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化学实验教学中应渗透绿色化学教育

作者: 收录时间:2022-07-25 浏览量:657次

随着哥本哈根、巴黎联合国气候大会等一系列与气候、环境、节能减排有关的大会召开,人们对环境问题日益关注,同时更加清楚地认识到不能再急功近利,片面追求物质享受,一定要在发展的同时顾及生态环境的协调性。由此绿色化学应运而生,它是人类进入成熟期使人类和环境协调发展更高层次的化学,是粗放型化学向集约型化学的转轨。有关绿色化学主题的会议不断增多,它反映了科学界以及公众对绿色化学日益增进的关注,绿色化学组织和绿色化学网络在世界许多国家的创立也表明绿色化学已是世界科技发展的热点。1999年世界上第一本“绿色化学”(Green Chemistry)杂志问世。目前我国也己加入绿色化学的研究行列,绿色化学及绿色化学教育在我国得到相当程度的重视[1

    1  绿色化学的内涵及绿色化学的必要性。

绿色化学亦称环境无公害化学或环境友好化学,是用化学的技术和方法消除那些对人类健康或环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂的使用和副(废)产物等的产生,力求使化学反应“具有原子经济性”,实现废物的零排放。其目标是把传统化学和化工生产的技术路线从“先污染、后治理”变为“从源头上根除污染”。是当今国际化学科学研究的前沿之一,是具有重大社会需求和科学价值的新型交叉学科。它不但具有重大的社会、环境、经济效益、也表明化学的副作用是可以避免的。与此同时,绿色社会却向我们扑面而来:绿色食品、绿色冰箱、绿色汽车、绿色照明等绿色产品与绿色消费已经走进千家万户在工作中;绿色标志、绿色企业、绿色制造、绿色公关等工业生态学与绿色经济已经深入人心;在娱乐中,绿色观光、绿色休闲、绿色奥运已不再停留在口号上。

    2  化学实验教学与绿色化学教育。

    化学实验课是在高等职业院校进行绿色化学教育最合适的课程之一,这是化学实验课本身的特点决定的。因为化学是以实验为基础的,因此在化学实验教学中渗透绿色化学教育是非常合适和必要的。

    2.1 结合绿色化学教育加强化学实验教材建设。

在高职院校化学实验教学中渗透绿色化学教育,首先应加强教材建设。由于绿色化学这一领域形成不久,“具有原子经济性”这一重要的基本概念在1991年才由美国著名有机化学家Trost在《science》上提出,1996年以前出版的教材都未能反映绿色化学的内容,所以化学实验教材需要做一定调整。目前我国有机化学实验有些内容已改为少量或半微量实验,无机化学实验中的绿色化学教育问题以废物利用和回收重复利用为前提,仍需要进一步调整。应先从绿色化学的基本原则出发选择更新一些具有时代性与绿色化学有关的内容,如汽油无铅化、洗涤剂无磷化、原子经济性减少废物排放等。分析化学实验应增加化学分析内容;扩展一些新开发的环境友好工艺中采用的新试剂和新技术。如:有机化学教材中介绍Friedel--Crafis烷基化反应,一般是用液体酸催化剂,如:H2SO4,HF;或用Lewis酸,如:A1C13、ZnCI2等催化。由于使用H2SO4,HF类酸催化剂后,酸废液的后处理工艺复杂,产生的废液会污染环境,催化剂再生困难;A1C13、ZnCI2类酸催化剂选择性不高,分离产物时催化剂被水解放热,并产生大量的HC1气体。近年来国内外报道的负载型固体酸催化剂和其它固体催化剂,如用蒙脱土为载体的固体酸催化剂(KlO),金属卤化物/硅胶型催化剂,在Friedel--Crafts烷基化反应中表现出了优良的环境友好催化性能。这样于点点滴滴中渗透绿色化学教育的内容,在介绍基本原理的同时让学生了解到绿色化学新的应用和发展。也可在教材中以专题形式设置开放实验。从传统化学取其精华,弃其糟粕,完善教材内容,实现从传统化学到绿色化学的转变。

    2.2 结合实验教学实际加强绿色化学教育。

如何处理对实验环境构成严重危害的在实验中使用的各种各样的试剂,如何处理农药对环境所造成的危害及与绿色农产品相适应的农药化学,以及直接应用于绿色农产品的绿色农药,就要结合化学实验教学加强绿色化学教育,在学生所学化学知识中渗透绿色化学理念,开展与实验教学有关的一些课外活动及社会实践活动,如进行废物利用研究:从电镀液中回收铬化合物。回收干电池、镉镍电池等实践活动,不仅使学生所学知识得到了巩固和提高,更重要的是进行了绿色化学教育[5

    2.3 实验教学与计算机辅助的绿色化学设计。

化学实验的实施,即要考虑实验成功、尤其合成实验还要考虑具有高的原子利用率,能用简单、安全、对环境友好的操作快速、定量地把价廉易得的起始原料转化为天然或设计的目标分子,还要考虑最少的废物和副产品,而且要求对环境无害,其难度很大。因而有必要使用现代化教学手段以适应高层次的绿色化学教育。采用多媒体等现代信息教育手段进行实验教学。在绿色有机合成设计实验中采用计算机辅助设计(CAD),可以在单位时间内向学生传递更多的信息,同时利用三维动画效果形象地展现实验操作,取得更好的教学效果。综上所述,将上述绿色化学教育思想贯穿并渗透于化学实验教学中是可行的。

3  结束语

绿色化学因体现了可持续发展的要求,为人类经济社会发展及普及环境教育提供了契机。在化学实验教学中积极渗透并运用绿色化学的研究成果,将绿色化学教育的思想贯穿其中,其产生的影响将是不可估量的。绿色化学是当今国际化学科学研究的前沿,是使人类和环境协调发展更高层次的化学,是对学生进行环境教育的重要内容。在化学实验教学中从实验教材、实验手段、实验方法、实验过程等环节对学生渗透绿色化学教育功在当代利在千秋。

参考文献

[1]侯秀丽. 绿色化学教育与化学实验教学[J].中国教育发展研究杂志. 2008年9月第9期

[2]Kidwai M,et a1.Green chemistry:An innovative technology[J].Foundations of Chmistry,2005,

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