前言:中文期刊網精心挑選了綠色化學的原理范文供你參考和學習,希望我們的參考范文能激發你的文章創作靈感,歡迎閱讀。
綠色化學的原理范文1
綠色化學,顧名思義,就是對環境無害的化學,也通常被稱為無公害化學.從環境保護的角度說,綠色化學可以定義為利用化學相關知識,減少或者消除對人體、環境有害的物質,達到化學無公害化.有關學者提出了原子利用率理論,本質含義就是盡量做到把每一個原子都充分利用,做到真正的百分百利用.隨著科技的發展,綠色化學成為了一門交叉學科,不僅涉及化學工藝學,而且還可能涉及機械、化工、電子、自控等多個學科門類.隨著世界各國積極倡導綠色化學,大力扶持相關產業,也使綠色化學成為一門朝陽產業.
2.綠色化學的核心內容
通過對上文中綠色化學的多角度定義可以得知,綠色化學的核心是綠色,綠色當然是一個替代詞.綠色化學的理念基礎就是我們通常所說的5R原則,所謂5R原則來源就是五個綠色化學關鍵詞的英文首字母,具體為減量(含義為盡量減少相關污染物的排放)、循環使用(對涉及的原材料循環使用,達到高利用率)、回收(對相應的污染物進行回收處理,做到不浪費一點資源)、再生(再生的含義就是盡量使用可以再生的資源,在原料的選擇上下功夫,以利于環境保護)、拒用(拒用的含義就是拒絕使用有害物質,積極研發替代品).通過對5R原則的介紹,我們知道,綠色化學的核心理念就是節約資源,保護環境.
二、化學教學中引入綠色化學的必要性
1.綠色化學與中學化學教育
化學教育是中學生必修的一門科學基礎課,也是我國實施科教興國戰略的重要組成部分,對于培養高素質人才至關重要.在中學階段,化學課程的主要任務就是普及化學知識,激發學生的興趣.中學階段的化學課程處于啟蒙階段,所以在學生啟蒙階段積極培養學生的綠色化學觀念十分重要,對于實現可持續發展也有一定的教育作用.
2.在中學化學中如何引入綠色化學
熟悉中學化學教材的人都知道,在教材的相關章節中提到了綠色化學的重要性,為了從感官上培養學生的綠色化學觀念.如在制備有毒氣體時,我們一般的常識是在通風櫥中進行,現在結合現有的實驗設備,為了提高反應效率,可以在完全密封的環境下進行反應,這樣既可以獲得較高的反應效率,又可以做到有毒氣體零排放,通過有毒氣體的制取實驗,也可以引入綠色化學概念,提高學生的綠色化學修養.
三、實驗教學中滲透綠色化學理念
1.培養學生綠色化學意識
查閱相關資料得知,我國中學生在綠色化學素養培養方面普遍較差,為了改變這一現狀,積極倡導綠色化學觀念,必須在化學教學與實驗中培養學生的綠色化學素養.我國化學教育現狀是重視學生的理論成績,不重視學生的綜合素質培養,特別是綠色化學理念的培養,在這種背景下,教師要承擔起綠色化學理念傳播者的重任,以身作則,在化學實驗中積極倡導并身體力行綠色化學理念,積極響應國家可持續發展號召,以5R原則為指導原則(5R原則即減量、循環、回收、再生、拒用)來培養學生的綠色化學理念.也可以作為實驗準則,解決教學實驗中容易出現的浪費和污染環境的系列問題,相關教學單位,可以考慮把5R原則作為實驗室守則予以公布,真正發揮5R原則的作用,切實讓學生知道綠色化學的重要性.
2.應用綠色化學原理,改進化學實驗設計
在5R原則的指導下,以綠色化學理念的培養為契機,積極應用綠色化學原理,改進中學化學實驗設計,真正做到綠色化學在理念上深入人心,在實際行動上做到實處,結合當今中學實驗室實際,本文詳細介紹如何利用綠色化學原理,對現在的中學化學實驗進行徹底改造,為了脈絡清晰,本文從以下幾個方面介紹:
(1)積極探索新方法
化學是一門奇妙的學科,方法多樣性是其主要特點,化學反應不是固定的,其反應效率和反應速度可能因為環境溫度、反應物濃度或者催化劑的不同而有天壤之別,有的反應自然反應極慢,但是加入相應催化劑后可以上百倍的增加反應速度,基于這個原理,我們在設計化學實驗時,一定多探索,積極開發新的催化劑,盡量使反應發生的快而徹底,減少廢棄物的產生,從源頭上踐行綠色化學理念.
(2)實驗的器具多樣性
隨著科技發展,化學器具更新很快,在這種背景下,我們要把綠色化學理念融入到化學儀器的設計生產中,結合中學化學實驗室實際,我們在進行相關實驗時,既可以利用常規儀器,也可以利用高科技的微型器具,也可以我們自制實驗器具,在實驗過程中要充分考慮綠色化學理念,積極探索適合綠色化學的新器具,比如,在濃硫酸與金屬銅反應制備硫酸銅的反應中,中學實驗室提供的常規儀器太大,容易造成浪費,在這種背景下,我們可以利用微型實驗儀器,這樣既滿足了實驗要求,又大大節省了反應原料,充分體現了綠色化學的相關理念,可以對學生達到良好的教育作用.
(3)實驗場地和環境多樣性
通過查閱相關資料得知,中學化學實驗一般不具有很大的危險性,所以有時候試驗場地不僅僅只局限于實驗室,比如在做pH測試實驗時,一般實驗室會提供多種酸或者堿性物質以備檢測,但是這樣會浪費大量的實驗原料,為了積極踐行綠色化學理念,教師可以把學生實驗室放在野外,學生采集相關標本,研磨成汁,再用相關試劑測試物質的酸堿性或者具體的pH,這樣既可以節省實驗材料,又可以給學生主動性.因為,實驗室的物質已經知道酸堿性,所以學生做的只是驗證實驗,而上述新方法,由于不知道所采集標本的酸堿性,所以這就成了探索性實驗,大大喚起了學生的積極性,也十分符合綠色化學的理念.
3.藥品利用綠色化
藥品利用綠色化也是綠色化學理念的重要方面,藥品利用綠色化就是在化學實驗時,要節約藥品,合理使用藥品,對于價格昂貴的藥品,還要積極探索替代品,以節約珍貴的資源,從藥品利用層面上踐行綠色化學理念.
四、化學教學中滲透綠色化學教育理念的行動研究
1.充分挖掘教材中的綠色化學資源
現在的中學化學教材都十分重視綠色化學理念,在課本中都隨處可見綠色化學理念,通過實際閱讀中學化學課本,教材中的綠色化學理念主要體現在以下幾點:
(1)節省資源作為主體.在中學化學課本中,以節約資源作為整本書的理念支撐,例如在氯堿工業中采取了循環操作,體現了綠色化學中節省資源能源的基本原理.
(2)在設計中學生化學實驗時,把綠色化學理念貫穿其中,在設計實驗結構圖時,尾氣處理必不可少.
綠色化學的原理范文2
關鍵詞: 綠色化學理念 滲透式教學 滲透
二十一世紀的化學將是研究和創建綠色化原理與技術的科學,就化學的外延而言,與生命、材料、環境等領域的交叉也將受到高度關注。毫無疑問,隨著可持續發展戰略的實施,“循環經濟”、“和諧社會”等概念的提出會更大地促進綠色化學在中國的發展。綠色化學這一“預防化學污染的新觀點”逐步深入人心,綠色化學教育已經成為大勢所趨。
化學教師要樹立可持續發展的觀念,將綠色化學的思想貫穿于整個化學教育的全過程,在課堂教學中要時時結合教學內容,滲透綠色化學理念。滲透式教學就是把綠色化學的基本思想、原理、工藝和技術等知識分散并滲透到現有的課程中。
1.結合課本內容,滲透綠色化學理念
實施綠色化學教育的任務應該是每個化學教師必須履行的義務和責任,目的是培養學生能自發產生防止環境污染的行為和意識,讓學生認識到只有切斷污染的根源,才能真正實現綠色化學?;瘜W教師綠色意識的樹立是綠色化學走向課堂的前提,教師的觀念會在教學過程中潛移默化地傳遞給學生。因此,結合課本的教學內容,在課堂教學中有效地滲透綠色化學理念就顯得極其重要。
例如在講氯氣的性質和用途時,可以對比過氧化氫和臭氧。在造紙工業中對于紙漿的漂白,過氧化氫、臭氧等綠色氧化劑將逐漸取代氯氣。因為使用過氧化氫和臭氧做漂白劑,不會產生二英和其他有機氯化物等有毒致癌物。再如講到CO溫室效應及其引起的全球氣候變暖,威肋著人類的生存和發展,就可以啟發學生思考:如何解決溫室效應呢?學生通過查閱大量的資料,親身去經歷,去了解當今社會發展的新動態,會激發學習興趣,他們會發現解決溫室效應實際就是減少CO的排放或將CO消除,將CO注入深海中消除CO的危害是當今世界最新的方法[1]。
又如在學生觀看鋼鐵的冶煉等工業生產錄像時,可以介紹最近美國匹茲堡大學新開發出一種無鉛環保型“綠色鋼材”。這種鋼材是用錫代替鉛,減少了含鉛鋼材制造過程中的環保監測費用,降低了生產成本,且與含鉛鋼材同樣具有良好的機械加工性能。接觸法制硫酸,黃鐵礦的粉碎和鼓入過量空氣,以及SO等原料氣的“二次轉化二次吸收”,等等,是從提高原料利用率出發設計工藝;而無氰電鍍等則是從采用無毒原料出發來設計工藝,均體現了“綠色化學”特點的設計思想。通過教學,學生懂得,科學技術本身就具有生態價值,包含綠色化學在內的綠色科技,將使人類與自然在高層次上和諧共處。
再如固氮工程:(1)人工化學固氮(氨的工業制法);(2)豆科植物和苜蓿根部根瘤菌的生物固氮;(3)雷雨時的閃電固氮。人工化學固氮能耗高且工藝復雜,在生產過程中易產生大量“三廢”而嚴重污染環境。故研究如何像植物根瘤菌一樣不消耗能源,不需大量廠房和機械設備并對環境無污染的生物固氮,是化學家們不懈追求的“綠色化學”目標。
2.結合綠色化工原理,滲透綠色化學理念
綠色化學的“原子經濟性”是指,在化學品合成過程中,合成方法和工藝能把反應過程中所用的所有原材料盡可能多地轉化到最終產物中?;瘜W反應的“原子經濟性”概念是綠色化學的核心內容之一,最早由美國斯坦福大學的B.M.Trost教授提出[2]。原子利用率不同于產率,原子利用率=期望產品的摩爾質量÷反應中按計量所得物質的摩爾質量×100%。
評價綠色化工的另一重要依據是“環境因子”,它是近幾年受到關注的評價指標,它比原子利用率更便于評價某種工藝指標。環境因子可定義為:在一個化學反應過程中,所生成廢物質量占目標產物質量的比值。相對于每一種化工產品而言,目標產物以外的任何物質都是廢物;對于原子利用率為100%的原子經濟性反應,環境因子為零。培養學生的綠色化工意識,引導學生根據綠色化學的原則,反思其原理的可行性與綠色性[3,4],是實行可持續發展的基本要求。
例如,治療胃酸過多的藥物胃舒平的主要成分是Al(OH),引導學生用鋁、稀硫酸、燒堿為原料,設計出制備Al(OH)的三種途徑[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、計算以上反應方程式中各個量列表如下:
由此可以看出,理論上制備相同量的目標產物Al(OH),方案①所用原料(HSO和NaOH)最多,產生的副產物(NaSO)最多,環境因子最大,方案最差。而方案③所用原料最少,產生的副產物最少,所以環境因子最小,因此,③是其中的最佳方案。
3.利用綠色化學習題,強化綠色化學意識
在化學教學中,培養學生的綠色意識,是社會可持續發展的基本要求。因此我們應有意識地選擇體現綠色化學教育的試題,讓學生通過解題潛移默化,逐步建立綠色意識。例題如下:
(1)據了解,我國興建的三峽工程,將提供水力發電功率相當于2240萬千瓦的火力發電站。因此三峽工程的建設將有助于控制(?搖)。
A.溫室效應?搖B.城市污水的任意排放
C.白色污染?搖D.長江上游的洪澇災害
(2)已知1克炭粉在氧氣中完全燃燒放出熱量32.8kJ(與1克原煤相當)。試寫出相關的熱化學方程式:?搖。
(3)若以火力發電,要達到2240萬千瓦的功率,每年至少需耗原煤多少萬噸?(每年按365天計,1千瓦小時=3.6×10焦)
本題既有選擇,又有填空,還有計算,題型多樣;既有化學知識,又有物理知識,綜合性強。用水發電來節約煤炭資源,體現了綠色化學思想,圍繞三峽工程提出問題,內容新穎,有時代感,能吸引學生的興趣,有利于提高學生的綜合素質,引導開創新能源的思考。
4.結語
綠色化學理念的滲透涉及到化學教育的許多方面,需要化學工作者不斷付出艱辛的勞動,不斷探索,不斷完善,使綠色化學教育逐漸成為現實?;瘜W教師必須重視這一問題,在積極整治污染的同時,大力開展綠色化學教育。當新一代人的綠色化學意識提高時,綠色化學的理念將充分地滲透,綠色化學的理論和成果將獲得充分的發展。
參考文獻:
[1]吳長才.中學化學實驗教學綠色化的探索[J].南平師專學報,2001,(2):78-83.
[2]朱清時.綠色化學[J].化學進展,2000,(4):410-414.
[3]曾小華,王方,徐方野等.反思型教師的自我培養[J].藥學教育,2009,25,(5):17-18.
[4]曾小華,王紅梅.淺議多媒體課件制作中的教學規律[J].中國高等醫學教育,2009,(11):9-10.
[5]謝志剛,宋仲容,王家平.無機化學教學中綠色化學理念的滲透[J].化學教育,2006,(8):25-27.
綠色化學的原理范文3
1綠色化學的概念及對化學教學的意義
1.1綠色化學的概念綠色化學是相對傳統化學提出的理論,是指在化學反應過程中不產生對環境有害的化學物質,同時與反應相關的每一種化學物質或者成分都能夠被利用起來,化學整個反應過程幾乎是沒有任何污染所以稱作綠色化學。綠色化學的要求不僅是化學反應生成物被全部利用起來,不涉及任何染污及廢物排放,而且反應物、催化劑也是沒有任何污染性的,真正實現了化學反應全程的無污染、無排放。綠色化學將人們所有的化學知識和技術進行最有效的融合應用,將所有的化學反應進行綠色化設計,針對每一種反應材料、反應產物進行全面的污染物與有害物的再利用設計,實現了整個化學反應綠色化體系,在解決污染問題的同時還擴大了資源的使用充分度,減少了資源浪費。
1.2綠色化學對化學教學的意義高職院校承擔著為社會培養實用型人才的重要任務,傳統的化學教學模式僅僅能夠適應傳統化學工業生產需求,而對于當今社會追求綠色經濟的發展趨勢則無法適應,因此在高職化學教學中加入綠色化學教學是為了將來化學專業人才進入社會之后能夠更適應當今的化學工業發展趨勢,使學生擁有綠色化學的基本理念以及基礎能力,在實際生產中將這種能力有效發揮來創造綠色經濟價值。從另一角度來說,當前我國的綠色化學研究尚處于初級階段,無論是化學工業整個行業的人才專業水平,還是與化學工業相關的科研人員數量,都存在著很大的市場空缺,因此培養綠色化學理念的專業學生也是行業的迫切需求。
2綠色化學教學發展及在高職院校中的應用現狀
2.1綠色化學教學發展綠色化學教學理念在全球范圍內受到關注是自2001年美國總統布什向世界各國呼吁“在教學與工業發展中加入綠色化學理念”之后開始。這一理念原本已經在國際上出現,只是尚未受到各國關注而處于極度緩慢的發展狀態中。當因化學污染產生的環境問題日益嚴重,綠色化學的需求變得更加迫切,無論是工業國家還是非工業國家都開始投入對綠色化學課題的研究,并且將這一課題運用到教學過程中,以促進綠色化學研究的有效推進。自1998年開始美國化學會的教育部門就與其它相關的環境部門做出了聯合協作的決定,他們將綠色化學教學材料編寫與課程的規劃列入了教育計劃中,教育部門還專門針對綠色化學進行了多次高中化學教科書的修訂。其中就將綠色化學的基本理論、原則和意義作為專門性教學任務進行設計,擴大了綠色化學在高中化學教學中的影響力。我國目前在綠色化學的相關研究上有極大的空缺,因此在化學教育中也較少涉及綠色化學的相關理論,除了基本的綠色化學研究不足之外,當前的化學教育模式與體系也存在著很多不完善的方面,使綠色化學在高中化學教育中的融入面臨難題。綠色化學在教學中加入需要由各方力量的支持,針對目前我國的綠色化學研究水平來說除了需要由化學科研工作者進行深入理論與實踐研究之外,還需要有國家環保事業的共同支持,而如果再將其滲入到高職化學教育中則又需要教育部與政府的支持。只有當綠色化學建立起相對完整的理論體系,并且研究達到一定深度時才能將其作為教學手段與具體的教學活動結合起來。目前不僅是國內,縱觀全面的環境形勢都處于一個非常緊張的狀態,各種污染類型時刻在制造著不同程度的污染物,同時由于人們在經濟為第一目的的長期發展過程中對地球資源與能源的大量開發,全球資源緊張形勢也是當今重要的時代問題。綠色化學理論能夠很好緩解資源緊張及環境污染問題,因此即是未來化學工業發展的主要方向,也是人們尋求緩解資源與環境問題的重要途徑。
2.2高職院校綠色化學教學應用現狀目前我國的高職院校對綠色化學教學內容的涉及率幾乎為零,大部分高職院校在化學教學中沒有任何綠色化學意識,甚至有許多化學教師也從未認識和了解過綠色化學的相關理論。長期處于傳統化學教學模式下的我國的高職化學教育尤其對綠色化學教學有著非常迫切的應用需求,而我國的教育環境暫時又不具備將綠色化學教育全面落實到化學課程中的條件。所以就需要教師對課程和教學方式進行調整,認識并學習綠色化學的基本原則與意義,在教學過程中加入綠色化學理念,使這種優秀、先進的化學理論能夠被更大范圍地普及,為未來我國綠色化學研究水平的有效提高提供支持。
3高職化學教學滲入綠色化學教學方法的途徑
3.1加強對綠色化學教學的重視作為化學教學課堂的主導者化學教師應當能夠對綠色化學的理論進行全面深入的了解和學習,掌握了基本的綠色化學原則和理論之后再將其進行具體教學方式的改變,從而實現綠色化學教學與高職化學課堂教學的融合。教師認識綠色化學需要從其最基本的價值和意義入手,全面掌握綠色化學的現實意義和在可持續性發展中的作用,然后再深入了解具體的綠色化學知識,擴展自身對綠色化學的眼界,強化認識。教師需要對自身已經掌握的綠色化學相關理論進行整理、宣傳和推廣,宣傳與推廣的對象不僅是在課堂上對學生進行理論教學,還包括在化學教師交流活動中、在化學行業研究討論會上等。只要是能夠進行創新思想交流的場合就將綠色化學的影響擴大到這個場合中。最后,重視對學生綠色化學理念的培養,自身首先應當有清晰的理論思路,同時對綠色化學有足夠的重視,然后才可能在具體教學活動中加入綠色化學的教學元素。
3.2編寫綠色化學專用教材綠色化學是一個專門性學科,其研究對象有著極大的共性,因此如果能夠將其以專用教材的形式進行普及,對于綠色化學教學以及學科的發展都有著非常關鍵的推動意義。編寫的專門針對綠色化學的教材需要做到最基本的兩點要求:一是對傳統化學反應式進行優化,向綠色化學的標準靠攏;二是對綠色化學進行系統整理,使之成為一個完整的學科體系。從第一點要求來說,要實現這個目標具有較大的可實施性。例如對于工業化學中硫酸的制作有多種方法可以實現,工業硫酸的生產一般是通過接觸法來實現的,這一反應中首先大量的廢物、廢氣,根據綠色化學的理論對廢物、廢氣進行再次利用使其轉化為可被其它化學工業利用的原料,就實現了綠色化學的目標,硫鐵礦在燃燒過程中產生的廢渣由于含有豐富的鐵元素,如果按傳統的處理方法不進行再利用必然會造成資源的浪費,而以此作為煉鐵原料進行回收利用,既避免了廢物污染又提高了資源利用率。接觸法制硫酸產生的廢氣含有SO2,是一種有害的環境污染氣體,如果將其與石灰乳或者氨水接觸進行反應,就能夠產生具有利用價值的石膏或亞硫酸銨。這就是綠色化學原則的表現,既避免了化學工業生產產生的廢物、廢氣污染,又將其利用轉變為其它工業原料或材料,實現了資源利用率的提高,而且也有效控制了對環境的污染。從第二點要求來說。綠色化學專用教材應當有完整的學科體系,因為高職化學教學需要以此來作為學生全面學習和認識綠色化學的基礎,所以在教學編寫時應當對綠色化學進行全面系統的理論和資源整理,從基本的基礎理論入手對綠色化學的理論、實踐研究、應用價值、化學原理等進行有效的梳理,以發揮在教學過程的實用性價值。
3.3優化實驗教學方式將綠色化學的理念運用于實驗教學中是實現綠色化學教學效果有效提升的重要手段。對于化學教學來說實驗教學方式本身就有著非常關鍵的教學意義,也是最利于學生深入接觸化學理論和現實意義的有效手段,綠色化學所關注的對工業化學反應過程的綠化和優化基本上都是基于化學實驗手段實現的,所以實驗教學中滲入綠色化學的理念是一項非常重要的教學改革途徑。首先開發微型實驗。在許多重要的化學實驗中其用到的化學試劑是具有一定污染性或毒性的,對這種實驗進行微型開發,運用更少的原料和更小的反應規模來說明化學原理,既實現了教學目的,也減少了反應產生的污染。這種具有污染性和危險性的化學實驗在高職化學課程中是非常普遍的,例如氯氣的取用過程如果一旦發生泄漏就會對人體造成傷害,同時還會污染環境,微型實驗就是減小氯氣的取用量,設計小規模的實驗選擇用針管來取用就能夠有效避免因此產生的污染問題。
4結束語
綠色化學的原理范文4
【關鍵詞】綠色化學 化學化工業
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).
綠色化學的原理范文5
關鍵詞:無機化學實驗 教學改革 綠色化學
無機化學實驗作為化學專業學生學習的第一門大學化學實驗課,將綠色化學理念融入其中,實現無機化學實驗綠色化,使學生一開始就在潛移默化中受到綠色化學的教育,這對培養學生科學的環境觀、資源觀,提高他們的環保緊迫感和責任感,樹立綠色化學的意識都有相當大的意義。
綠色化學是維護生態環境的化學,從長遠的發展觀點看,放棄有污染的傳統化學實驗,探索傳統化學實驗的綠色化,是化學實驗工作的必然趨勢。本文依據綠色化學在使用化學藥品時遵循的5R原則,即:拒用危險品(Reject);減量使用( Reduce) ;循環使用(Recycle);重新使用(Reuse);再生(Regenerate),就如何實現無機化學實驗的綠色化進行了初步的探討。
1、尋找替代品
綠色化學的理念在于不再使用有毒、有害的物質,不再產生廢物,從而也就不再需要考慮廢物的處理。遵照綠色化學的理念,從源頭上阻止污染,可以根據實驗目的,在能夠達到同樣教學效果的前提條件下,尋找替代品, 盡量用低毒或無毒化學試劑替代有毒化學試劑。比如無機化學實驗中多相離子平衡這個實驗,實驗的目的是根據溶度積規則及平衡移動原理驗證沉淀的生成、溶解、分步沉淀及沉淀的轉化。為了既保留傳統實驗的精華,又減少實驗廢棄物對環境的污染,我們根據綠色化學的理念以及多相離子平衡的實驗原理重新選擇沉淀離子及沉淀劑,并對傳統實驗和改進后的實驗進行了對比。結果表明,改進后的實驗效果也非常好,現象很明顯,同樣達到了實驗目的,而且減少了有毒物質的使用和排放,實現了無機化學實驗的綠色化。
2、推行微型實驗
微型化學實驗是綠色化學的一項實驗方法,它是在微小型的儀器裝置中,在可能的實驗條件下,采用盡可能少的試劑來進行的實驗。與傳統實驗相比,它具有節約開支、減少污染等優點。微型化學實驗不是常規實驗的簡單縮微,也不是對常規實驗的補充,更不是與常規實驗的對立,它是在綠色化學理念下,用預防化學污染的新實驗思想、新方法和新技術對常規實驗進行改革和發展的必然結果,是化學實驗方法的創新性的變革。
由于微型化學實驗的成套儀器較貴,要完全實現無機化學實驗的微型化,還有一些困難;但可以在能夠達到實驗目的的前提下,在可能的實驗條件下,通過改造實驗裝置,使之趨于微型化。比如無機化學實驗中的一些性質實驗,傳統的做法都是在試管中進行,試劑使用量一般為1~2mL,我們采用點滴板操作,試劑用量減少為幾滴,同樣可以達到實驗效果,減小了化學藥品對環境的污染,使這部分實驗趨于綠色化。
3、發展封閉式實驗
對于一些有有毒氣體產生的實驗,傳統的做法是在通風櫥中進行,這樣只能避免實驗室小環境的污染,有毒氣體排放到空氣中還是造成了環境污染。應用綠色化學的理念,可將這部分實驗設計成封閉式實驗,讓反應在封閉體系內進行,而且能在反應系統內將尾氣吸收掉, 實現零排放。
比如硫酸亞鐵銨的制備,該實驗通常選用機械行業產生的廢棄物――鐵屑為原料。從環境保護的角度來說,屬于變廢為寶的環保型實驗;然而由于傳統實驗裝置為敞開式,廢鐵屑中含有的硫、磷等雜質和硫酸反應時生成H2S、H3P等有毒氣體,導致實驗室彌漫著強烈的刺激性氣體,直接危害師生的身體健康,不符合綠色化學的要求。我們改進實驗的第一步,將硫酸亞鐵的制備改為閉路回收式,借鑒文獻[3]的實驗裝置采用堿性吸收液吸收第一步反應產生的H2S、H3P等有毒氣體,實現零排放,大大改善了實驗環境。
4、發展串聯實驗
串聯實驗是指通過調整實驗教學計劃,巧妙地安排實驗項目和次序,充分利用相關反應,盡可能地使第一個反應的產物轉變成下一個實驗的反應物,實現實驗的連續性。這也是實現無機化學實驗綠色化的一個重要途徑,它在一定程度上減輕了對環境的污染,有利于環境保護。根據綠色化學的理念,我們重新安排實驗內容,有效地利用同一元素物質之間的轉化關系,設計成串聯實驗,以鐵的化合物的性質為例說明如下。
用煮沸過的去離子水配制(NH4)2 Fe(SO4)2溶液,酸化后,把裝有煮沸過的NaOH溶液的滴管插入(NH4)2 Fe(SO4)2溶液底部,慢慢放出NaOH溶液,觀察Fe(OH)2沉淀的生成, 靜置一段時間,觀察沉淀顏色的變化,了解Fe(Ⅱ)的還原性;滴加少許稀鹽酸,觀察沉淀的溶解,了解Fe(OH)3在稀鹽酸中的溶解性;將溶液分成兩份,一份滴加KSCN溶液,觀察溶液顏色的變化,了解Fe3+的定性檢驗,接著滴加NH4 F溶液,觀察溶液血紅色的褪去,了解Fe3+與F 的配位反應;另一份滴加K4[Fe(CN)6]溶液,觀察藍色沉淀的析出,了解Prussian藍的生成。
實踐證明,改進實驗后,不但可以大大減少實驗廢棄物的排放量,實現無機化學實驗的綠色化,而且可以促進學生對物質轉化關系的了解。
5、結束語
通過開展無機化學實驗綠色化的研究,我們認為,要實現無機化學實驗的綠色化,需在綠色化學理念的指導下,實行污染預防全過程控制。從教學管理角度出發,在制定教學計劃、教學內容、教學方式等每個環節都要考慮保護生態環境,都要符合綠色化學的要求;而且,在實際教學過程中,要在保證實驗教學效果的前提下,積極、合理地應用綠色化的措施,實現無機化學實驗的綠色化。
參考文獻:
[1]閔恩澤.綠色化學技術[M].南昌: 江西科學技術出版社,2001.
[2]孟平安,萬平,何國強,等.結合實際工作推廣微型實驗[J].化工高等教育.
[3]梁起,黃華珍,唐建鋒,等.“綠色化學”實驗的探索[J].實驗技術與管理,2004.
綠色化學的原理范文6
綠色和環保自聯系到一起后,社會大眾對于綠色的認識就不斷進步,綠色食品、綠色化學等概念也被提出并廣泛應用。在高校進行的新課程改革中,綠色化學概念被引入,受到了大家的廣泛關注。教師在課堂中將化學知識與環保意識結合起來,宣揚綠色化學的新成果,提倡綠色化學的新思想。教師的大力推廣讓更多的學生認識到綠色化學的意義,他們從綠色化學的角度出發,發現問題,思考問題,解決問題。不但提高了教課的效率,還增強了學生對于環保的意識。
1 綠色化學的概念
經濟進步雖然帶來了更多的便利,但是也將環境破壞嚴重。為了留給子孫后代更好的環境,可持續發展戰略被世界各國廣泛應用,并被世界人民所接受。在我國的基本國策中,可持續發展戰略已經被視為發展我國經濟與保護環境平衡的雙重舉措。綠色化學這一概念就是在這樣的大環境下被提出,自1990年美國環境保護總署Anastas及其合作者首先提出,隨著經濟狀況的變化和人們思想的轉變,綠色化學深入人心。它所提倡的以化學方法減少或去除對于人體或者是對于環境有危害的材料、溶劑等等有毒害的物質,已經被社會大眾廣泛接受,它更好地保證了我們處理毒害物質的能力。
2 綠色化學理念的原則
常規性的化學實驗中,污染的產生一般是由四個因素影響,即材料性質、實驗過程及操作準確性、實驗條件及裝置、最終實驗產物。綠色化學針對這四個因素,提出了相關的準則:第一是在化學實驗最初采取手段去除可能產生廢物的物質,避免后期的操作;第二是確定化學實驗方法時將有毒物質進行充分的化學反應,中和掉它的毒性;第三是盡量使用那些無毒的或者毒性比較小的物質進行實驗;第四是一些輔質的分離劑或者是合劑應該盡量不使用,實在需要的就選擇那些毒性低的物質;第五是實驗原料應該從質量和價格雙重方面進行考慮,避免不可再生資源的浪費;第六是催化劑的挑選也要嚴格,選擇毒副作用小的;第七是化學實驗產物必須嚴格處理,能分解的分解,不能分解的要按標準進行銷毀或者掩埋;第八是要保證實驗的安全,避免火災、爆炸、中毒等危險的發生。
3 綠色化學在初中化學實驗課程中的運用
3.1 注重學生綠色化學意識的培養
化學中廣泛應用的實驗教程中,以往經常是教師講解化學的概念和原理,讓學生按照程序操作,自綠色化學引入以來,教師還適當性地增加關于環境污染、食品安全、污水改造等方面的問題,讓學生意識到污染帶來的危害,增強學生環保的意識。一些綠色化學的思想講解可以讓學生增強關于綠色化學的認識,提高他們的興趣。
3.2 改革傳統實驗內容和方法
在傳統的化學實驗教學課程中,一些實驗的素材是帶有危險性的物質,很多都會發出有毒的氣體,或者是實驗的結果很難處理,極大的困擾著實驗的師生。綠色化學概念的引入,讓一些無毒的素材代替了傳統的有毒物質,減少或者是避免了許多危險性的實驗過程。比如說在對碘的升華試驗中,傳統的實驗就是在試管中直接加熱促使碘的揮發,這是一種浪費,并且碘的揮發氣體帶有毒性,危害著師生的健康。綠色化學采用的是另外一種實驗模式,它預先將碘晶體密封在玻璃試管中,當對試管的一端進行加熱時,另一端就會產生碘的紫色氣體,氣體上升到試管頂端因為溫度降低重新凝結成碘。這種操作模式無污染,可循環利用,是綠色化學的體現。
3.3 采用微型實驗方法
微型化學實驗是當前使用較多的一種實驗方式,它通常是利用微型化的化學儀器,采用更少的實驗材料進行實驗。一般情況下,它所消耗的資源是常規性實驗的十分之一甚至更少,所以產生的毒害物質也隨之減少。微型化要求操作的技巧要更高,也要有很高的耐心。比如在添置小型酸堿滴定管、錐形瓶和移液管等教學中,常規采用的是50ml常規滴定管,而微型化的化學實驗采用的是5ml雙管式微型滴定管,數量的減少并沒有改變實驗的結果,相應的學生的操作技巧得到了鍛煉,對于實驗用量也能更好地把握。實驗的廢料毒性也減少了,更加符合綠色化學的概念。
3.4 增強對綠色化學知識的考核
通過實驗可以對比綠色化學和傳統化學的操作模式和影響,也可以讓學生對二者進行比較,分析出優劣,增強學生對于綠色化學的意識。日??己酥幸部梢詫⒕G色化學作為考核的一部分,讓學生能夠接觸到最前沿的化學知識,擴大學生的眼界,提高學生的綠色環保意識。
3.5 加強化學實驗中利用多媒體
多媒體的廣泛應用讓綠色化學的概念更好地表現出來。一些化學實驗是危險的,化學實驗過程中需要的材料是昂貴的,所以一次實驗可能會受到很多因素的制約,也可能帶來這樣那樣的危險。多媒體的大面積應用讓綠色化學的概念貫徹其中,它對于實驗過程完美地展現,通過文字或者視頻進行的講解讓學生身臨其境,不亞于在實驗現場的感受。這種仿真性的多媒體應用讓綠色化學變得切實可行,讓學校節省了資源,讓學生增強了綠色化學的感受,提高了學生的環保意識。
結束語
要想徹底隔絕污染源,就應該從細小處著手,進行深刻分析對比,解析和研究綠色化學反應。另外還應該增強學生的環保意識,進行強化綠色化學教育。化學教學者應該多多引入較先進的試驗技術,利用多媒體進行教學,實驗內容更要不斷更新,在微型化實驗規模等方面進行努力開拓,把綠色化學完美地融合到日常的教學中。