化學(xué)實(shí)驗(yàn)與綠色化學(xué)教育研究

1、.化學(xué)實(shí)驗(yàn)與綠色化學(xué)教育研究化學(xué)是一門重要學(xué)科，與人們的日常生活有著親密的聯(lián)絡(luò)。素質(zhì)教育與新課程改革要求學(xué)生除了需要掌握扎實(shí)的理論根底，還應(yīng)具備相應(yīng)的動(dòng)手理論才能，以確保自己所學(xué)的知識(shí)可以被應(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(shí)驗(yàn)教學(xué)一直以來都處于一種非綠色的狀態(tài)，雖然進(jìn)步了教學(xué)質(zhì)量，但是實(shí)驗(yàn)結(jié)果通常會(huì)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(shí)驗(yàn)教學(xué)之中掌握綠色化學(xué)才能。文章對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和綠色化學(xué)教育進(jìn)展分析和研究?；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué);污染;綠色化學(xué)教育;化學(xué)實(shí)驗(yàn)才能綠色化學(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

2、本質(zhì)上是一種先進(jìn)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(duì)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(shí)期，其不成熟的身體對(duì)有毒有害物質(zhì)或廢物缺乏足夠的抵抗力，假設(shè)是化學(xué)實(shí)驗(yàn)中不堅(jiān)持這種理念，其將來開展必將受到影響。因此，在進(jìn)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)必須堅(jiān)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(jìn)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(jì)、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(duì)人們安康產(chǎn)生的危害，防止化學(xué)污染給環(huán)境帶來破壞，

3、其從源頭上阻止了化學(xué)污染的擴(kuò)散，是當(dāng)前工業(yè)消費(fèi)領(lǐng)域亟須實(shí)行的一種綠色消費(fèi)理念。從狹義來說，綠色化學(xué)可以為學(xué)生提供保護(hù)，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(shí)驗(yàn)教學(xué)中必須堅(jiān)持的教學(xué)理念。以原子反響為例，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，反響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，而反響產(chǎn)物需要兼具可降解性、平安性以及可重復(fù)利用性，即使是化學(xué)反響的整個(gè)過程，也需要采用平安度較高的消費(fèi)工藝，確保能源的高利用率，只有這樣才能確?；瘜W(xué)消費(fèi)的經(jīng)濟(jì)性或化學(xué)實(shí)驗(yàn)的平安性。1.2綠色化學(xué)的原那么1從源頭上阻斷有毒有害物質(zhì)的產(chǎn)生，而不

4、是在有毒有害物質(zhì)產(chǎn)生后再行處理。2盡可能地使參與反響的物質(zhì)以及最終生成的物質(zhì)不對(duì)環(huán)境和人類安康造成危害。3在設(shè)計(jì)方案中，最好能使所有最初的反響物被嵌入到最終產(chǎn)物之中;反響后的遺留物應(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盡量少用甚至不用別離試劑或溶劑等輔助性物質(zhì)，假設(shè)必須用，那么應(yīng)確保其無毒或毒性盡可能低。5出于經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境保護(hù)的需求，應(yīng)盡量降低化學(xué)反響的能量消耗，或是將反響過程中的臨時(shí)性修改、基團(tuán)保護(hù)與去保護(hù)等非必要衍生過程裁剪掉。6假設(shè)是滿足經(jīng)濟(jì)性目的且技術(shù)上具有可行性，那么應(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，不建議采取通過進(jìn)步反響物配料

5、比的選擇。8化學(xué)物品應(yīng)在保持原有成效這一前提下盡可能地?zé)o毒或低毒;分析方法應(yīng)進(jìn)一步開發(fā)，確保做到現(xiàn)場(chǎng)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)惹事故的風(fēng)險(xiǎn)性。2在化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)為科研教育的根底，我國受科技開展程度和教育理念影響，化學(xué)教學(xué)仍然以傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方式為主，老師和學(xué)生在實(shí)驗(yàn)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(jìn)展危險(xiǎn)性較大的實(shí)驗(yàn)操作，給環(huán)境帶來污染的同時(shí)也給自身安康帶來威脅和平安隱患。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(shí)驗(yàn)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(shí)，使

6、其具備綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)才能?？梢哉f，推行綠色化學(xué)的教育理念，對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)有著非常重要的意義，首先素質(zhì)教育對(duì)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(diǎn)，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)新才能，使其可以更好地面對(duì)社會(huì)與將來?？梢哉f，綠色化學(xué)既進(jìn)步了教學(xué)質(zhì)量，也保護(hù)了環(huán)境，預(yù)防和治理了污染，非常符合當(dāng)今社會(huì)節(jié)能減排的開展要求。3在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中推行綠色化學(xué)教育的詳細(xì)方法3.1精選綠色實(shí)驗(yàn)工程在傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，老師優(yōu)先考慮的是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的鮮明性，重點(diǎn)在于使學(xué)生掌握根本操作技能，諸如最終產(chǎn)物、反響物的污染輕重與試劑、催化劑、產(chǎn)物的毒性那么被老師無意識(shí)地?zé)o視了，學(xué)生或是沒有

7、得到保護(hù)，或是得到被動(dòng)的保護(hù)，這無疑是不符合素質(zhì)教育的根本要求的。而在綠色化學(xué)教育理念的指導(dǎo)下，老師除了需要保證實(shí)驗(yàn)工程中的現(xiàn)象具有鮮明性、學(xué)生可以掌握根本的操作技能，其還需要兼顧到實(shí)驗(yàn)的綠色要求。首先，老師應(yīng)該以保護(hù)環(huán)境、從源頭上杜絕污染產(chǎn)生為出發(fā)點(diǎn)來挑選實(shí)驗(yàn)工程，將對(duì)環(huán)境有較大污染的工程予以排除，優(yōu)選一些污染小的環(huán)保型實(shí)驗(yàn)，確保實(shí)驗(yàn)中的反響物與產(chǎn)物毒性小、污染輕、廢物盡量少。以溴苯類實(shí)驗(yàn)為例，傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)通常使用液溴與苯進(jìn)展化學(xué)反響，原材料液溴具有較大的腐蝕性，苯那么對(duì)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，老師應(yīng)使用正丁醇與溴化鈉兩種平安物質(zhì)交換掉苯與液溴。3.2為無法交換的化

8、學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展綠化改進(jìn)化學(xué)教學(xué)需要按照教學(xué)大綱進(jìn)展，其中許多有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(duì)工程中的某些設(shè)計(jì)方案作出改進(jìn)。3.2.1使用綠色溶劑在原有的教材中，柱色譜別離實(shí)驗(yàn)所使用的原料為無水苯與乙醚，在化學(xué)反響中將鄰硝基苯胺與對(duì)硝基苯胺進(jìn)展別離。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，同樣可以獲得理想的別離效果。而在別離亞甲基藍(lán)與熒光黃的化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，假設(shè)是換用乙醇與水作為洗脫劑，同樣可以獲得理想的結(jié)果。并且，由于所涉及的反響物具有平安性和可重復(fù)利用性，所以可以反復(fù)進(jìn)展實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證不同混合物濃度

9、、氧化鋁高度、探究柱直徑給別離結(jié)果帶來的影響。而結(jié)果證明，在1mg熒光黃加1mg亞甲基藍(lán)的樣品中滴入4滴1mL劑量、95%濃度的乙醇中，將會(huì)在最短的別離時(shí)間內(nèi)獲得最明顯的別離效果，且所消耗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(shí)驗(yàn)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)多有酸性廢液與反響副產(chǎn)物，其本身那么具有強(qiáng)氧化性，污染性大、危險(xiǎn)性大?；诰G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，還能進(jìn)步化學(xué)實(shí)驗(yàn)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(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)己二酸制備可以將其中的氧化劑進(jìn)展交換，以到達(dá)綠色實(shí)驗(yàn)與綠色教學(xué)的目的。乙二酸可以用于尼龍6，6的消費(fèi)，這種單體的制備通常以硝酸作為實(shí)驗(yàn)氧化劑，但是這種物質(zhì)可以產(chǎn)生氮氧化物等有毒氣體，假設(shè)是使用過氧化氫作為氧化劑，那么所產(chǎn)生的副產(chǎn)物只是水，不具有污染性，也非常平安。4結(jié)論綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)與綠色化學(xué)教育是素質(zhì)教育的根本性要求，符合化學(xué)實(shí)驗(yàn)的開展趨勢(shì)，學(xué)校應(yīng)將二者有機(jī)結(jié)合起來，以確?；瘜W(xué)教學(xué)的平安與無害。1陸泉芳，俞潔.化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化研究J實(shí)驗(yàn)室研究與探究，2019122宋桂苓.綠色有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的探究和理論J實(shí)驗(yàn)室研究與探究，20198基金工程黑龍江省