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綠色化學(xué)的特點(diǎn)范文1
初中化學(xué)是化學(xué)學(xué)習(xí)的啟蒙,要讓化學(xué)更好地發(fā)展,必須讓最先進(jìn)的理念走進(jìn)寄托化學(xué)發(fā)展之希望的初中學(xué)生的心靈?;瘜W(xué)最先進(jìn)的理念是什么呢?是綠色化學(xué)。如何讓它走進(jìn)學(xué)生的心靈呢?
第一,必須讓學(xué)生從理念上認(rèn)識(shí)綠色化學(xué),體會(huì)到它的時(shí)代必然性和優(yōu)越性。
自從化學(xué)成為一門獨(dú)立的學(xué)科之后,化學(xué)家們己創(chuàng)造出了許多自然界中不存在的物質(zhì),極大地豐富了人類的物質(zhì)生活。人類在享用化學(xué)的先進(jìn)成果的同時(shí),也不得不面對(duì)化學(xué)帶來的污染。傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)給環(huán)境帶來的污染已十分嚴(yán)重。化學(xué)工業(yè)能否生產(chǎn)出對(duì)環(huán)境無害的化學(xué)品?甚至開發(fā)出不產(chǎn)生廢物的工藝?有識(shí)之士提出了綠色化學(xué)的號(hào)召,并立即得到了全世界的積極響應(yīng)。綠色化學(xué)不是簡(jiǎn)單地進(jìn)行環(huán)境保護(hù),簡(jiǎn)單地治理污染,而是要利用化學(xué)原理從源頭上消除污染。那么,什么是綠色化學(xué)呢?綠色化學(xué)又稱環(huán)境無害化學(xué),環(huán)境友好化學(xué)或清潔化學(xué),是指化學(xué)反應(yīng)和過程以“原子經(jīng)濟(jì)性”為基本原則,即在獲取新物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)中充分利用參與反應(yīng)的每個(gè)原料原子,在始端就采用實(shí)現(xiàn)污染預(yù)防的科學(xué)手段,因而過程和終端均為零排放和零污染,是一門從源頭上阻止污染的化學(xué)。綠色化學(xué)不同于環(huán)境保護(hù),綠色化學(xué)不是被動(dòng)地治理污染,而是主動(dòng)的防止化學(xué)污染,從而在根本上切斷污染源,所以綠色化學(xué)是更高層次的環(huán)境友好化學(xué)。
第二,讓學(xué)生在做化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中運(yùn)用綠色化學(xué)理念,使綠色化學(xué)內(nèi)化在學(xué)生心靈。
要運(yùn)用綠色化學(xué)的理念,就必須了解綠色化學(xué)的特點(diǎn)。綠色化學(xué)的主要特點(diǎn)有:①充分利用資源和能源,采用無毒、無害的原料;②在無毒、無害的條件下進(jìn)行反應(yīng),以減少向環(huán)境排放廢物;③提高原子的利用率,力圖使所有作為原料的原子都被產(chǎn)品所消納,實(shí)現(xiàn)“零排放”;④生產(chǎn)出有利環(huán)境保護(hù)社區(qū)安全和人體健康的環(huán)境友好的產(chǎn)品。
根據(jù)特點(diǎn)1我們可以引導(dǎo)初中學(xué)生在做化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)充分利用身邊的用品做實(shí)驗(yàn),變廢為寶,開辟家庭小實(shí)驗(yàn)和尋找某些實(shí)驗(yàn)儀器和藥品的化用品活動(dòng),使身邊的資源和能源得以充分利用。
例如:①利用雞蛋殼和白醋來制取CO2
②注射器可以代替膠頭滴管取用和滴加少量液體藥品。
根據(jù)特點(diǎn)2我們可以指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)要妥善處理污染物,創(chuàng)造環(huán)境和條件,減少污染物排放。例如①利用白磷和氧氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)證質(zhì)量永恒定律時(shí),將白磷放在底部鋪有細(xì)沙的錐形瓶中,錐形瓶口蓋橡皮塞,橡皮塞上安裝一根玻璃管,玻璃管上端必須系牢一個(gè)氣球,通過密封防止生成的P2O5白煙散出,污染空氣。
②在做CO還原CUO時(shí),將尾氣CO燒掉,減少污染物向環(huán)境排放。
根據(jù)特點(diǎn)3,我們要充分利用原料中的原子,指導(dǎo)學(xué)生節(jié)約藥品,剩余藥品回收利用,生成物也要回收,廢物分類收集,力圖讓廢物也成為我們實(shí)驗(yàn)所需的藥品,例如①制取CO2時(shí),往往在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)還有大理石沒有反應(yīng)完,可以回收。②做酸堿指示劑鑒別酸堿性時(shí),藥品用量要少,否則是浪費(fèi)。③有的廢液中含有CL- 、 SO2-4 ,可以作為檢驗(yàn)液體中是否含有CL- 、SO2-4的樣品。
根據(jù)特點(diǎn)4,我們可以指導(dǎo)學(xué)生為什么不能用工業(yè)酒精兌酒,為什么不能用工業(yè)鹽來調(diào)味.加深化學(xué)產(chǎn)品對(duì)于環(huán)保,人體健康和安全的特殊要求,從而使他們以后從使化工生產(chǎn)有這方面的綠色化學(xué)意識(shí).
綠色化學(xué)的特點(diǎn)范文2
關(guān)鍵詞:綠色化學(xué);高中;化學(xué)實(shí)驗(yàn)
一、綠色化學(xué)的概念及特點(diǎn)
所謂綠色化學(xué),即防止和預(yù)防環(huán)境污染,實(shí)現(xiàn)有毒、有害物質(zhì)的零排放,節(jié)約資源的環(huán)境友好學(xué)或環(huán)境無害學(xué)。在化學(xué)教學(xué)課堂中,綠色化學(xué)的理念使學(xué)生樹立綠色化學(xué)的意識(shí),強(qiáng)調(diào)的是可持續(xù)發(fā)展及環(huán)境保護(hù),對(duì)于老師而言,用綠色化學(xué)的思路去引導(dǎo)學(xué)生朝綠色化學(xué)的方向發(fā)展,使學(xué)生學(xué)會(huì)用綠色化學(xué)的思路去分析化學(xué)問題的實(shí)質(zhì),而學(xué)生在這個(gè)過程中,有效地形成了良好的化學(xué)思想;綠色化學(xué)是利用自然資源及可再生能源,通過無毒害的化學(xué)資源而進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng),降低廢棄物的排放、提高能源的利用率、利用合理的資源生產(chǎn)出有利于人類的產(chǎn)品的科學(xué)概念。
二、如何將綠色化學(xué)融入高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)
從現(xiàn)在的化學(xué)課程中我們可以看到,學(xué)校安排的主要部分還是傳統(tǒng)的化學(xué)知識(shí)的課程,如何將新的化學(xué)概念增加進(jìn)來,一直都是我們所待解決的問題,顯然,綠色化學(xué)怎樣融入就是我們目前的問題,綠色化學(xué)概念反應(yīng)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)上有幾個(gè)有關(guān)的要求:
1.減少實(shí)驗(yàn)中的廢氣物對(duì)環(huán)境的污染;2.對(duì)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的廢氣物要盡量收集并且處理;3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)要盡量考慮到簡(jiǎn)約的原則,使實(shí)驗(yàn)變得小型化,通過最少的原料,獲得最大化的收益;4.對(duì)于一些需要耗費(fèi)大量資源的實(shí)驗(yàn),在條件允許的時(shí)候,盡量用計(jì)算機(jī)模擬代替,做到完全的無污染;5.對(duì)于實(shí)驗(yàn)中使用或者剩下的資源,要循環(huán)利用,實(shí)驗(yàn)的步驟要盡量做到最簡(jiǎn)。
在各種技術(shù)快速發(fā)展的今天,多媒體也是一項(xiàng)運(yùn)用于各類事業(yè)的技術(shù),對(duì)于化學(xué)課堂教學(xué)也不例外,對(duì)于綠色化學(xué)更是錦上添花。因?yàn)槎嗝襟w技術(shù)不僅能夠模擬一些特殊的實(shí)驗(yàn),而且對(duì)于一些危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn),例如:硫酸的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)等,我們就可以通過多媒體模擬出實(shí)際的效果,除了能夠有效地節(jié)約資源,還能夠避免一些不必要的事故。在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,還可以使化學(xué)實(shí)驗(yàn)微型化,微型化的意思即是在能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)效果的情況下,減少使用的試劑以及藥品以達(dá)到節(jié)約物品、減輕污染的作用。
通過在高中化學(xué)課堂中融入綠色化學(xué)的概念,不僅能夠有效的解決課堂上的實(shí)際問題,還能夠真正從實(shí)質(zhì)上改善環(huán)境問題,最重要的是在這個(gè)過程中,學(xué)生和老師都真正參與進(jìn)來,圍繞著具體的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo),發(fā)揮想象力和創(chuàng)造力,完善化學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法,使教與學(xué)的過程變得簡(jiǎn)單,最重要的是在這個(gè)過程中,培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)造性思維,開發(fā)了學(xué)生的潛能,對(duì)他們的學(xué)習(xí)能力也是一種培養(yǎng),在學(xué)習(xí)的道路上能夠發(fā)揮出自主思考、自主學(xué)習(xí)的能力。
參考文獻(xiàn):
綠色化學(xué)的特點(diǎn)范文3
近年來,我國(guó)經(jīng)濟(jì)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)處在高速發(fā)展的階段,眾所周知的是,20世紀(jì)初,工業(yè)的發(fā)展伴隨著大量的污染,因?yàn)槿祟惖耐ㄐ允窍阮櫦把矍暗睦?,在這種發(fā)展形勢(shì)及人類思想的影響下社會(huì)的環(huán)境在20年后的今天環(huán)境意料之中的惡化了,所以綠色化學(xué)理念應(yīng)運(yùn)而生。如何從源頭上治理污染?如何將綠色化學(xué)的理念滲透到初中化學(xué)教學(xué)?本文將對(duì)綠色化學(xué)的產(chǎn)生背景、基本概念和理論基礎(chǔ)以及教學(xué)過程中的滲透途徑進(jìn)行綜述。
關(guān)鍵詞:
環(huán)境污染;治理;綠色化學(xué);滲透途徑
一、綠色化學(xué)的產(chǎn)生背景
20多年前,傳統(tǒng)的化學(xué)化工作為生產(chǎn)主力,秉承著“先污染后治理”的原則發(fā)展了多年以后,隨之而來的問題終于一發(fā)不可收拾,傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)在生產(chǎn)過程中排放了大量的有毒有害物質(zhì),企業(yè)已無法承受沉重的環(huán)保費(fèi)用,這需要國(guó)家大力研發(fā)從源頭上減少和消除污染的工具。因此環(huán)境保護(hù)和治理、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展、資源的有效開發(fā)利用和人類的健康安全等一系列問題迫切需要人類創(chuàng)新出新的理論和技術(shù)手段。綠色化學(xué)作為環(huán)境友好化學(xué),在解決環(huán)境污染問題上的作用是不容小覷的。在這種大背景下,在初中化學(xué)教學(xué)中進(jìn)行綠色化學(xué)教育對(duì)于學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)和綠色化學(xué)理念的形成,是十分有必要的。
二、綠色化學(xué)的基本概念和具體特點(diǎn)
綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué)、環(huán)境無害化學(xué)、清潔化學(xué),使用化學(xué)的技術(shù)和方法去減少或者消除有害物質(zhì)的生產(chǎn)和使用,按照綠色生產(chǎn)的原則,具有的特點(diǎn)是:(1)充分利用資源和能源,采用無毒、無害的反應(yīng)物;(2)操作反應(yīng)過程中使用無毒無害的反應(yīng)物以減少向環(huán)境排放廢物;(3)提高原料利用率,使所有原料在反應(yīng)中都被消納,實(shí)現(xiàn)“零排放”;(4)生產(chǎn)出對(duì)環(huán)境有保護(hù)作用、對(duì)社區(qū)安全的和對(duì)人體健康的產(chǎn)品。
三、初中化學(xué)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)理念的途徑
綠色化學(xué)理念的基本概念和綠色化學(xué)的特點(diǎn)應(yīng)用于初中化學(xué)教學(xué)中有哪些途徑?在化學(xué)課程中綠色化學(xué)理念怎樣得到滲透?針對(duì)現(xiàn)階段我國(guó)綠色化學(xué)教育的現(xiàn)狀,在本文中,將從化學(xué)課堂教學(xué)中的學(xué)習(xí)方法、化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的布置安排及課下習(xí)題等方面,對(duì)初中化學(xué)教學(xué)如何滲透綠色化學(xué)理念、通過什么途徑、采取何種措施等方面進(jìn)行探討。
(一)結(jié)合課本內(nèi)容,開展綠色化學(xué)教學(xué)
學(xué)生接受新知識(shí)的能力越來越強(qiáng),化學(xué)也是,這就要求教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容精確把握,在課堂上將綠色化學(xué)理念穿插到每個(gè)知識(shí)點(diǎn)中。課上要理論聯(lián)系實(shí)際,針對(duì)現(xiàn)在大氣、土壤等方面存在的普遍問題對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo),灌輸綠色化學(xué)的理念,讓他們對(duì)空氣污染、溫室效應(yīng)、白色污染等問題有更生活化的認(rèn)識(shí)。培養(yǎng)學(xué)生善于思考和觀察的能力,引導(dǎo)他們關(guān)注社會(huì)環(huán)保問題,并將社會(huì)問題與日常知識(shí)點(diǎn)集合起來研究,激發(fā)學(xué)生的求知欲和解決實(shí)際問題的欲望。
(二)以“課上常提問,課下勤思考”的方式開展教學(xué)
為了加深學(xué)生對(duì)綠色化學(xué)、環(huán)境保護(hù)的認(rèn)識(shí),課上對(duì)學(xué)生提出化學(xué)相關(guān)的、生活化的問題,布置作業(yè)讓學(xué)生自行解決,無論是通過查閱資料還是求助親友的方式,目的是鍛煉學(xué)生自主學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的能力和善于發(fā)現(xiàn)解決問題的能力。例如:課上出題,日常生活中為什么要購(gòu)買無磷洗衣粉?為什么農(nóng)業(yè)部禁止使用敵敵畏,BBT等仿效優(yōu)越的農(nóng)藥?日常生活中的廢電池該如何讓處理?第二節(jié)課再公布答案。這些問題學(xué)生通過查閱資料等方式基本可以解決,這樣一方面可以學(xué)習(xí)到許多前言東西,熟練掌握查閱技術(shù);另一方面,又可以從生活瑣事中獲得化學(xué)知識(shí),了解使用無毒無害制劑,平常注意節(jié)約自然資源,防止環(huán)境污染,用所學(xué)知識(shí)來為保護(hù)環(huán)境打下良好基礎(chǔ)。
(三)在實(shí)驗(yàn)課中開展綠色化學(xué)教育
化學(xué)作為一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),日常實(shí)驗(yàn)課程必不可少,實(shí)驗(yàn)的重要性包括(1)使學(xué)生對(duì)知識(shí)點(diǎn)的記憶印象深刻,培養(yǎng)學(xué)生思考和動(dòng)手能力,使學(xué)生扎實(shí)掌握化學(xué)知識(shí)。(2)反應(yīng)物是實(shí)驗(yàn)必需品,教導(dǎo)學(xué)生選擇過程中必須注意無毒無污染,從源頭控制環(huán)境污染(3)反應(yīng)過程可能會(huì)產(chǎn)生廢氣或者廢料,進(jìn)而造成的較嚴(yán)重的污染,這時(shí)候可對(duì)學(xué)生布置作業(yè),要求他們進(jìn)行更為環(huán)保的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),引導(dǎo)他們掌握更多甚至是并未環(huán)境改造做出努力(4)實(shí)驗(yàn)盡量避免大型實(shí)驗(yàn),一方面可節(jié)約實(shí)驗(yàn)藥品,另一方面又可減少污染。
四、總結(jié)
環(huán)境污染的治理任重道遠(yuǎn),綠色化學(xué)的蓬勃發(fā)展作為最有效的方法,需要在化學(xué)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)理念才能夠取得持久進(jìn)步。學(xué)??梢栽谌粘=虒W(xué)中及課外時(shí)間中將綠色化學(xué)的觀念慢慢滲透,可以通過組織綠色化學(xué)知識(shí)點(diǎn)答題賽、綠色化學(xué)主題征文或者傳統(tǒng)工業(yè)利與弊的辯論賽等多種方式增加學(xué)生的積極參與。作為人類靈魂的工程師應(yīng)該走在時(shí)代前沿為祖國(guó)的花朵引導(dǎo)方向,掌握更多的綠色化學(xué)在日常教學(xué)中的滲透方法為我國(guó)環(huán)境改善竭盡全力。
作者:王忠艷 單位:吉林市雙吉中學(xué)
參考文獻(xiàn):
綠色化學(xué)的特點(diǎn)范文4
【關(guān)鍵詞】高中化學(xué)教學(xué) 綠色化學(xué) 應(yīng)用
【中圖分類號(hào)】G632 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-4810(2014)31-0126-02
化學(xué)是一種來源于生活又實(shí)踐應(yīng)用于生活的一門學(xué)科,隨著新課標(biāo)的應(yīng)用與實(shí)踐,高中教育越來越趨向于對(duì)學(xué)生的道德素質(zhì)教育,讓學(xué)生對(duì)生活和自然有一個(gè)正確的認(rèn)識(shí),從而樹立正確的價(jià)值觀、社會(huì)觀和人生觀。環(huán)境保護(hù)一直是中國(guó)比較重視的一個(gè)問題,因此,將綠色化學(xué)的理念貫穿到高中化學(xué)教學(xué)中,通過改革來給學(xué)生樹立綠色化學(xué)、減少浪費(fèi)、保護(hù)環(huán)境的理念,從而培養(yǎng)學(xué)生良好的課堂學(xué)習(xí)習(xí)慣,進(jìn)行正確的綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)已成為高中化學(xué)教學(xué)中的重點(diǎn)教育目標(biāo)。高中的化學(xué)教學(xué)是一種相對(duì)基礎(chǔ)的學(xué)習(xí),老師在這個(gè)階段給學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)理念灌輸,對(duì)學(xué)生今后的思維習(xí)慣養(yǎng)成有十分重要的意義。
一 綠色理念在高中化學(xué)教學(xué)中的現(xiàn)狀
從高中化學(xué)教學(xué)現(xiàn)狀來看,目前高中化學(xué)教學(xué)還處在以知識(shí)講解為主階段,大部分知識(shí)還停留在理念的認(rèn)識(shí)上,對(duì)于生活的實(shí)踐觀察與應(yīng)用存在著很大的不足。高中化學(xué)教學(xué)應(yīng)是理論與實(shí)踐的結(jié)合教育,它不僅要提高學(xué)生的化學(xué)成績(jī),也要培養(yǎng)學(xué)生良好的道德品質(zhì)和社會(huì)素質(zhì),利用已學(xué)的化學(xué)知識(shí)來改變生活,讓自己的生活學(xué)習(xí)環(huán)境變得更加適宜,實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)的目標(biāo),減少資源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染。在高中新課標(biāo)的教育要求下,學(xué)校需要加大對(duì)綠色化學(xué)理念的教育滲透力度,讓綠色化學(xué)的觀念深入到高中生的日常生活學(xué)習(xí)中,將保護(hù)環(huán)境,減少化學(xué)資源的浪費(fèi)和不恰當(dāng)實(shí)驗(yàn)操作的污染作為己任,創(chuàng)造性的進(jìn)行化學(xué)學(xué)習(xí)。
二 高中化學(xué)教學(xué)中綠色化學(xué)理念滲透的應(yīng)用
1.課堂教學(xué)
在進(jìn)行高中化學(xué)綠色理念的滲透中,老師要合理地利用課本教材給學(xué)生進(jìn)行綠色化學(xué)理念的講解和案例分析,培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí)。高中化學(xué)教材知識(shí)的設(shè)定包含了一定的綠色化學(xué)內(nèi)容,老師要充分利用教材的這一特點(diǎn),從環(huán)境保護(hù)角度來介紹相應(yīng)的化學(xué)知識(shí),在學(xué)習(xí)的過程中培養(yǎng)綠色化學(xué)觀念。在學(xué)氣污染、酸雨形成、溫室效應(yīng)、重金屬污染等關(guān)于環(huán)境污染的化學(xué)知識(shí)時(shí),要從原因解析入手,讓學(xué)生深刻地認(rèn)識(shí)到綠色化學(xué)的重要性。
2.實(shí)驗(yàn)教學(xué)
第一,實(shí)踐化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程,培養(yǎng)綠色化學(xué)意識(shí)。在高中化學(xué)教學(xué)中滲透綠色化學(xué)理念,就要在實(shí)驗(yàn)課程中加強(qiáng)對(duì)實(shí)踐的操作應(yīng)用,從而讓學(xué)生在實(shí)際操作中更加深刻地認(rèn)識(shí)到綠色化學(xué)的重要性,培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí)。老師可以將綠色化學(xué)有機(jī)地融合到化學(xué)實(shí)驗(yàn)中去,讓學(xué)生體會(huì)到綠色化學(xué)的積極意義,從日常實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生的綠色環(huán)保意識(shí),為今后的生活工作打下基礎(chǔ)。老師在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí),要嚴(yán)格規(guī)范學(xué)生化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)則和步驟,正確使用實(shí)驗(yàn)儀器,在試劑的取放稱量上本著精確科學(xué)的原則,減少因操作不當(dāng)造成的環(huán)境污染和藥品浪費(fèi)。
第二,遵守綠色原則,開發(fā)綠色實(shí)驗(yàn)技術(shù)。在實(shí)驗(yàn)操作的過程中,老師要讓學(xué)生嚴(yán)格遵守綠色原則,在實(shí)踐的技術(shù)手段上進(jìn)行創(chuàng)新,努力開發(fā)綠色實(shí)驗(yàn)技術(shù)。在實(shí)驗(yàn)原則上,老師應(yīng)該遵循以下四項(xiàng)原則:(1)減少實(shí)驗(yàn)中尾氣、廢物的污染,加強(qiáng)廢物的回收和再利用;(2)開發(fā)綠色實(shí)驗(yàn)技術(shù),實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程的全方位環(huán)保;(3)控制并減少對(duì)化學(xué)試劑和藥品的使用;(4)對(duì)于相對(duì)危險(xiǎn)的實(shí)驗(yàn)操作與較為昂貴的實(shí)驗(yàn)器材使用,盡量采取模擬操作的方法,從而減少對(duì)學(xué)生的身體損害和對(duì)儀器的消耗磨損。老師在實(shí)驗(yàn)規(guī)程中要以這四項(xiàng)原則為基礎(chǔ),創(chuàng)新綠色實(shí)驗(yàn)技術(shù),從而讓學(xué)生更加深刻地理解綠色化學(xué)的含義,并在實(shí)驗(yàn)中努力遵守這些原則,最終實(shí)踐綠色化學(xué)。例如在進(jìn)行制取O2實(shí)驗(yàn)過程時(shí),老師可以采取用KCLO3來進(jìn)行分解操作,取代原來的H2O分解實(shí)驗(yàn),減少后期藥品的浪費(fèi),也避免氫氣的污染,從而使學(xué)生了解到綠色化學(xué)的好處。
第三,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的微型化,減少儀器材料的浪費(fèi)。所謂微型化實(shí)驗(yàn)就是指在能夠滿足實(shí)驗(yàn)要求,并正確得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的前提下,對(duì)原來的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行重新的整合安排,盡量使用小號(hào)的儀器進(jìn)行操作,提高實(shí)驗(yàn)結(jié)果的精度,從而降低整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中的廢氣和廢物產(chǎn)生量,并達(dá)到削弱化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)周圍環(huán)境的不良影響的目的,實(shí)現(xiàn)真正的綠色化學(xué)。在綠色化學(xué)理念的滲透過程中,作為高中化學(xué)老師,可以在不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的前提下,將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行微型化改進(jìn),減少儀器的耗損和實(shí)驗(yàn)試劑的浪費(fèi),這樣也降低了實(shí)驗(yàn)老師在處理后期廢物時(shí)的難度,同時(shí)也給學(xué)生樹立了榜樣,讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到綠色化學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)的積極影響。例如在進(jìn)行氯氣制取實(shí)驗(yàn)時(shí),老師可以考慮在小號(hào)培養(yǎng)皿中進(jìn)行少量漂白粉與稀硫酸的混合制取,這樣產(chǎn)生的氯氣能夠擴(kuò)散到器皿中的其他液滴中繼續(xù)參與后續(xù)反應(yīng),這既是對(duì)實(shí)驗(yàn)廢氣的再利用,也能夠提高實(shí)驗(yàn)效率,實(shí)現(xiàn)了綠色化學(xué)的理念滲透。
三 結(jié)束語(yǔ)
從目前中國(guó)的高中化學(xué)教育現(xiàn)狀來看,綠色化學(xué)教育理念滲透還處在起步階段,因此,各高中學(xué)校在給學(xué)生進(jìn)行化學(xué)教學(xué)時(shí)應(yīng)該注重對(duì)綠色化學(xué)的思想教育培養(yǎng),努力開發(fā)綠色化學(xué)教學(xué)方法和技術(shù)手段,提高教師的素養(yǎng),給學(xué)生樹立綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的典范。高中的綠色化學(xué)教育之路任重而道遠(yuǎn),只有學(xué)校和老師共同努力,讓綠色化學(xué)的理念深入到學(xué)生的日常生活和學(xué)習(xí)中,才能取得真正的效果,為保護(hù)自然環(huán)境,節(jié)約資源做出貢獻(xiàn),最終推動(dòng)中國(guó)的社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)。
參考文獻(xiàn)
綠色化學(xué)的特點(diǎn)范文5
[關(guān)鍵詞] 化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué);綠色化學(xué)教育;環(huán)境保護(hù)教育
[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 1008-2549(2017) 06-0108-02
“綠色化學(xué)”是伴隨著綠色食品、綠色消費(fèi)的生活概念而提出的。綠色化學(xué)換言之又稱無害化學(xué),是利用化學(xué)來防止環(huán)境污染的一種可取性措施。生活各方面不再使用有毒的有害物|以及妥善處理產(chǎn)生的廢棄物,做到從根源上阻止污染的產(chǎn)生是綠色化學(xué)的使用理念。從根本上通過化學(xué)改善保護(hù)環(huán)境,推動(dòng)工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展是綠色化學(xué)的目標(biāo)。以此我們應(yīng)該在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加入綠色化學(xué)教育,使學(xué)生能夠從化學(xué)的角度使用相關(guān)知識(shí)對(duì)環(huán)境污染作出分析以及對(duì)一些化學(xué)現(xiàn)象做出合理解釋。綠色化學(xué)代表的不僅僅是一種理念,更是在生活實(shí)際操作中所帶來的社會(huì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)方面的效益。我們要在化學(xué)實(shí)驗(yàn)和化學(xué)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中最大可能地減少?gòu)U棄物的排放問題,盡可能做到“零排放”,從根源上解決環(huán)境污染問題。
一 綠色化學(xué)的核心涵義
綠色化學(xué)又為環(huán)境友好化學(xué),通過利用化學(xué)的技術(shù)來對(duì)環(huán)境污染問題進(jìn)行處理,來降低或者消除化學(xué)產(chǎn)品設(shè)計(jì)或者制造的過程中有害物質(zhì)的產(chǎn)生,使設(shè)計(jì)的化學(xué)過程和環(huán)境更加環(huán)保友好,從而在源頭上緩解化學(xué)污染的問題。
綠色化學(xué)從原料的安全性、節(jié)能型以及友好型等方面評(píng)價(jià)化學(xué)反應(yīng)的優(yōu)勢(shì)。原子利用率及環(huán)境因子則是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容。充分利用化學(xué)反應(yīng)物中的每一個(gè)反應(yīng)分子,從而在充分利用資源的同時(shí)又能防止環(huán)境污染。原子的利用率越高,那么相應(yīng)的所產(chǎn)生的污染物就越少,環(huán)境因子越小,相應(yīng)的對(duì)環(huán)境做成的污染也就越小。環(huán)境因子是在化學(xué)反應(yīng)過程中,所生成的廢物質(zhì)量占目標(biāo)產(chǎn)物質(zhì)量的比重。
把綠色化學(xué)融入化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中去,有效地減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)中所產(chǎn)生的廢棄物對(duì)環(huán)境造成的污染,培養(yǎng)了學(xué)生的環(huán)境綠化意識(shí);化學(xué)這門自然學(xué)科與社會(huì)環(huán)境的聯(lián)系十分密切,在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中引入綠色化學(xué)教學(xué)模式,從而培養(yǎng)綠色化學(xué)人才。
二 化學(xué)實(shí)驗(yàn)中引入綠色化學(xué)
1 加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)意識(shí)
化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)則是一個(gè)產(chǎn)生廢棄物的過程,同時(shí)也是制造污染導(dǎo)致環(huán)境破壞的課程。當(dāng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄物順著實(shí)驗(yàn)室的下水道排出時(shí),污染物便會(huì)流入河中或者滲透進(jìn)地下,那么一些有機(jī)物和重金屬就會(huì)對(duì)土質(zhì)、河流造成嚴(yán)重污染,從而損害人類健康,影響人們的正常生活,因此在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中要不斷滲透綠色化學(xué)的思想,對(duì)學(xué)生重視環(huán)境、愛護(hù)環(huán)境的習(xí)慣進(jìn)行培養(yǎng),養(yǎng)成好習(xí)慣。對(duì)待所產(chǎn)生的廢棄物要進(jìn)行及時(shí)回收處理,堅(jiān)決不能隨便倒瀉,導(dǎo)致環(huán)境的污染。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中需要分別設(shè)立“廢酸回收瓶”和“廢堿回收瓶”,對(duì)在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的廢酸廢堿進(jìn)行回收。比如化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,所產(chǎn)生的硫酸鏈霉素與硫酸鐵產(chǎn)生反應(yīng)后生成的結(jié)合物在進(jìn)行傾倒之前,應(yīng)該將其中規(guī)定的PH后排放,那么對(duì)實(shí)驗(yàn)室不能立即處理掉的有害物質(zhì)比如破損溫度計(jì)中的水銀,就要妥善處理將其回收入瓶中用水封好,通過有機(jī)化合物等回收到指定容器內(nèi)送進(jìn)藥品庫(kù)進(jìn)行統(tǒng)一處理。在這一過程中要特別注意,電池不能進(jìn)行倒置,否則其中有害液體將滲出污染環(huán)境。
2 加強(qiáng)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革
綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)本就是化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程中的教育創(chuàng)新內(nèi)容,其指導(dǎo)方針是以綠色化學(xué)為主要內(nèi)容,用預(yù)防化學(xué)污染的新思想、新方法以及新技術(shù)來對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及教育方法進(jìn)行相應(yīng)的一定改進(jìn),極大減少實(shí)驗(yàn)室所產(chǎn)生的三廢物質(zhì),也在一定程度上消除有害物質(zhì),來實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)的要求。比如在“二元溶液沸點(diǎn)組成圖的繪制”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn),由原來的二元溶液一環(huán)乙烷改為乙醇一環(huán)乙烷。因?yàn)楸綄?duì)人體有危害,同時(shí)也會(huì)造成環(huán)境污染,改為乙醇之后有效地對(duì)其所含毒性進(jìn)行降低,并且對(duì)回收液進(jìn)行重調(diào)沸點(diǎn),再次利用。這樣做不僅減少了化學(xué)試驗(yàn)成本還相應(yīng)的降低了化學(xué)環(huán)境污染,使得乙醇一環(huán)乙烷被回收反復(fù)利用,不倒瀉在環(huán)境中。
3 開展化學(xué)的微型試驗(yàn)
綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)是在綠色化學(xué)的思想指導(dǎo)下,對(duì)常規(guī)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一定的教學(xué)改革從而形成的新的化學(xué)實(shí)驗(yàn)辦法。通過大力開展微型的化學(xué)實(shí)驗(yàn),主要通過改用常規(guī)的小容量?jī)x器,在對(duì)實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)操作不變的前提之下進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn),從而減少了藥品用量,以及反應(yīng)物和造成的污染 。而另一方面所進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn)會(huì)使整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程更加安全、便捷,有效地減少了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的成本經(jīng)費(fèi)。比如在進(jìn)行硫酸鏈霉素水解速度常數(shù)以及乙酸乙酯皂化反應(yīng)常數(shù)的化學(xué)測(cè)驗(yàn)時(shí),從原定化學(xué)實(shí)驗(yàn)容器20ml改為10ml的取樣,試劑的用量特別少,操作起來就相比之前更加迅速簡(jiǎn)練,重要的是采用微型容器不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。
4 重視實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄液體回收處理
化學(xué)實(shí)驗(yàn)室所產(chǎn)生的廢棄液體種類比較多但是量不是很大,我們通過結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,對(duì)廢棄液體進(jìn)行規(guī)整分類,將其分類儲(chǔ)存在統(tǒng)一規(guī)定的容器之中,由專門的工作人員處理廢棄液體。那么在對(duì)廢棄液體進(jìn)行處理的過程中就需要實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)老師對(duì)其認(rèn)真負(fù)責(zé),注重培養(yǎng)學(xué)生的操作技能訓(xùn)練,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)化學(xué)環(huán)境的保護(hù)意識(shí)。因此要求學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)之后產(chǎn)生的廢棄液體以及渣滓必須倒入制定的容器之中。實(shí)驗(yàn)室的工作人員及指導(dǎo)老師也必須具有高度的責(zé)任心,對(duì)各種廢棄液體進(jìn)行及時(shí)認(rèn)真地收集。經(jīng)過處理之后,達(dá)到國(guó)家允許排放標(biāo)準(zhǔn)即可排放。
三 綠色化實(shí)驗(yàn)教學(xué)相應(yīng)措施
1 教學(xué)內(nèi)容綠色化
在原有的教材實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上,對(duì)實(shí)驗(yàn)的系列進(jìn)行改造,對(duì)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容加以改造。在保證實(shí)驗(yàn)方法科學(xué)合理的同時(shí),以保護(hù)環(huán)境為實(shí)驗(yàn)?zāi)康?,進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)中,化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄物較多,回收利用的較少,對(duì)資源造成了浪費(fèi),形成化學(xué)實(shí)驗(yàn)的環(huán)境污染。在一些有毒氣體制備的試驗(yàn)中,應(yīng)對(duì)產(chǎn)生的尾氣進(jìn)行處理或者燒掉,最大程度地把有毒氣體轉(zhuǎn)為無毒或者毒性降解物。針對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的大綱內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整安排,針對(duì)基礎(chǔ)的化學(xué)操作進(jìn)行重組并且相應(yīng)地減少,將基礎(chǔ)實(shí)踐融入進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中去,選取綠色無害的化學(xué)內(nèi)容,對(duì)基礎(chǔ)操作以及性質(zhì)驗(yàn)證的化學(xué)實(shí)驗(yàn)所需的物質(zhì)進(jìn)行節(jié)省,從而減少對(duì)化學(xué)環(huán)境的污染。在安排實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容時(shí),按照大綱要求的基本實(shí)驗(yàn)操作步驟盡量分解在每次的滴定實(shí)驗(yàn)之中。在實(shí)驗(yàn)過程中本著綠色化學(xué)的思想原則直接訓(xùn)練學(xué)生使用吸量管、滴定管等容器的基本操作技能,而不必去分開單獨(dú)練習(xí)。這樣既節(jié)省了化學(xué)實(shí)驗(yàn)所需的實(shí)驗(yàn)時(shí)間又減少了開展化學(xué)相關(guān)實(shí)驗(yàn)所需要的藥品開銷,同樣針對(duì)性地減少了環(huán)境污染。
2 串聯(lián)實(shí)驗(yàn),充分利用
在大多數(shù)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中,重絡(luò)酸鉀法測(cè)定鐵是一個(gè)與生活緊密相關(guān)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn),學(xué)生在此實(shí)驗(yàn)中可以掌握實(shí)驗(yàn)所證實(shí)還原的基本定法理論。那么在此同時(shí),實(shí)驗(yàn)過程所需要的重絡(luò)酸鉀是一種非常穩(wěn)定、氧化性適宜的滴定劑。通過串聯(lián)實(shí)驗(yàn)做成一個(gè)系列實(shí)驗(yàn),使得前部實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物應(yīng)用于下個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中,在檢查學(xué)生實(shí)驗(yàn)效果的同時(shí)還有效的增強(qiáng)了學(xué)生環(huán)境保護(hù)意識(shí),達(dá)到物盡其用的效果。針對(duì)串聯(lián)實(shí)驗(yàn)可見不僅減少了對(duì)藥品方面的浪費(fèi),相應(yīng)地降低了對(duì)環(huán)境的污染。
3 建立網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)
隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,通過計(jì)算機(jī)對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模仿已經(jīng)是當(dāng)下化學(xué)教學(xué)中擺脫傳統(tǒng)物質(zhì)實(shí)驗(yàn)的改革,它的發(fā)展不僅僅是教育方法技巧的更新,更是對(duì)保護(hù)自然資源緩解化學(xué)所造成的環(huán)境污染的一種方式。
我們通過在網(wǎng)上建立化學(xué)實(shí)驗(yàn)室,將模擬實(shí)驗(yàn)有效地利用到化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程中去,來達(dá)到化學(xué)教育的輔助教學(xué)目的。在模擬實(shí)驗(yàn)開始之前,要對(duì)學(xué)生進(jìn)行組織觀看各種儀器的操作及簡(jiǎn)要分析,通過計(jì)算機(jī)模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)儀器進(jìn)行仿真講解以及實(shí)驗(yàn)過程的仿真操作,幫助學(xué)生完成化學(xué)實(shí)驗(yàn)的機(jī)理及儀器操作基本原理;進(jìn)行傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中不應(yīng)出現(xiàn)的違規(guī)化學(xué)操作,將后果展現(xiàn)給學(xué)生,讓學(xué)生看到所產(chǎn)生后果的嚴(yán)重性,避免后果的產(chǎn)生。采用多媒體實(shí)驗(yàn)仿真手段,方便地解決了減少環(huán)境污染,深化綠色化學(xué)的理念。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)之上理解掌握化學(xué)理論。不僅能夠很好地解決傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的不足,更是化學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)事項(xiàng)的重要研究?jī)?nèi)容,也是減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢棄物對(duì)環(huán)境造成污染的最佳途徑。
參考文獻(xiàn)
綠色化學(xué)的特點(diǎn)范文6
一、化學(xué)所面臨的挑戰(zhàn)
1.1化學(xué)的形象正在被與其交叉的學(xué)科的巨大成功所埋沒
化學(xué)是一門中心科學(xué),化學(xué)與生命、材料等朝陽(yáng)科學(xué)有非常密切的聯(lián)系,產(chǎn)生了許多重要的交叉學(xué)科,但化學(xué)作為中心學(xué)科的形象反而被其交叉學(xué)科的巨大成就所埋沒。化學(xué)這門重要的中心科學(xué)(centralscience)反而被社會(huì)看作是伴娘科學(xué)(bridesmaidscience)而不受重視。
1.2化學(xué)正被各種各樣的環(huán)境污染問題所困擾
化學(xué)的發(fā)展在不斷促進(jìn)人類進(jìn)步的同時(shí),在客觀上使環(huán)境污染成為可能,但是起決定性的是人的因素,最終要靠人們的認(rèn)識(shí)不斷提升來解決這個(gè)問題。一些著名的環(huán)境事件多數(shù)與化學(xué)有關(guān),諸如臭氧層空洞、白色污染、酸雨和水體富營(yíng)養(yǎng)化等;另一方面把所有的環(huán)境問題都?xì)w結(jié)為化學(xué)的原因,顯然是不公平的,比如森林銳減、沙塵暴和煤的燃燒等。這當(dāng)然與化學(xué)沒有樹立好自己的品牌有關(guān)系,在最早的化學(xué)工藝流程里面,根本沒有把廢氣和廢渣的處理納入考慮范圍,因此很多化學(xué)工藝都是會(huì)帶來環(huán)境污染的?,F(xiàn)在,有些人把化學(xué)和化工當(dāng)成了污染源。人們開始厭惡化學(xué),進(jìn)而對(duì)化學(xué)產(chǎn)生了莫名其妙的恐懼心理,結(jié)果造成凡是有“人工添加劑”的食品都不受歡迎,有些化妝品廠家也反復(fù)強(qiáng)調(diào)本產(chǎn)品不含有任何“化學(xué)物質(zhì)”。事實(shí)上,這些是對(duì)化學(xué)的偏見,監(jiān)測(cè)、分析和治理環(huán)境的卻恰恰是化學(xué)家。
二、綠色化學(xué)是應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)的必然
科學(xué)不但要認(rèn)識(shí)世界和改造世界,還要保護(hù)世界?;瘜W(xué)也如此,為了應(yīng)對(duì)化學(xué)所面臨的挑戰(zhàn),提倡綠色化學(xué)是刻不容緩。
2.1綠色化學(xué)的概念
綠色化學(xué)又稱環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)或清潔化學(xué),是指化學(xué)反應(yīng)和過程以“原子經(jīng)濟(jì)性”為基本原則,即在獲取新物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)中充分利用參與反應(yīng)的每個(gè)原料原子,在始端就采用實(shí)現(xiàn)污染預(yù)防的科學(xué)手段,因而過程和終端均為零排放和零污染,是一門從源頭阻止污染的化學(xué)。綠色化學(xué)不同于環(huán)境保護(hù),綠色化學(xué)不是被動(dòng)地治理環(huán)境污染,而是主動(dòng)的防止化學(xué)污染,從而在根本上切斷污染源,所以綠色化學(xué)是更高層次的環(huán)境友好化學(xué)。
2.2綠色化學(xué)的產(chǎn)生及其背景
當(dāng)今,可持續(xù)發(fā)展觀是世人普遍認(rèn)同的發(fā)展觀。它強(qiáng)調(diào)人口、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境和資源的協(xié)調(diào)發(fā)展,既要發(fā)展經(jīng)濟(jì),又要保護(hù)自然資源和環(huán)境,使子孫后代能永續(xù)發(fā)展。綠色化學(xué)正是基于人與自然和諧發(fā)展的可持續(xù)發(fā)展理論。在1984年,美國(guó)環(huán)保局(EPA)提出“廢物最小化”,這是綠色化學(xué)的最初思想。1989年,美國(guó)環(huán)保局又提出了“污染預(yù)防”的概念。1990年,美聯(lián)邦政府通過了“防止污染行動(dòng)”的法令,將污染的防止確立為國(guó)策,該法案條文中第一次出現(xiàn)了“綠色化學(xué)”一詞。1992年,美國(guó)環(huán)保局又了“污染預(yù)防戰(zhàn)略”。1995年,美國(guó)政府設(shè)立了“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”。1999年英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)創(chuàng)辦了第一份國(guó)際性《綠色化學(xué)》雜志,標(biāo)志著綠色化學(xué)的正式產(chǎn)生。我國(guó)也緊跟世界化學(xué)發(fā)展的前沿,在1995年,中國(guó)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。
2.3綠色化學(xué)的核心內(nèi)容
原子經(jīng)濟(jì)性是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容,這一概念最早是1991年美國(guó)Stanford大學(xué)的著名有機(jī)化學(xué)家Trost(為此他曾獲得了1998年度的“總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”的學(xué)術(shù)獎(jiǎng))提出的,即原料分子中究竟有百分之幾的原子轉(zhuǎn)化成了產(chǎn)物。理想的原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)是原料分子中的原子百分之百地轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物,不產(chǎn)生副產(chǎn)物或廢物,實(shí)現(xiàn)廢物的“零排放”。他用原子利用率衡量反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)性,認(rèn)為高效的有機(jī)合成應(yīng)最大限度地利用原料分子的每一個(gè)原子,使之結(jié)合到目標(biāo)分子中。綠色化學(xué)的原子經(jīng)濟(jì)性的反應(yīng)有兩個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn):一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地減少了廢物的排放。原子利用率的表達(dá)式是:
原子利用率=(預(yù)期產(chǎn)物的式量/反應(yīng)物質(zhì)的式量之和)×100%
如無公害氧化劑過氧化氫的制備可采用乙基蒽醌法,即由氫和氧在2-乙基蒽醌和Pd為催化劑作用下直接合成,2-乙基蒽醌復(fù)出并可循環(huán)使用。此反應(yīng)原子利用率為100%,體現(xiàn)了原子經(jīng)濟(jì)性,減少?gòu)U物的生成和排放,是典型的零排放例子。
2.4綠色化學(xué)的12項(xiàng)原則和5R原則
為了簡(jiǎn)述了綠色化學(xué)的主要觀點(diǎn),P.T.Anastas和J.C.Waner曾提出綠色化學(xué)的12項(xiàng)原則,這12項(xiàng)原則對(duì)我們今后從事綠色化學(xué)的研究具有一定的指導(dǎo)作用。
Ⅰ.防止——防止產(chǎn)生廢棄物要比產(chǎn)生后再去處理和凈化好得多。
Ⅱ.講原子經(jīng)濟(jì)——應(yīng)該設(shè)計(jì)這樣的合成程序,使反應(yīng)過程中所用的物料能最大限度地進(jìn)到終極產(chǎn)物中。
Ⅲ.較少有危害性的合成反應(yīng)出現(xiàn)——無論如何要使用可以行得通的方法,使得設(shè)計(jì)合成程序只選用或產(chǎn)出對(duì)人體或環(huán)境毒性很小最好無毒的物質(zhì)。
Ⅳ.設(shè)計(jì)要使所生成的化學(xué)產(chǎn)品是安全的——設(shè)計(jì)化學(xué)反應(yīng)的生成物不僅具有所需的性能,還應(yīng)具有最小的毒性。
Ⅴ.溶劑和輔料是較安全的——盡量不同輔料(如溶劑或析出劑)當(dāng)不得已使用時(shí),盡可能應(yīng)是無害的。
Ⅵ.設(shè)計(jì)中能量的使用要講效率——盡可能降低化學(xué)過程所需能量,還應(yīng)考慮對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的效益。合成程序盡可能在大氣環(huán)境的溫度和壓強(qiáng)下進(jìn)行。
Ⅶ.用可以回收的原料——只要技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上是可行的,原料應(yīng)能回收而不是使之變壞。
Ⅷ.盡量減少派生物——應(yīng)盡可能避免或減少多余的衍生反應(yīng)(用于保護(hù)基團(tuán)或取消保護(hù)和短暫改變物理、化學(xué)過程),因?yàn)檫M(jìn)行這些步驟需添加一些反應(yīng)物同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生廢棄物。
Ⅸ.催化作用——催化劑(盡可能是具選擇性的)比符合化學(xué)計(jì)量數(shù)的反應(yīng)物更占優(yōu)勢(shì)。
Ⅹ.要設(shè)計(jì)降解——按設(shè)計(jì)生產(chǎn)的生成物,當(dāng)其有效作用完成后,可以分解為無害的降解產(chǎn)物,在環(huán)境中不繼續(xù)存在。
Ⅺ.防止污染進(jìn)程能進(jìn)行實(shí)時(shí)分析——需要不斷發(fā)展分析方法,在實(shí)時(shí)分析、進(jìn)程中監(jiān)測(cè),特別是對(duì)形成危害物質(zhì)的控制上。
Ⅻ.特別是從化學(xué)反應(yīng)的安全上防止事故發(fā)生——在化學(xué)過程中,反應(yīng)物(包括其特定形態(tài))的選擇應(yīng)著眼于使包括釋放、爆炸、著火等化學(xué)事故的可能性降至最低。
為了更明確的表述綠色化學(xué)在資源使用上的要求,人們又提出了5R理論:
Ⅰ.減量——Reduction減量是從省資源少污染角度提出的。減少用量、在保護(hù)產(chǎn)量的情況下如何減少用量,有效途徑之一是提高轉(zhuǎn)化率、減少損失率。②減少“三廢”排放量。主要是減少?gòu)U氣、廢水及廢棄物(副產(chǎn)物)排放量,必須排放標(biāo)準(zhǔn)以下。
Ⅱ.重復(fù)使用——Reuse重復(fù)使用這是降低成本和減廢的需要。諸如化學(xué)工業(yè)過程中的催化劑、載體等,從一開始就應(yīng)考慮有重復(fù)使用的設(shè)計(jì)。
Ⅲ.回收——Recycling回收主要包括:回收未反應(yīng)的原料、副產(chǎn)物、助溶劑、催化劑、穩(wěn)定劑等非反應(yīng)試劑。
Ⅵ.再生——Regeneration再生是變廢為寶,節(jié)省資源、能源,減少污染的有效途徑。它要求化工產(chǎn)品生產(chǎn)在工藝設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮到有關(guān)原材料的再生利用。
Ⅴ.拒用——Rejection拒絕使用是杜絕污染的最根本辦法,它是指對(duì)一些無法替代,又無法回收、再生和重復(fù)使用的毒副作用、污染作用明顯的原料,拒絕在化學(xué)過程中使用。
三、綠色化學(xué)的發(fā)展前景
3.1反應(yīng)原料的綠色化即反應(yīng)原料符合5R原則。
3.2原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)在基本有機(jī)原料的生產(chǎn)中,已有一些原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)的典范,如丙烯氫甲?;贫∪?、甲醇羰化制醋酸和從丁二烯和氫氰酸合成己二腈等。
3.3高效合成法不涉及分離高效的的多步合成無疑是潔凈技術(shù)的重要組成部分。
3.4.提高反應(yīng)的選擇性———定向合成如不對(duì)稱合成。
3.5.環(huán)境友好催化劑例如在正己烷的裂解反應(yīng)中,固體酸SiO2-AlCl3比普通AlCl3具有更好的選擇性,更小的腐蝕性。
3.6.物理方法促進(jìn)化學(xué)反應(yīng)如微波引發(fā)和促進(jìn)DielsAlder反應(yīng)、Claisen重排、縮合等許多重要的有機(jī)反應(yīng)。
3.7.酶促有機(jī)化學(xué)反應(yīng)酶促有機(jī)化學(xué)反應(yīng)有高效性、選擇性、反應(yīng)條件溫和和自身對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)。
3.8溶劑化學(xué)污染不僅來源于原料和產(chǎn)品,而且與反應(yīng)介質(zhì)、分離和配方中使用的溶劑有關(guān),有毒揮發(fā)性溶劑替代品的研究是綠色化學(xué)的重要研究方向。如超臨界流體、水相有機(jī)合成和室溫熔鹽溶劑等。
3.9.計(jì)算機(jī)輔助綠色化學(xué)設(shè)計(jì)和模擬在化學(xué)化工領(lǐng)域,計(jì)算機(jī)已廣泛用于構(gòu)效分析、結(jié)構(gòu)解析、反應(yīng)性預(yù)測(cè)、故障診斷及控制等許多方面。無疑,計(jì)算機(jī)在尋找符合綠色化學(xué)原則的最佳反應(yīng)路線、化工過程最優(yōu)化、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等方面推動(dòng)了綠色化學(xué)的更快發(fā)展。
3.10環(huán)境友好產(chǎn)品如可降解塑料、環(huán)境友好農(nóng)藥、綠色燃料、綠色涂料和CFCs替代物等。綠色化學(xué)為化學(xué)的發(fā)展注入了新的活力,在21世紀(jì)化學(xué)必將大有可為。
參考文獻(xiàn)
[1]王恩舉.漫談綠色化學(xué).大學(xué)化學(xué),2002,(4)