化學(xué)實驗教學(xué)與綠色化學(xué)教育探討.doc

化學(xué)實驗教學(xué)與綠色化學(xué)教育探討 綠色化學(xué)能力是素質(zhì)教育核心目標(biāo),在化學(xué)實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)能力是當(dāng)前教改熱點,有利于從根本上防止了污染,改善了環(huán)境,提高了教育和教學(xué)質(zhì)量.下面是小編搜集整理的相關(guān)內(nèi)容的論文歡迎大家閱讀參考 摘要化學(xué)是一門重要學(xué)科與人們的日常生活有著密切的聯(lián)系素質(zhì)教育與新課程改革要求學(xué)生除了需要掌握扎實的理論基礎(chǔ)還應(yīng)具備相應(yīng)的動手實踐能力以確保自己所學(xué)的知識能夠被應(yīng)用于日常生活中解決各種各樣的問題然而由于缺乏正確思想的引導(dǎo)化學(xué)實驗教學(xué)一直以來都處于一種“非綠色”的狀態(tài)雖然提高了教學(xué)質(zhì)量但是實驗結(jié)果通常會產(chǎn)生污染給周邊環(huán)境帶來不良影響在素質(zhì)教育的要求下學(xué)生需要在化學(xué)實驗教學(xué)之中掌握綠色化學(xué)能力文章對化學(xué)實驗教學(xué)和綠色化學(xué)教育進行分析和研究 關(guān)鍵詞化學(xué)實驗教學(xué);污染;綠色化學(xué)教育;化學(xué)實驗?zāi)芰?綠色化學(xué)又名環(huán)境友好化學(xué)(EFC)、環(huán)境無害化學(xué)(EBC)或清潔化學(xué)(CC)其本質(zhì)上是一種先進的教學(xué)理念其要求研究者應(yīng)用化學(xué)技術(shù)與化學(xué)方法來消除對環(huán)境存在污染和不良影響的原料、試劑、溶液、催化劑及各種各樣的相關(guān)產(chǎn)物與副產(chǎn)物這種理念非常適用于當(dāng)前的化學(xué)素質(zhì)教育學(xué)生正處于身體和智力迅速發(fā)育的時期其不成熟的身體對有毒有害物質(zhì)或廢物缺乏足夠的抵抗力若是化學(xué)實驗中不堅持這種理念其未來發(fā)展必將受到影響因此在進行化學(xué)實驗教學(xué)時必須堅持“綠色化學(xué)”教育 1綠色化學(xué)概述 1.1綠色化學(xué)的定義 從廣義來說綠色化學(xué)是一種先進的科學(xué)理念其可以借助化學(xué)技術(shù)或化學(xué)方法來消除化學(xué)產(chǎn)品在設(shè)計、制造、使用中產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)以減輕化學(xué)產(chǎn)品對人們健康產(chǎn)生的危害避免化學(xué)污染給環(huán)境帶來破壞其從源頭上阻止了化學(xué)污染的擴散是當(dāng)前工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域亟須實行的一種綠色生產(chǎn)理念從狹義來說綠色化學(xué)可以為學(xué)生提供保護隔絕各類有毒物質(zhì)、產(chǎn)物或副產(chǎn)物給學(xué)生身體帶來的傷害是當(dāng)前化學(xué)實驗教學(xué)中必須堅持的“教學(xué)理念”以原子反應(yīng)為例在綠色化學(xué)理念的要求下所使用的催化劑與溶劑應(yīng)該是無毒無害的反應(yīng)物原料除了需要滿足無毒無害的要求還應(yīng)該是一種具有可再生性的能源而反應(yīng)產(chǎn)物需要兼具可降解性、安全性以及可重復(fù)利用性即使是化學(xué)反應(yīng)的整個過程也需要采用安全度較高的生產(chǎn)工藝確保能源的高利用率只有這樣才能確?；瘜W(xué)生產(chǎn)的經(jīng)濟性或化學(xué)實驗的安全性 1.2綠色化學(xué)的原則 (1)從源頭上阻斷有毒有害物質(zhì)的產(chǎn)生而不是在有毒有害物質(zhì)產(chǎn)生后再行處理 (2)盡可能地使參與反應(yīng)的物質(zhì)以及最終生成的物質(zhì)不對環(huán)境和人類健康造成危害 (3)在設(shè)計方案中最好能使所有最初的反應(yīng)物被嵌入到最終產(chǎn)物之中;反應(yīng)后的遺留物應(yīng)沒有或盡可能地少或是沒有滯留在環(huán)境之中或是降解為不具有毒性的產(chǎn)物 (4)盡量少用甚至不用分離試劑或溶劑等輔助性物質(zhì)若必須用則應(yīng)確保其無毒或毒性盡可能低 (5)出于經(jīng)濟性和環(huán)境保護的需求應(yīng)盡量降低化學(xué)反應(yīng)的能量消耗或是將反應(yīng)過程中的臨時性修改、基團保護與去保護等非必要衍生過程裁剪掉 (6)若是滿足經(jīng)濟性目標(biāo)且技術(shù)上具有可行性則應(yīng)選用具有再生性的原料 (7)催化劑應(yīng)優(yōu)選具有高選擇性的不建議采取“通過提高反應(yīng)物配料比”的選擇 (8)化學(xué)物品應(yīng)在保持原有功效這一前提下盡可能地?zé)o毒或低毒;分析方法應(yīng)進一步開發(fā)確保做到現(xiàn)場全面監(jiān)控以預(yù)防有害物質(zhì)的生成降低物質(zhì)因形態(tài)變化而產(chǎn)生事故的風(fēng)險性 2在化學(xué)實驗教學(xué)中推行綠色化學(xué)教育的重要意義 化學(xué)作為一門自然學(xué)科以實驗為科研教育的基礎(chǔ)我國受科技發(fā)展水平和教育理念影響化學(xué)教學(xué)依然以傳統(tǒng)實驗方式為主教師和學(xué)生在實驗中消耗大量的藥品使用具有揮發(fā)性、易燃性的有毒試劑進行危險性較大的實驗操作給環(huán)境帶來污染的同時也給自身健康帶來威脅和安全隱患而為了改變這種“損人損己”的現(xiàn)狀教學(xué)工作者必須使化學(xué)實驗教學(xué)走上“綠色化學(xué)教育”這一必由之路通過綠色化學(xué)內(nèi)容來培養(yǎng)學(xué)生的綠色意識使其具備綠色化學(xué)實驗?zāi)芰梢哉f推行綠色化學(xué)的教育理念對于實驗教學(xué)有著非常重要的意義首先素質(zhì)教育對“綠色化學(xué)教育”有著迫切的要求其次化學(xué)教學(xué)需要傳播綠色化學(xué)的觀點最后學(xué)校需要通過綠色化學(xué)教育來培養(yǎng)學(xué)生的責(zé)任感與創(chuàng)新能力使其能夠更好地面對社會與未來可以說綠色化學(xué)既提高了教學(xué)質(zhì)量也保護了環(huán)境預(yù)防和治理了污染非常符合當(dāng)今社會“節(jié)能減排”的發(fā)展要求 3在化學(xué)實驗教學(xué)中推行綠色化學(xué)教育的具體方法 3.1精選“綠色”實驗項目 在傳統(tǒng)化學(xué)實驗中教師優(yōu)先考慮的是實驗現(xiàn)象的鮮明性重點在于使學(xué)生掌握基本操作技能諸如最終產(chǎn)物、反應(yīng)物的污染輕重與試劑、催化劑、產(chǎn)物的毒性則被教師無意識地忽視了學(xué)生或是沒有得到保護或是得到被動的保護這無疑是不符合素質(zhì)教育的基本要求的而在綠色化學(xué)教育理念的指導(dǎo)下教師除了需要保證實驗項目中的現(xiàn)象具有鮮明性、學(xué)生可以掌握基本的操作技能其還需要兼顧到實驗的“綠色”要求首先教師應(yīng)該以“保護環(huán)境、從源頭上杜絕污染產(chǎn)生”為出發(fā)點來篩選實驗項目將對環(huán)境有較大污染的項目予以排除優(yōu)選一些污染小的環(huán)保型實驗確保實驗中的反應(yīng)物與產(chǎn)物毒性小、污染輕、廢物盡量少以溴苯類實驗為例傳統(tǒng)實驗通常使用液溴與苯進行化學(xué)反應(yīng)原材料液溴具有較大的腐蝕性苯則對人體造血系統(tǒng)有著鮮明的損害作用基于“綠色化學(xué)教育”理念教師應(yīng)使用正丁醇與溴化鈉兩種安全物質(zhì)替換掉苯與液溴 3.2為無法替換的化學(xué)實驗進行“綠化改進” 化學(xué)教學(xué)需要依照教學(xué)大綱進行其中許多有機化學(xué)實驗是無法替代的其與綠色化學(xué)理念并不是完全符合的教學(xué)工作者可以基于當(dāng)前既有的科研成果對項目中的某些設(shè)計方案作出改進 3.2.1使用綠色溶劑在原有的教材中柱色譜分離實驗所使用的原料為無水苯與乙醚在化學(xué)反應(yīng)中將鄰硝基苯胺與對硝基苯胺進行分離但是苯的毒性是眾所周知的所以可以按照13的比例使用乙酸乙酯、石油醚制備洗脫劑同樣可以取得理想的分離效果而在分離亞甲基藍與熒光黃的化學(xué)實驗中若是換用乙醇與水作為洗脫劑同樣可以取得理想的結(jié)果并且由于所涉及的反應(yīng)物具有安全性和可重復(fù)利用性所以可以反復(fù)進行實驗來驗證不同混合物濃度、氧化鋁高度、探索柱直徑給分離結(jié)果帶來的影響而結(jié)果證明在1mg熒光黃加1mg亞甲基藍的樣品中滴入4滴1mL劑量、95%濃度的乙醇中將會在最短的分離時間內(nèi)獲得最明顯的分離效果且所耗費的溶劑量也是非常少的 3.2.2使用綠色催化劑在必開的實驗中有一種需要制備酯類化合物教材中記載的催化劑為濃硫酸這種物質(zhì)多有酸性廢液與反應(yīng)副產(chǎn)物其本身則具有強氧化性污染性大、危險性大基于綠色化學(xué)教學(xué)理念可以使用SiO2/SO24作為濃硫酸的替代物既能減少污染還能提高化學(xué)實驗的產(chǎn)率且這種物質(zhì)還具有可再生利用性 3.2.3使用綠色氧化劑有機化學(xué)實驗己二酸制備可以將其中的氧化劑進行替換以達到綠色實驗與綠色教學(xué)的目的乙二酸可以用于尼龍66的生產(chǎn)這種單體的制備通常以硝酸作為實驗氧化劑但是這種物質(zhì)可以產(chǎn)生氮氧化物等有毒氣體若是使用過氧化氫作為氧化劑那么所產(chǎn)生的副產(chǎn)物只是