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中图分类号:TF046.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)20-0229-01
随着社会的不断发展进步,我们的化工企业的数量也在日益增多,随之而来的还有严重的环境污染问题。我们不能否认化工企业的蓬勃发展对我们国家的国防、农业工业以及医学方面的发展都带来了积极的影响,但环境污染变得越来越严重也是有目共睹的。在这种形势下,就迫切要求我们对化工企业的生产发展做出重要改革,我们提出的改革主要是在化工企业的生产过程中应用绿色有机化学合成技术。
一、从含义和原理上对绿色有机化学合成技术做出初步了解
绿色有机化学的名称形式并不是单一的,我们也可以将其称之为无害有机化学、环境友好有机化学或者清洁有机化学。通俗来说,绿色有机化学合成的含义是指在进行化学合成反应的过程中,选用的选择性和转化率较高且无毒无害不对环境造成污染或造成极少污染的反应原料,通过新开发的合成反应过程和方法,将合成反应生成过程中的污染系数降到最低,且消耗最少的能源和资源就能够完成合成反应的具有前进意义的有机化学合成技术。通过应用绿色有机化学合成技术,我们企业生产过程中对环境造成的污染会降到最低程度,甚至有可能消失不见。
绿色化学的提出是为了解决应用传统化学过程中出现的问题,绿色化学是对传统化学思维的创新和升华,绿色化学的研究内容是从多个方面进行研究的,具体来说研究内容主要有合成反应的原料、合成反应的条件、反应的转化条件以及以开发绿色产品为目标,绿色化学反应一定要区别于传统化学反应,对环境不造成危害。绿色化学的理想状态是在有机化学合成反应过程中产生的产物是无毒无害的,通过对反应物、催化剂和反应介质的控制能够从根源上阻止污染物的产生。我们在进行绿色化学的时候要遵循以下几个原则:第一,所选择的反应原料一定要是无毒无害的;第二,反应一定要选取可再生资源来做原料;第三,要着重开发研究的催化剂是新型的;第四,介质研究不能单一,要设计不同的合成反应;第五,积极开发研究新型的转化方法;第六,所开发研究的化学产品一定要有利于人类的健康,更要对环境的安全有积极作用。
二、明确绿色有机化学合成技术的重要研究内容
我们要想将绿色有机化学合成技术很好地应用到化工企业中,就要求我们必须弄清楚绿色有机化学合成技术所要研究的主要内容,具体主要包括:第一,绿色有机化学合成是为了对我们目前的化学物开发研究,使其变得对人们的身体健康有益,并且对环境友好不造成威胁。第二,通过对我们化学合成反应的条件进行改变,使排放物能够回收利用,就算不能回收利用排放后也不能对环境造成任何威胁。第三,完善有机化学合成技术,变换基本的反应原料以及初始化合物,使有机化学合成反应变得更环保、更安全。
不得不说的是,绿色有机化学合成技术主要强调的就是“安全、环保”这两个概念,它不仅要求实验的反应终产物对我们人类的身体身心健康无害,还要求整个反应过程都不会对我们的环境造成任何危害。我们不能只考虑反应对人类健康和环境的直接影响,还必须要考虑到可能会造成影响的任何一个因素。
三、合理应用绿色有机化学合成技术,实现环境绿色化
1、选取无毒无害的原料来进行有机化学合成反应
我们要想应用绿色有机化学合成技术要考虑的第一个问题就是选择绿色的反应原料来进行反应,所谓的绿色反应原料就是指无毒无害,对人体无伤害的试剂。有机化学合成反应的类型和具体的工艺过程通常是由化学反应的原料决定的,我们在进行实验的时候,如果选用的反应原料自身是有毒的,就会给实验者以及环境造成极大地危害;相反,如果我们选用的反应原料本身不具有毒性,对环境和实验者造成的危害相对来说就会小一点。在我们国家的大部分化工企业中使用的矿物资源基本上都是不可再生的,造成了极大地浪费。所以,我们在选取反应原料的时候要去开发一些可以重复利用且可以再生地矿物资源。
举个例子来具体说一下,通常我们在合成芳香胺的时候选用的原料是氯代芳烃,但我们都知道氯代芳烃能够积累在身体中对人体产生巨大地伤害,Monsanto公司为了解决这个问题选用了芳烃来替代有毒的氯代芳烃,并且成功地将芳香胺给合成了出来,减少了有机化学合成反应对环境造成的污染。
2、开发研究新型的绿色催化剂来进行有机化学合成反应
大部分的有机化学合成反应常采用的催化剂是液体的酸和碱,虽然说这类催化剂价格比较便宜且容易得到,催化效率也相对高一些,但是这些催化剂存在的问题是不容我们忽视的,例如这些催化剂通常会对设备造成极大地腐蚀,并且对环境的污染较大,引发的副反应也较多,并且反应以后的试剂难以处理。为了改变传统的酸碱催化剂对我们的人类健康和环境造成危害的现状,开发研究新型无污染的绿色催化剂已经迫在眉睫。目前开发研究出来的较为成功的新型催化剂主要有分子筛催化剂、固体强酸催化剂、固体强碱催化剂、杂多酸催化剂以及相转移催化剂等等,这些新型的催化剂不仅催化能力比传统的酸碱催化剂高,并且不会腐蚀设备,更不会对环境造成造成危害。我们必须大力支持新型绿色催化剂的开发研究。
3、采用绿色溶剂做有机化学合成反应溶剂
在我们传统的有机化学合成实验过程中,我们经常采用的反应介质主要是有机溶剂,采用有机溶剂的原因是它们能够将有机化合物很好地溶解在反应试剂中。但我们不能忽视有机溶剂的缺点,有机溶剂大部分是有毒性的,并且使用以后很难再回收利用,容易对环境造成污染。相反的是,在进行有机合成反应我们可以不加溶剂采用水或者超临界流体做反应介质的方式,这样就可以减轻环境的负担,并且这种方式也不会对人体造成任何伤害。
具体来说,我们目前采用的无毒无害的绿色溶剂主要有:水溶剂、超临界和近临界流体溶剂和离子液体溶剂。我们自然界最丰富的溶剂就是水,它不仅无毒且对环境无污染,最重要的一点是廉价易得。采用有机溶剂做介质的时候,有的时候会发生爆炸的现象,非常不安全,采用水做介质就不会发生这种情况。
4、采用合适的方式实现绿色化的有机化学合成反应的产物
相比于无机化学合成的产物来说,有机化学合成的终产物对环境的污染是非常严重的,其中我们所熟悉的就是农药对环境造成的污染。我们应用绿色有机化学合成技术的最终目的就是为了减少污染物的排放,减少对环境的污染。可能在我们的生产工艺中还没有完善的条件完全使用绿色的反应原料,但为了减少污染物排放量,我们必须保证的是在有机化学合成反应的过程中要采用可循环再生的工艺。
四、结束语
当前,世界的环境污染问题越来越严重,无论是国家政府还是国家的每一位公民都开始为保护环境贡献出自己的一份力量。绿色有机化学合成设计已经开始慢慢地融入到我们生活的每一个方面,并且将会是未来全社会有机化学的发展大趋势。总而言之,我们国家正在倡导建设可持续发展社会,我们社会的每一位成员都必须深刻理解绿色有机化学合成技术的重要意义,改善我国的绿色有机化学合成技术,使其可以推动着我们的社会向着积极向上的方向发展。
参考文献
关键词:新课程;高中化学;实验创新
一、高中化学实验创新的意义
在化学实验教学中进行创新设计对提升学生的动手能力,激发学生的兴趣和创新能力以及培养团队合作精神等方面都有重要的意义。
1.有利于提高学生的动手能力
传统的实验教学虽然在一定程度上也培养了学生的观察能力和操作能力,却仅存于对概念、原理等方面的验证,老师通常是在讲实验、演示实验,学生则在背实验、看实验,这样却达不到真正意义上的实验目的,然而新课标实验教学则是注重探究性实验教学,让学生自己动手实验,这样不仅为课堂增添了几分愉快的气氛,还提高了学生的动手能力。
2.有利于激发学生的兴趣和创新思想
新课标实验教学是探究性实验教学,通过实验不仅提高了学生动手的能力,同时激发了学生学习化学的兴趣,让学生通过亲身操作实验,认识到化学学习并不是枯燥的,了解到化学与其他学科的不同之处,这样学生在不断的操作中锻炼出比较熟练的实验技能,有助于加深对相关知识的理解,还有利于激发其创新思想。
3.培养了团队合作精神
传统的化学教学中忽略了化学所伴有的探究性、发展性及团队合作性等功能,而新课标实验教学不仅注重探究性和发展性,更将学生间的团队合作发挥得淋漓尽致。回顾历史,化学实验并不是一个自己能够独立完成的实验,它需要一个团队来完成,这就要求学生具有团队合作精神,同时要求老师应培养学生的团队合作精神,因为“众人拾柴火焰高”。
二、影响新课程教学中高中化学实验创新设计的因素
1.外在因素――学校
学校不仅是实验教学设备的提供者,也是课程安排的操控
者。现如今实行新课标实验教学注重探究性实验,探究性实验就需要每个实验得做好几组数据,来验证所假设的课题,有时甚至不会出现我们想得到的结论,然而这样就会导致实验过程复杂而漫长,但是学校所安排的实验课程却少之又少,老师和学生只能放弃。既然实行新课标实验教学,那么学校就应先从这两方面进行改革。
2.主体因素――老师
老师是学生和学校联系的纽带,老师可以将学生比较好的想法和要求反映给学校,同时老师还是知识的传授者,新课标改革后,要求老师改变以前死板的教学方式,采用一种科学创新的教学方式来进行教学,以前实验课程的设置是验证性实验多于探究性实验,导致实验的作用受到限制,另外还重视学生对课题的认识,忽略了学生在实验过程中的体验。
三、改进高中化学实验创新设计的方法与途径
1.实验中学生有时会因为没有注意实验要求而造成药品浪费
我们将这些实验转化成微型实验,这样不仅锻炼了学生的动手能力,同时还节省了成本,减少了污染,使得学生真正做到绿色化学。例如,进行原电池与电解实验时,用1号锌锰电池的碳棒替代石墨电极,用盛放石蕊试纸的小塑料盒替代U形管或小烧杯做电解槽效果就很好。装置中两个电极的距离比在U形管中小很多,省电省时。塑料盒与小型U形管容积相当,而且材质无色透明,便于观察实验现象。使用时应用双面胶固定在塑料板或木板上,防止倾倒。
2.打破常规的实验教学内容
由学生选做实验,实验内容不应受教材的限制,这样具有较强的趣味性和探索性,有利于让学生更容易记忆知识,同时拓宽知识面。例如,学习了淀粉与葡萄糖的知识后,教师可以布置家庭小实验,让学生自酿甜酒。这个实验看起来简单,但是仅凭课本知识却无法完成。学生通过询问酿酒师傅、查阅资料、互助合作等手段,经过反复尝试后完成实验。当在课堂中讨论该实验时,不仅加深了知识点,更品尝到了探索、创造、成功的甘露以及失败的苦涩。
3.传统的实验教学多以验证性实验为主
新课标教学将验证性实验改为探究性实验,让学生设计问题和实验内容,同时老师再对他们的问题和实验内容进行辅导,使得学生明白自己的设置有什么地方不合理。例如,学习了浓硫酸以及稀硫酸后,教师可以引导学生提出浓硫酸与稀硫酸具有哪些物理性质与化学性质,如何区别这些性质,并将学生分成小组进行探讨。教师将学生设计好的方式做成纸条,让每组派代表进行抽签选择,自行进行装置设计,所需要的容器与药品汇报给教师并由教师提供。操作过程中,教师加以引导、协助和点拨,鼓励学生之间进行实验协作探究;实验结束后,学生就观察到的现象、分析的思路以及得到的结论进行相互交流、展开讨论;对出现错误和偏差的实验进行分析总结,找出失败的原因。
综上所述,通过对传统与新课标教学进行简单对比,可以看出,在世界发展的不同时期,教育的方式也在不断地发生变化,化学实验教学也在不断地改革,所以实行新课标改革实验创新设计是很有必要的,可以让学生认识到关注当今的环境问题从化学开始,从简单的实验室开始。
参考文献: