綠色度定量化 綠色非綠
隨著全球范圍內(nèi)人口的膨脹、能源和資源的短缺、環(huán)境污染問題的日益突出,世界各國政府以及人們在享受現(xiàn)代科學與技術(shù)給人們帶來的巨大便利和快樂的同時,也逐漸意識到人們未來面臨的巨大生存危機和困難。為了喚起人們對環(huán)境保護的重視和綠色產(chǎn)品和工程的關(guān)注,許多諸如可持續(xù)發(fā)展、循環(huán)經(jīng)濟、綠色產(chǎn)品、綠色化學等詞匯大量涌現(xiàn)。盡管“綠色化學”這個詞的使用頻率非常之高,如政府、媒體、工廠、研究機構(gòu)人員等均將其廣泛使用于政府報告、規(guī)劃、研究論文中。但是,象使用“納米”一樣,許多人只是更多將其作為一種“時髦”的詞在使用,而對其真正含義以及其中一些深層次的問題,卻不甚了解,甚至經(jīng)常將其與環(huán)境保護、可持續(xù)發(fā)展以及循環(huán)經(jīng)濟混為一談。這些問題不僅造成了綠色化學概念的濫用和混亂,而且還尚未引起人們,特別是學術(shù)界的普遍注意。基于這種情況,作者認為非常必要對綠色化學與化工的基本問題,諸如其定義、原理、它的本質(zhì)、特征、研究范圍、對象等以及產(chǎn)品和過程綠色度的定量評價等,應(yīng)該有一個清晰的界定。而對其存在的問題,如離子液體等研究中出現(xiàn)的“綠色非綠”等問題,應(yīng)該有清醒的認識,并力爭去加以解決。
特別需要說明的是:“綠色化學”與“綠色化學化工”概念相同,使用“綠色化學化工”是為了強調(diào)“綠色化學”與“化工”的關(guān)系。為此,作者結(jié)合綠色化學以及綠色化工發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢,從綠色化學化工的基本問題出發(fā),從多個角度或多個層面來談?wù)劸G色化學與化工的基本問題,希望能引起學術(shù)界和政府部門的重視和討論,在大家討論和爭論的基礎(chǔ)上,最終達到正本清源的效果。
一、綠色化學化工基本問題的發(fā)展及研究進展
1984 年美國環(huán)保局首先提出“廢物最小化”,初步體現(xiàn)綠色化學的思想。而到1989 年美國環(huán)保局提出“污染預防”——綠色化學思想才初步形成,1990 年美國聯(lián)邦政府通過“防止污染行動”的法令,將污染的防止確立為國策之后,才第一次出現(xiàn)“綠色化學”這個詞匯。盡管這個詞出現(xiàn)至今已近17年,但其含義,也即其定義卻也在不斷的發(fā)展和變化。剛出現(xiàn)時,它更多的是代表一種理念、一種愿望。但隨著時間的流逝,它本身在不斷的發(fā)展變化中逐步趨于實際應(yīng)用,且其發(fā)展與化工密切相關(guān)。實際上,綠色化學代表了化學和化工學科的共同發(fā)展趨勢和目標之一,即無論是化學還是化工,不僅要面對社會發(fā)展對環(huán)境、健康和能源等方面日益嚴格的要求,而且還要面臨來自其他新興學科前所未有的挑戰(zhàn)。而綠色化學在連接化學與化工中所起的橋梁作用就體現(xiàn)得越來越明顯。
二、綠色化學和化工的發(fā)展趨勢
按照技術(shù)領(lǐng)域作者提出了綠色化工產(chǎn)品設(shè)計、新型反應(yīng)技術(shù)、溶劑的綠色化及綠色溶劑等幾個方面綠色化學和化工的發(fā)展趨勢。
1.綠色化工產(chǎn)品設(shè)計
綠色化工產(chǎn)品設(shè)計要求對環(huán)境的影響最小化,這包括設(shè)計過程中的生命周期分析和循環(huán)回收、回用設(shè)計等。如果一個產(chǎn)品本身對環(huán)境有害,僅僅降低其成本和改進其生產(chǎn)工藝對環(huán)境的影響是不夠的,化學工業(yè)需要思考更多的是產(chǎn)品全生命周期中的成本和收益,特別是要考慮社會和環(huán)境的成本。因此,國家在這方面的法律法規(guī)對于產(chǎn)品設(shè)計的綠色化具有很大的影響。其中發(fā)達國家對于化工產(chǎn)品“綠色化”的要求,以及發(fā)展中國家受到“綠色壁壘”的限制,使得化工產(chǎn)品設(shè)計的綠色化成為必然趨勢。在綠色化工產(chǎn)品設(shè)計時,要遵循全生命周期設(shè)計、再循環(huán)和再使用設(shè)計、降低原料和能量消耗設(shè)計以及利用計算機技術(shù)進行綠色化工產(chǎn)品的設(shè)計等原則。由于大多數(shù)人只考慮到他們直接控制的產(chǎn)品生命周期部分,造成化工產(chǎn)品全生命周期的想法尚不能深入化學工業(yè)界。另外,化工產(chǎn)品設(shè)計的綠色化并沒有成為企業(yè)發(fā)展的機遇,而更多的是企業(yè)被大環(huán)境所逼而致的。因此,綠色化設(shè)計的積極性急需提升。綠色化設(shè)計的標準和方法尚未建立也是其發(fā)展的重要障礙。還有新材料,如納米材料的安全性等方面的問題。
2.新型反應(yīng)技術(shù)
迄今為止,化學家構(gòu)筑了大量的化學反應(yīng),已有十幾年沒有新的人名反應(yīng)出現(xiàn),因此僅從化學反應(yīng)本身開發(fā)新的反應(yīng)已經(jīng)難上加難。從綠色角度來看,由于很多傳統(tǒng)有機合成反應(yīng)用到有毒試劑和溶劑,這些有毒試劑和溶劑的綠色替代物的開發(fā)給這些傳統(tǒng)反應(yīng)的重新構(gòu)筑提供了機遇。另外反應(yīng)與生物技術(shù)、分離技術(shù)、納米技術(shù)等的結(jié)合使得開發(fā)新型反應(yīng)路徑仍有空間。
3.溶劑的綠色化及綠色溶劑