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化学中绿色的物质

化学中绿色的物质

化学中绿色的物质范文第1篇

【关键词】 化学实验 绿色化 污染 措施

化学是一门实验性学科,其化学实验是高校化工、生物、材料、师范类化学等专业的必修课程。化学实验室在履行其实验和试验功能的同时也向环境排放着大量的污染物质,这就带来了额外的化学环境问题,环境污染的加剧其因素之一是化学品引起的危害。因此,改善环境的迫切任务就使得“化学实验绿色化”应运而生。化学实验绿色化是以绿色化学的理念和方法为核心和基本原则对化学实验进行改进,使得化学实验过程达到绿色化的方法。

1. 绿色化学的概念

1984 年美国环保局( EPA ) 提出废物最小化, 基本思想是通过减少生产废物和回收利用废物达到废物最少, 这是绿色化学的最初思想。1989年美国环保局又提出了污染预防的概念, 它是指最大限度地减少生产场地产生的废物, 包括减少使用有害物质和更有效地利用资源, 并以此来保护自然资源。至此, 绿色化学的思想初步形成。1990年美联邦政府通过防止污染行动的法令, 第一次使用绿色化学一词。1992 年美国环保局又了污染预防战略。1995 年美国政府设立了总统绿色化学挑战奖。1999 年英国皇家化学会创办第一份国际性绿色化学杂志, 日本也制定了以环境无害制造技术等绿色化学为内容的新阳光计划, 绿色化学很快成为国际化学科学的前沿。

绿色化学( Green Chemistry) 又称环境无害化学( Environmental Benign Chemistry), 是指从污染预防的基本思想出发, 在化学品生产的始端就采用预防的科学手段, 整个过程和终端均为零排放或零污染, 它研究的中心问题是使化学反应及其产物具有以下特点: (1) 采用无毒、无害的原料;(2) 在无毒、无害的反应条件( 催化剂、溶剂) 下进行; (3) 具有原子经济性, 即反应具有高选择性, 极少副产品, 甚至实现零排放; (4) 产品应是对环境友好的; (5) 满足物美价廉的传统标准。

2. 大学化学实验绿色化的主要内容

化学实验绿色化主要内容包括: (1) 化学试剂绿色化。应选择无毒或毒性较小的试剂及利用可再生资源( 如生物质作试剂) 。(2) 溶剂绿色化。应尽量选择水作溶剂, 避免有毒有害和挥发性有机溶剂的使用, 特别是卤代烃类溶剂的使用。(3) 催化剂绿色化。应采用无毒无害无腐蚀性的物质作催化剂。(4) 反应条件绿色化。应选择无有毒副产物生成或有毒副产物生成最小化的反应条件。(5) 化学反应绿色化。应选择不产生“三废”的原子经济反应。(6) 反应产物绿色化。反应的生成物( 产物和副产物) 应无毒无害, 是环境友好产品。(7) 剂量绿色化。化学反应所需试剂、溶剂、催化剂的用量在保证实验效果的前提下, 要达到实验剂量最小化。( 8) 末端处理绿色化。对实验产生的“三废”进行无毒无害化处理,确保污染最小化。即化学反应全过程绿色化。

3. 大学化学实验绿色化的途径

3.1实验项目的选择

本着从源头制止污染, 而不是在末端治理污染的原则, 尽量选择低毒、污染较小且后处理容易的具有环保型的实验项目。在高校化学实验中, 性质实验是别人已设计好的验证性实验, 综合操作技能的要求不如制备实验要求高, 化学实验过程中消耗化学试剂种类繁多, 成本较高, 每看完一个实验现象, 就要弃去这批用过的试剂, 其中不乏一些有毒、有害物质, 这样不仅造成大量的浪费, 而且对环境造成一定的污染, 这与绿色办学理念相悖。因此提倡将性质实验进行压缩, 选取具有代表性的、低毒的性质实验来锻炼学生的基本操作技能。选择与环境保护密切相关的实验, 如硫酸铜提纯中产品的回收、水的总硬度的测定以及废旧电池的回收和利用等, 让学生了解有害物质对人体和环境的危害, 学习有害物质的鉴定、分离、提纯和回收利用等方法, 这是培养学生环境保护意识和能力的重要手段。

3.2分析方法的选择

测定同一物质含量的方法常常有多种, 可以选择使用无毒或低毒、污染小的试剂方法来进行同一目的的实验。

3.3替代性试剂的寻找

绿色化目标是将化学过程危害性降至最小。实验中要尽可能不用或少用危险化学品, 如易燃、易爆、有毒、刺激或有腐蚀性的, 特别是剧毒物质。要研究取代危险化学品特别是剧毒化学品的方法,尽可能地选择对人体和环境危害小的药品, 做到低毒化。即使无危害物质也应尽可能减少使用, 因为任何化学物质过多时都会污染环境。通过化学实验中用到的有毒、有害、易腐蚀药品, 使人们明白这些药品对环境、对人类健康的影响, 感觉到有毒有害物质在人们身旁, 体会到保护环境就是保护人类自己。

3.4密封仪器的使用

用密封的成套仪器来完成有毒的化学实验, 使仪器和药品循环使用, 不存在污染毒害。

3.5推广微型化学实验

被誉为化学实验的革命的微型化学实验是近20年来发展很快的一种化学实验方法、新技术。它是在微型化的仪器装置中进行的化学实验, 其试剂用量比相应的常规化学实验节省90% 以上, 是公认的以尽可能少的试剂来获取所需化学信息的实验原理与技术。微型化学实验室是绿色化学的组成部分, 它既能从源头上节约原材料和时间, 减少污染, 又具有安全、便捷、高效等优点, 是化学实验教学改革中的一个重要方面。

3.6引进微波、超声波技术

微波作为一种新型能量形式, 其促进化学反应速度可比传统的加热技术快数倍及至数千倍,具有反应条件温和、操作方便、时间短( 节能) 、产率高、产品易纯化、减少用量或不用溶剂、加热时微波设备本身几乎不辐射能量, 可避免环境高温, 改进工作环境, 对环境友好等优点。在化学实验中引入微波、超声波技术, 如微波辅助提取、微波消化、微波灼烧、超声催化, 不但能减少环境污染, 节约能源,是实现化学实验绿色化的一个重要方法。

3.7研究对基础化学实验废液的处理

化学实验要产生大量的废弃物, 如做完实验,把废液往水池中一倒, 自来水一冲, 不及时处理随意排放, 久而久之不仅对环境造成污染, 而且会淡化人们的环保意识, 养成不良的习惯。废液绝不可以倒入下水道, 应该设有废液缸, 作统一回收处理。

放弃有污染的传统化学实验, 探索传统化学实验的绿色化改造, 是化学实验工作的必然趋势。实现大学化学实验绿色化的途径还很多。总之,全面实现化学实验绿色化的道路还很漫长, 这期间, 不但需要对化学实验教学进行绿色化改革, 更需要高校化学教育工作者对化学实验绿色化的方法进行深入的研究与探索, 推动整个高等化学教育质量的提高。

参考文献:

[1] 朱清时. 绿色化学与可持续发展[J] . 中国科学院院刊, 1997( 6) : 415-420.

化学中绿色的物质范文第2篇

样品与实验

1样品

山炮绿(SPL)和月尾绿(YWL)分别在浙田山炮矿区和福建寿山善伯-月尾矿段采集得到,分别选择其中具有代表性的4块山炮绿和3块月尾绿样品进行实验.西安绿(XAL)为市场上购买得到(产地不详但不在西安地区),选择其中2块样品进行测试.3种绿色图章石样品均为块状构造、隐晶质结构、断口呈平坦状.其中山炮绿样品呈蓝绿至艳绿色,表面有黄褐色和白色脉状及点状杂质分布.绿色部分呈微透明,抛光面呈蜡状-油脂光泽,由抛光面测得折射率为1.58~1.60,山炮绿比重在2.77~3.04g/cm3之间.月尾绿样品呈黄绿色至绿色,整体绿色深浅分布不均匀,其中淡绿色-白色部分不透明,绿色部分半透明.抛光面呈蜡状-油脂光泽,测得折射率为1.52~1.54,月尾绿比重在2.67~2.75g/cm3之间.西安绿样品呈绿色至暗绿色,微透明,抛光面呈蜡状-油脂光泽.样品整体杂质含量很少,在宝石显微镜下透光照射,可见内部有少量白色点状固态包裹体.抛光面测得折射率为1.52,西安绿比重为2.76g/cm3.

2测试

采用XPertPro型X射线粉晶衍射仪进行XRD实验.实验时采用的电压为40kV,电流为40mA,Cu靶,Ni滤波片,测量范围介于3°~65°.山炮绿和西安绿测试时扫描步长为0.0167°/S,月尾绿测试时扫描步长为0.010°/S.以上实验分别在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室和材料与化学学院完成.采用JXA-8100型电子探针进行了EPMA实验,样品薄片经喷碳处理,测试电压为20kV.采用Quanta450FEG环境扫描电镜进行微形貌测试,配合能谱仪对矿物成分进行确认,测试时加速电压为10kV.以上实验均在中国地质大学(武汉)地质过程与矿产资源国家重点实验室完成.

结果与讨论

1X射线粉晶衍射分析

1.1矿物成分分析

绿色图章石都是以绿色部分纯正、杂质矿物含量少为上品,因此图章石在选料上多避开含有杂质矿物的部分,但通常情况下样品都会含有少量的杂质矿物,从而为其产地的确定提供一定依据.由X射线粉晶衍射测试分析可知,山炮绿样品的矿物成分主要为白云母,次要矿物为白云石和黄铁矿.说明山炮绿中白色点状和脉状部分为白云石矿物,而黄色不透明点状部分为黄铁矿,从而使其比重略高于其他两种图章石.有学者还在山炮绿中测到微量的石英、透长石、红柱石等矿物(陈涛,2004;卢琪等,2010).不同次要矿物成分与山炮矿区不同采样点有密切关系.但是可以确定,山炮绿的绿色部分(主体部分)为白云母形成.月尾绿的主要矿物成分为白云母,次要矿物成分为高岭石,所测样品中不含其他矿物成分.西安绿也是由很纯的白云母矿物组成.因此,所研究的3种绿色图章石均为云母型图章石.3种绿色图章石的X射线粉晶衍射图如图1所示,其主要粉晶衍射数据如表1所示.

1.2云母晶体结构分析

白云母的多型结构通常有1M、2M1和3T型(潘兆橹,1994).X射线衍射图谱中,2M1白云母的典型特征是在2θ=20°~35°区间有众多的衍射峰.由图1可知,3种图章石中白云母矿物的衍射峰都存在尖锐而对称的d(114)=3.48和d(114)=3.19衍射峰,并且d(131)、d(023)、d(025)、d(115)和d(116)等衍射峰明显,这些都是2M1型白云母的常见衍射峰.

并且通过对比JCPDF卡片86-1385可以确定3种图章石绿色部分均为2M1型白云母.根据云母结构单元层中八面体片中阳离子的种类和充填情况,云母结构可分为二八面体(八面体空隙为三价离子充填)、三八面体(八面体空隙为二价离子充填)以及过渡型结构.云母X射线衍射的(060)衍射峰可以用来区分云母的此种结构类型.一般三八面体云母d(060)=1.530~1.557,二八面体云母d(060)=1.480~1.510,过渡型云母d(060)=1.510~1.530(MooreandReynolds,1989).

由此可见,3种图章石中云母的d(060)值属于二八面体结构范畴,为典型的白云母结构.根据3种图章石中白云母的粉晶衍射数据,采用最小二乘法由9214程序计算得到其晶胞参数,结果如表2所示.3种白云母中西安绿的a轴、b轴长度以及晶胞体积略大于山炮绿和月尾绿中的白云母,而c轴和β角略小于其他两种白云母.

2电子探针分析

2.1化学成分分析

笔者分别对3种图章石中的主要矿物和XRD无法探测到的次要矿物进行了电子探针分析(表3).通过分析发现,山炮绿(SPL)中还存在少量的磷灰石(Ca5[PO4]3(F,OH)),在山炮绿图章石中呈灰白色点状分布.西安绿中白色点状物为白云石(CaMg[CO3]),由于碳酸根在电子探针中无法探测到,因此测白云石中的氧化物,其百分含量为51.807%.由化学成分分析发现,3种绿色图章石中的白云母除了主要元素K、Al、Si外,普遍存在杂质元素Na、Ca、Mg、Ti、Fe;山炮绿中还存在少量的Cr元素.由于白云母在XRD测试中被证明为二八面体结构,因此,此次测试中Fe元素氧化物的计算定为三价离子(表3).

2.2白云母的晶体化学结构特征

通过晶体化学结构式的分析,可以较深入了解白云母的晶体结构特征.由表3中白云母的氧化物百分含量计算出其化学结构式,以及它们的四面体、八面体及层间电荷数等.白云母的化学结构式以11个氧为基础计算(Bailey,1984),表4为计算所得的晶体化学结构式.其中山炮绿白云母的平均晶体化学结构式为K0.873Na0.037Ca0.004(Al1.931Mg0.028Ti4+0.012Fe3+0.013Cr3+0.002)Σ=1.986(Si3.143Al0.858)Σ=4O10(OH)2,月尾绿白云母的平均晶体化学结构式为K0.816Na0.013Ca0.006(Al1.888Mg0.008Ti4+0.002Fe3+0.083)Σ=1.981(Si3.224Al0.776)Σ=4O10(OH)2,西安绿白云母的平均晶体化学结构式为K0.929Na0.015Ca0.004(Al1.492Mg0.513Ti4+0.009Fe3+0.001)Σ=2.015(Si3.507Al0.493)Σ=4O10(OH)2.由云母的晶体化学结构式中八面体离子总数,进一步可知所研究的3种图章石中白云母为典型的二八面体结构.[VI]Al/([VI]Al+[VI]Fe3+)比值在0.5~1.0之间,符合白云母晶体化学结构要求,并且这3种白云母的Fe代Al程度不高.根据国际新矿物和矿物命名委员会云母分会对白云母化学成分的规定(Riederetal.,1998),所研究的3种白云母四面体中Si离子数均略高([VI]Si规定值为3.0~3.1),从而属于多硅白云母.其中,西安绿白云母四面体中Si含量最高,并且八面体中Al含量偏低,因此需要其他离子来充填八面体空位.从化学成分分析可见,西安绿白云母中Mg离子的含量较高,而八面体中其他杂质离子成分较低.同时,由于西安绿白云母中四面体中Si离子较多,导致白云母的四面体和八面体产生畸变.四面体层必将由原来理想的六方环状结构转变成复三方环结构以适应杂质离子的替代,从而使西安绿中白云母的晶胞参数b值增大而β值减小(Bailey,1984;Chenetal.,2010).

2.3颜色成因分析

3种绿色图章石的绿色部分矿物成分单一,为纯度很高的白云母组成,只有月尾绿的白云母中含有很少量的高岭石.因此,3种绿色图章石的颜色是由白云母矿物形成.云母由于杂质离子的影响可以形成褐色、粉色、红色、绿色、蓝绿色、黑色等颜色,Fe、Mg、Cr和Ti元素对云母颜色形成的重要性已经被认识(Rossman,1984).在电子探针成分测试中发现这些图章石中白云母的八面体中含有Mg、Fe、Ti等杂质元素,并且山炮绿白云母中还含有Cr3+离子.Cr3+能使白云母形成翠绿色的观点一直被人们认可(鲁安怀和陈光远,1995).但是,有的学者在研究广绿玉时发现绿色和白色部分的白云母均含有Cr3+离子,而且有的白色部位的Cr3+离子含量甚至高于绿色部位(郭清宏等,2010).此次测试的翠绿色山炮绿部分Cr3+离子平均含量为0.047%,比之前的报道要低(陈涛,2004;卢琪等,2010).由此可见,白云母中Cr3+元素的存在不一定是其形成绿色的唯一因素,并且其含量也与白云母所呈绿色的深浅没有直接相关性.Fe元素是否对白云母的颜色产生影响也一直被人们所研究.Finchetal.(1982)曾对14块不同产地的多硅白云母中Fe2+和Fe3+含量与颜色的关系进行了测试,发现样品中Fe3+含量最高的白云母具有最纯正的绿色,而Fe2+含量最高者为红色.范良明等(1983)曾报道浙江昌化钨铍矿床晶洞中亚铁白云母为浅黄绿色.Rossman(1984)在总结白云母颜色成因时曾指出Fe2+对颜色成因的影响还不明确,而Fe3+可与Ti4+共同作用而形成绿色.此次研究的绿色白云母的八面体中均含有Fe3+和Ti4+离子,然而所研究的月尾绿样品的绿色并没有西安绿和山炮绿的颜色艳丽.本研究认为,山炮绿的翠绿色应该是Cr3+、Fe3+和Ti4+离子共同作用形成.而单纯由Fe3+和Ti4+离子共同作用呈色的白云母不一定与其含量有关,而是与Fe3+和Ti4+离子在白云母八面体层中的占位有密切关系,但其需要后续的研究来进一步证明.

3环境扫描电镜分析

利用环境扫描电镜对3种绿色图章石中主要矿物成分白云母的微形貌进行了观察.图2为这些白云母的形貌像,观察的同时利用能谱仪对其化学成分进行了测定,从而进一步确定矿物相,如表5所示.理想的白云母应该生长成假六方片状结构(潘兆橹,1994),而这3种白云母的单矿物形貌和集合体形貌差异较大.山炮绿中白云母大多数无结晶形态,结构致密(图2a),偶见半自形-自形片状结构,说明山炮绿经历热液蚀变后重结晶程度不高,因此形成的晶形不完整.

月尾绿和西安绿中白云母呈鳞片状和叶片状结构,单矿物颗粒在20μm左右,厚度小于1μm,如图2b和2c所示.月尾绿中白云母矿物结晶程度以半自形为主,晶体形态不规则,并在三维空间成无序排列.但西安绿中白云母棱角状轮廓较月尾绿清晰,且呈薄片叠层状紧密排列,指示其结晶程度高于月尾绿中白云母.

结论

(1)3种绿色图章石样品的主要矿物成分均为白云母,此外,山炮绿还含有白云石、黄铁矿和磷灰石,月尾绿含有高岭石,西安绿含有白云石,其杂质矿物的存在对图章石产地的鉴定具有一定意义.3种图章石中白云母多型结构均为2M1型,具有二八面体结构,属于单斜晶系,其晶胞参数分别为其中西安绿中白云母的晶胞参数b值较大而β值较小,这是由于四面体中相对较高的Si离子,以及八面体中相对较高的Mg离子引起结构调整形成的.

(2)3种绿色图章石中的白云母除了主要元素K、Al、Si外,还含有杂质元素Na、Ca、Mg、Ti、Fe等.其中山炮绿中白云母的平均晶体化学结构式为

化学中绿色的物质范文第3篇

【关键词】化学教学 绿色化学 环境保护

【中图分类号】G633.8 【文献标识码】A 【文章编号】1006-9682(2008)12-0147-02

化学与人类生活有着非常密切的联系,可以说,人们的衣、 食、住、行都离不开化学。近年来,随着全球性环境污染的加剧、 能源的匮乏和社会公众对环境保护及人类可持续发展的日益关 注,人们开始对造成环境与生态恶化的主要元凶――化学和化学 工业的重要性提出质疑。绿色化学的出现,为人类最终从化学的 角度解决环境和能源问题带来了新希望。依据化学课程改革的趋 势,参考中学化学新课改实施标准,在中学的化学教学中,我们 确立了一个重点――提高学生的科学素养为宗旨,重视科学、技 术与社会的相互联系;倡导以科学研究为主的多样化学习方法。

目前,我国绿色化学研究刚刚起步,绿色化学具有何种现代 内涵,对人类社会发展有何意义,仍不完全为广大化学工作者所 了解。很显然,作为化学教育工作者,如何面对绿色化学新概念、 新思想、新要求,在实际教学中,结合当前素质教育,把绿色化 学教育贯穿于化学教学的全过程之中,是一个新的研究课题。

一、正确把握绿色化学的概念

绿色化学又叫环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。顾 名思义,绿色化学就是应用化学的技术和工艺去减少或消灭那些 对人类健康、社区安全和生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和 试剂、产物、副产物等的使用和产生。绿色化学的理想和目标在 于不再使用有毒、有害的物质,不再产生废物。“绿色”是环境 意识的革命,“绿色化学”则是化学学科的又一次飞跃。绿色化 学的应用覆盖范围很广,有食品、化工、农业等。绿色食品特指 无污染的、安全、优质、营养类食品。而绿色农业则是以促进农 产品安全、生态安全、资源安全和提高农业综合经济效益的协调 统一为目标。

化学教育工作者要树立可持续发展的观念。绿色化学有利于 保护人类赖以生存的环境、实现人类社会的可持续发展。化学教 育必须体现绿色化学的新内容,要在课程教材中体现绿色化学的 理念,教师在课堂教学、实验等方面,要始终贯穿绿色化学的思 想;要让学生了解绿色化学,树立起绿色意识,培养学生从事绿 色化学研究与开发的能力。化学教育工作者只有树立起这种可持 续发展、绿色化学教育的观念,才能在教学、生活中自觉的实施 绿色教育。

二、在中学化学教学中,贯穿绿色化学的教育理念的方法。

1.从教材中系统提炼绿色化学的相关知识

(1)环境方面:中学化学教材从不同角度建立了与绿色化学 内涵相一致的基本概念。从环境保护角度介绍了环境污染、三废、 大气污染物、酸雨、温室效应(选学)等概念,在介绍概念的同 时还分析了有关污染的成因和污染物的主要来源及危害。

(2)农业方面:中学化学教材介绍了在农业生产中高效低毒 低残留农药的使用,一些剧毒、高毒和稳定性农药(如,DDT) 正在被淘汰;推广使用低毒杀菌剂,某些铜、汞制剂对人、畜、 植物有毒害作用,因此,近十多年来大力发展有机杀菌剂新品种, 已部分取代铜,汞制剂。另外,与生物知识结合,高速发展除草 剂,以及使用激素防治虫害。还有化肥新品种的使用,高浓度肥 料取代低浓度肥料,进一步加快了绿色农业的发展。

(3)食品安全(可在学习重金属和有机物等内容时补充一些 相关材料):据食品专家介绍,食品污染途径主要有重金属污染、 有机物质的污染、非金属物质的污染。

食品的重金属污染:上世纪 50 年代中期,在日本曾经因为 人吃了受重金属汞(Hg)污染的鱼而出现了震惊世界的水俣病。 从 1956~1960 年间,日本水俣湾地区妇女生下的婴儿多数患先 天性麻痹痴呆症。食品的有机物质的污染:有机污染物以化学 农药污染为代表,已有报道表明,癌症发病率的逐年提高与农 药使用量成正比,农村儿童白血病的 40~50%诱因之一是农药。 另一种有机污染物为人工合成色素。人工合成色素是以煤焦油 为原料制成的,常被人们称为煤焦油色素或苯胺色素。人工合 成色素并不像天然色素那样是一种安全系数很高的物质,它们 本身的化学性质决定其有剧毒性。煤焦油和苯胺不仅可引起神 经性的中毒,而且具有明显的致癌性。食品的非金属物质的污 染:非金属物质以硝酸盐(NO3)污染与人体关系最为密切。 硝酸盐本身毒性不大,但它在人体胃肠中可转化为危害很大的 致病、致癌物质――亚硝酸盐,可造成人体尤其是婴幼儿的血 液失去携氧功能,出现中毒症状,它还可与胃肠中的胺类物质 合成极强的致癌物质――亚硝胺,导致胃癌和食道癌。从毒韭 菜到炸鸡翅、从速溶茶到儿童奶粉,关于食品质量的报道中不 断有“致癌农药”、“苏丹红”、“氟化物”、“碘元素”、“亚硝酸 盐”等化学名词出现。业内人士指出,化学性污染正成为危及 食品安全的一大“杀手”。那么,如何在食品生产中注重安全, 如何创建绿色农业,生产绿色食品,这都是我们在教学中要加 强讨论的问题。

(4)实验内容充分体现了绿色化学原理。在中学化学课本的 编制和修订过程中,有关实验内容安排也充分体现了绿色化学原 理:①对常见实验的固液试剂的取用给出了限量要求;②介绍了 闻气体的方法;③强调了实验中常见的事故避免、应急处理等;

④介绍了特殊试剂的保存和使用原则及方法;⑤NO、NO2 等有 危害的制备实验只安排在实验室中进行;⑥在氯化氢、氯气等制 备实验中强调了尾气的处理方法。

2、在化学教学中突出绿色化学的教育

(1)密切联系生活,提高学生学以致用的能力。 化学本身就是一门科学。因此,首先要让学生掌握系统的科

学文化知识,在掌握知识的同时强调学以致用,培养学生的动手 能力。让学生了解所学知识在社会生活、生产中的作用,培养学 生应用知识解决实际问题的能力。例如,谈到氢气时可向学生介 绍,用于未来的新型无毒的理想燃料――氢气来代替现在的煤 气。学到《铁》这一章时,便可结合人体内铁与血红蛋白的关系 谈谈补血器皿――铁锅的妙用。当学生接触到 pH 试纸后,教师 可指导学生利用 pH 试纸测量本地区的雨水的 pH 值,讨论酸雨 的形成和危害。

(2)关注环境,培养学生的环保意识。 在学生掌握科学知识的同时,还要引导学生认识科技发展给社会带来的正、负面效应,培养学生关注社会、关注生活的意识。 例如,讲到二氧化碳时,我们使学生了解到:全球使用矿物燃料 每年向大气中排放 50 亿吨二氧化碳;又由于砍伐和烧毁热带森 林以开辟农牧场,每年要向大气排放 16 亿吨二氧化碳。近百年 来,由于大气中的二氧化碳等工业废气的剧增,就象给地球加了 个玻璃罩,这就是“温室效应”。因此,我们说全球气候变暖主 要是因为二氧化碳排放量逐年递增引起的。因此,可结合生物知 识:绿色植物具有通过光合作用吸收二氧化碳,释放出氧气供人 类呼吸的用途,倡导学生“种下一棵树,为我们的生活增添一抹 新绿”,以实际行动,保护环境,保护我们自己的家园。当讲到《水是人类宝贵的自然资源》一节时,我们向学生介绍工业“三 废”等污染物的任意排放的结果是造成大气污染、水质污染、土 壤污染和食物链污染(以上总称环境污染)。近年来,在海运和开发中由于原油泄漏,每年排入海洋的石油约有 500 万吨,使浮游生物受到毁灭性的打击。而在大气圈中,约有五分之一的氧气 是由这些生物光合作用产生的。汽车和化工厂排出的废气中含有 大量的碳氢化合物,经太阳紫外线照射发生光化反应,产生蓝色 “光化学烟雾”。此外,噪声污染、放射性污染,也给人类造成 很大的危机。

(3)在课堂教学中,突出绿色化学知识。 在有关物质的内容编排中,考虑到了绿色化学因素,课本在

有关元素化合物、有机化合物的内容编排中,从绿色化学角度有重 点地介绍了有毒物质的性质、使用、保存等:①介绍了氯气、硫化 氢、氟气、氟化氢、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、硝基苯、白 磷、偏磷酸等有毒、剧毒物质的毒性及使用方法;②在选学内容中, 安排了臭氧空洞的形成、合成洗涤剂的功与的过介绍等。

3.举行化学课外活动,深化绿色化学理念的培养。

化学中绿色的物质范文第4篇

关键词:高职;化学教育;绿色化学理念

绿色化学理念的实践原则是减少废弃物的排放,落实循环利用及回收的思想,减少有毒、有害化学药剂对生态的影响。因此,秉承“废物最小化”和“废物利用”的理念,消除能源、资源利用不合理的因素,有利于控制化学反应对环境和社会发展的影响。另外,在高职教育创新期间,教师也应在教学中落实节约能源的理念,实现绿色化学的发展目标。

1高职化学教育中绿色化学理念的渗透价值

1.1有利于培养学生的环保意识

高职化学教育内容包括化学反应速率、原子结构、金属材料、有机物等方面的理论,所以教师应当宣扬绿色化学理念,明确自然资源利用与工业发展之间的关系,引导学生逐渐形成保护环境的意识。在教学期间,教师可说明化学反应期间可能会出现的污染物,总结污染物的处理方法和处理要点,让学生逐渐形成环保的思想[1]。例如在“有机物化学性质”一节讲到,虽然甲烷可作为有机燃料,但要注意甲烷的使用可能会存在操作风险,选择清洁型能源替代此类材料,符合绿色化学理念。

1.2有利于开发学生的创新思维

在培养学生创新意识的过程中,教师应说明传统化工生产和绿色化学技术之间的联系,告知学生化工产业生产运行期间可能出现的副反应物和污染物,同时指明新型化学技术的优势和应用价值,帮助学生自主解析、自主探讨、自主理解化学工业发展期间的成功案例,进而培养学生的创新意识。

1.3有利于培养绿色化学专业人才

在培养绿色化学专业人才期间,教师应当讲解先进的绿色化工技术、低污染的化学仪器以及具有环保功能的技术模式。因此,教师应当了解绿色化学技术与生态环境之间的关系,积极向学生传授工业化学、环境化学相关知识,让学生明白落实绿色化学理念的办法。通过说明绿色化学的理论内容,让学生掌握后期实验过程中各类化学反应的化学药剂用量,从本质上减少无用反应物的介入,不仅可避免化学药剂使用过量的情况,还能提高化学反应效率,培养绿色化学专业人才[2]。

2在高职化学教育中融入绿色化学理念的问题

2.1绿色化学理念定位不清晰

化学课本对绿色化学理念的界定不清晰,尤其是在传统化工作业方面,教师重点讲解实验流程和实验步骤,学生记录实验现象。因此,可能会在实验期间浪费很多化学药剂,影响绿色化学的实施与推进。另外,高职化学教学的重心是探讨物质的反应现象和变化规律,但课本中对绿色化学理念的界定、实施论述不全面,可能会影响绿色化学理念的落实。

2.2化学实验未渗透可持续发展理念

化学实验是验证真理的重要方案,所以教师应当指导学生在实验期间了解不同反应类别、反应条件及反应要求,在观察实验后进行思考验证,掌握化学实验的内涵。但是,部分教师没有在实验期间融入可持续发展理念,致使学生在实验期间存在浪费的行为,或者是在模仿实验期间仅掌握了实验方法和目标,没有意识到减少污染排放的重要性,加大了后期废弃物收集的难度,进而阻碍了学生绿色环保思想的形成。

3绿色化学理念在高职化学教育中的融入措施

3.1提高学生对绿色化学理念的重视程度

为了让学生充分掌握高职化学课程中关于环境保护、绿色生态方面的知识,帮助学生了解化学与人们的生活、环境之间的关系,教师应当宣扬绿色化学理念和实施原则,融合生态环境保护和可持续发展的思想认识,帮助学生发现当前生态环境的潜在问题。在此过程中,教师还应当说明保护生态环境的重要性,拓宽学生的眼界[3]。例如常见的空气污染物—二氧化硫等,是由于工业制硫酸期间应用“接触法”发生副反应而生成的。若没有做好废气的收集工作,就会加剧“酸雨”对环境的侵蚀。因此,在绿色化学理念下,将生产所得的二氧化硫引入碱性溶液中,如石灰水、氨水等,能够在一定反应条件下得到无污染的硫酸钙(微溶于水,固体)或亚硫酸铵等物质,再将此类材料应用至其他工业领域,不仅避免了生态环境污染,还能提高其他材料的利用效率。总之,教师应当充分认识绿色化学的内涵及作用,在必要的整合、宣传教育过程中,说明绿色化学理念的本质思想,控制污染源、减少污染排放、重视材料的循环及回收再利用,让学生树立绿色、环保的思想意识,在创新教学方式、教学目标、化学课程内容的同时,解决化学教学方面的问题。

3.2革新化学教材,融合绿色化学理念

革新高职化学教材,让学生在学习化学知识点的同时,了解绿色化学理念的内涵,有利于提升化学知识教学的深度。具体来讲,应从以下方面进行创新。(1)应当在化学课程中融入环境保护思想及成果,尤其要在《绪论》中说明生态环境和绿色化学之间的关系,例如可介绍氮氧化物、二氧化硫、二氧化碳、重金属污染、氚污染的诱发原因,并说明各类污染源的治理方式,让学生充分认识到绿色化学与生态环境之间的关系[4]。同时,教师也需要科普新时期绿色化学方面的成果,比如应用锌空气电池替代含汞元素锂电池,或者应用凝气式锅炉减少锅炉燃烧期间产生的气体污染物,可控制各类气体污染物对大气的影响。(2)在实验内容优化期间,教师应当总结实验要点、实验要求和实验原理,积极向学生展示污染较小的实验现象,采用多媒体技术,模拟转化率低、安全性较低的实验,避免引发火灾、爆炸事故。为了提高实验流程的安全性,在微型实验开展期间,要精准控制各类物质的量。如在氧气制备实验中,应精准控制高锰酸钾的用量,关注模拟实验后各类物质的生成量,以便分析如何减少各类生成物。此外,实验期间也应注意选用毒性较低或无毒的物质,注意控制腐蚀性试剂的应用剂量,降低实验产生的污染对环境的影响。(3)教材中还应提示风险事件的干预方式,如在有机化合物的处理过程中,应将所产生的废料放在收集皿中,并提示实验期间可能会产生的安全隐患,要求学生关注绿色化学理念在实验中的渗透与实施方式,进而提高绿色化学理念的实践效率。

3.3革新课堂教学模式

为了提高高职化学课堂的教学效率,教师应当明确教学改进要求及创新要求,完善理论及实验课程模式,提高绿色化学理念的实施价值,具体应从以下方面进行。(1)在理论教学中,教师可选用情境教学法,打造化学研讨环境,要求学生在观看微课视频、多媒体视频的同时,了解绿色化学对生态环境保护的作用。另外,教师可在讲解各类物质的同时,说明此类物质的污染及回收要求。例如在说明化学科目与生态环境之间的关系时,在讲解醛类物质的过程中,教师可指出甲醛、乙醛在装修产品中的含量,说明醛类物质对人体的影响,尤其要指明室内醛类物质超标可能引发甲状腺癌、乳腺癌等疾病,帮助学生认识有毒有机物收集不当的影响,强化学生的环境保护意识、提高其化学学科素养。教师还应提示当前国内对环境保护的要求和政策,指导学生观看与环保相关的宣传视频,让学生了解污染治理不当的危害。同时,教师还可引用违规排放污染的案例,如核污水处理不当对海洋生态环境的影响,帮助学生认识氚类物质形成的原因,培养学生的环境保护意识[5]。(2)在创新实验课堂期间,教师应当及时引入先进的、污染较低的实验器材,避免实验期间仪器报废和损坏对实验结果、污染处理的影响,也能进一步提高化学实验的效率。在此过程中,教师可利用外界环境干预的模式,改变反应期间的温度、湿度等要求。部分实验还可采用超声波进行催化反应,改善实验速度过慢而造成实验废弃物过多的现象。另外,在微型实验开展期间,教师应当模拟各实验反应物、生成物的含量,尽量选择低成本、低污染的模式进行实验;还可选用微课视频说明实验的重点和难点,有利于减少实验对环境的危害。值得注意的是,教师应在实验期间说明实验室管理要素,在安全教育、管理教育的支持下,说明实验室管理的正确方式,可全面提升学生对实验进展、状态的了解程度。总之,教师应当说明不同实验的开展方法、仪器组装方式、化学药剂的用量、实验操作步骤及注意事项。例如应用排水法时,应注意前期检查集气瓶的密封效果,如果装置密封效果过差,就会造成气体泄漏,部分气体会影响空气质量。通过明确实验期间“三废”物质的处理及循环方式,让学生掌握金属、非金属、气体、有机物等物质的利用方法,再对废弃产物进行集中处理,消除实验后刺激性气体、腐蚀性液体、有毒物质处理不当的不利影响,在尾气处理控制过程中减少“三废”物质的危害。

4结语

为了在高职化学课程中落实绿色化学的理念,教师应当创新高职化学课程模式,采用必要、科学的教育方式,积极落实探究式教学、情境式教学的教学方法,让学生意识到保护环境、废弃物回收再利用的价值,有利于达到人才培养的目标。

[参考文献]

[1]王蓉.高职化学教学中渗透绿色化学理念的研究与实践[J].侨园,2019(6):136-137.

[2]张华新.绿色化学理念在高职化学课堂中的渗透[J].学周刊,2019(27):9.

[3]李建东.高职化学教学中绿色化学教育问题探讨[J].云南化工,2019,46(5):190-191,193.

[4]薛俊礼.绿色化学理念融入高校化学教育的路径[J].黑龙江科学,2020,11(7):82-83.

化学中绿色的物质范文第5篇

关键词:绿色化学;初中化学;教育渗透

我国在推进教育事业不断发展的同时,应该注重教育的质量和水平,在环境压力日趋严重的当下社会,提高学生的环保意识已成为校园教育建设的重要目标,只有将环保意识渗透到学习过程中,才可发挥最大的效益,所以在初中化学教育中提出绿色化学理念,一方面促成校园环保的氛围,另一方面提高学生环保的积极性。

一、绿色化学理念简介

化学是自然学科中最重要的构成部分,其在自然界的探索过程中满足了人们对物质的需求,但是在化学不断发展的过程中,越来越多的污染物和有害物质也随之而来,例如污水排放、废气排放等等,所以环保意识成为化学生产中的重点。

绿色化学理念是以环境的保护为基础的,在化学生产的过程中利用科学技术将化学危害降到最低,一方面是降低对污染物质的使用,另一方面是降低产物的污染程度,我国将绿色化学理念运用到初中化学教材中,虽然应用的普及程度还有待提高,但是其取得的效果是非常可观的,绿色化学理念的应用是初中化学教材发展的现代趋势,提高学生对绿色化学理念的认知,将绿色化学的理念充分渗透到学生的思想中,促进将环境保护作为自身的责任,因此绿色化学理念在初中化学教育中的应用是化学教育发展的目标。

二、绿色化学理念的课堂渗透

绿色化学理念在初中化学教育中的应用最主要的是在化学课堂上进行知识的渗透,通过对初中化学课堂进行分析,得出促进绿色化学理念的应用主要体现在以下四个方面。

1.绿色化学理念的构建。为促进绿色化学理念在初中化学教育中的应用,最基础的保障是构建合理的绿色化学理念,即是将绿色化学理念渗透到课堂中。化学老师应积极的做好绿色化学知识的备课,结合现代初中化学课堂知识、社会环境问题以及环保经济效益等因素,充分发展绿色化学理念的指导作用,实现绿色化学理念与初中化学教育的有机结合,促进学生形成绿色化学理念的意识,例如化学教师在进行知识点备课时,针对可进行绿色化学理念渗透的知识点着重讲解,一方面保障学生对化学知识点的正确理解,另一方面提高学生对绿色化学理念的重视度。

2.绿色化学理念在化学知识中的体现。初中化学知识的教育是层面性的,目的是让学生对化学这门学科有一个思想上的了解和意识上的接受,其并没有涉及到深化的内容,所以化学老师在进行化学知识讲解时,可将绿色化学知识充分的体现出来,结合实际生活中的化学知识,例如化学老师在进行二氧化碳知识讲解时,可为学生讲解二氧化碳的过量排放,形成严重的温室效应,导致全球变暖,为学生讲解全球变暖的后果,同时分析二氧化碳过量排放的原因,促使学生思想上将化学、环境和生活联系在一起,有效发挥绿色化学理念在化学知识中的应用;例如化学老师在进行铁腐蚀知识讲解时,分析铁腐蚀的成因、危害以及资源浪费的严重性,通过对我国铁资源因腐蚀造成浪费的数据进行分析,告知学生如何利用绿色化学理念有效的保护矿产资源。

3.绿色化学理念在化学实验中的体现。初中化学教育中,理论知识与化学实验是两大主要组成部分,所以绿色化学理念在化学实验中的体现也是极其重要的,在初中化学实验中,学生可以亲自观察化学实验中产生的变化,感受化学反应的实质结构,以学生的实际体会为基础,培养其对绿色化学实验的理解,例如高锰酸钾制取氧气的实验,高锰酸钾本身是具有极强的腐蚀性的,而且此物质有毒,一方面对人体健康造成威胁,另一方面高锰酸钾以及产物处理不慎会增加环境的负担,化学老师在指导学生进行此试验时,一定要讲解化学反应实验中的注意事项以及反应物和产物的正确处理方面,充分发挥绿色化学传递的理念思想;例如化学老师在进行产物酸碱性检测试验时,传统的检测方法是利用酚酞溶液,为促进绿色化学理念的应用,可采用“紫色石蕊试纸”进行溶液检测,减少酚酞对化境的污染。

4.绿色化学理念在课外化学中的体现。绿色化学理念在课外化学中的体现是对初中化学课堂的延伸,化学老师将生活中的化学应用导入课堂,深化绿色化学理念对实际生活中化学的重要性,例如为培养学生对绿色化学综合性和系统性的理解,化学老师可组织学生对周边的化工厂等产业进行实际参观和考察,为学生展示工厂绿色化学理念的应用成果,培养初中学生化学课堂学习的素质;或者初中学校可聘请工厂中研究绿色化学的老师,利用课外时间为学生讲解绿色化学知识的运用以及绿色化学对环境保护的结果,积极提升初中学生对绿色化学理念的理解。

综上所述,绿色化学理念在初中化学教育中的应用点是非常广泛的,可以多方面、多层次的促进绿色化学的发展,同时也为初中化学未来的发展规划了方向,所以随着绿色化学理念在初中化学教育中的不断渗透,绿色化学教育体系会越来越完善,对学生的教育意义也会越来越明显。

三、绿色化学理念在初中化学课中的意义

绿色化学理念在初中化学课中的应用是具有实质性意义的,第一其在加强学生环境保护意识的同时,促进学生对生活的珍惜,现代环境的污染已经严重影响到人们的生活,所以通过对生活的理解以身作则,提高环保意识;第二有利于培养学生的创新能力,绿色化学理念的应用是新型的化学教学模式,为学生的创新提供了基础空间,在绿色化学意识的作用下,激发学生对化学课堂的创新思考和创新能力,提升绿色化学课堂的有效性。

四、结束语

初中化学不仅关系到学生科目上的学习,更重要的是其与社会环境是密不可分的,所以将绿色化学理念运用到初中化学课堂中是具有实际意义的,只有通过在初中化学课堂上渗透绿色化学知识,才可促使学生头脑中形成环保的理念,以学生的学习和创新为基础,提高学生对社会和环境的适应力,同时也促进了社会效益的发展。

参考文献:

[1]李竹凤.在化学教学中注重环保意识的培养[J].太原教育学院学报,2011(01).

[2]刘凌.绿色意识:大学生思想教育的新视野[J].广东青年干部学院学报,2012(02).