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“綠色化學(xué)理念”在高校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用
下面是YJBYS小編為大家整理的化學(xué)畢業(yè)論文范文——“綠色化學(xué)理念”在高校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，歡迎閱讀參考!
摘 要：本文從實(shí)驗(yàn)設(shè)備的選擇、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排、實(shí)驗(yàn)方法或手段的選擇、實(shí)驗(yàn)廢棄物處理四個(gè)方面探討了“綠色化學(xué)理念”在高校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用，從而達(dá)到培養(yǎng)高校學(xué)生對(duì)綠色化學(xué)的興趣，加強(qiáng)他們綠色環(huán)保意識(shí)的目的。
關(guān)鍵詞：綠色化學(xué);有機(jī)化學(xué);實(shí)驗(yàn)教學(xué)
綠色化學(xué)又稱“環(huán)境友好化學(xué)”、“環(huán)境無害化學(xué)”、“清潔化學(xué)”,是當(dāng)今國(guó)際化學(xué)科學(xué)研究的前沿[1]。而在大學(xué)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中所用的很多試劑是有毒有害的，如果排放會(huì)污染環(huán)境，會(huì)對(duì)環(huán)境和人類健康造成巨大影響�；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中教師起主導(dǎo)作用，實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教師要在化學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中注重對(duì)“綠色化學(xué)理念”的灌輸和引導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)綠色化學(xué)的興趣，加強(qiáng)綠色環(huán)保意識(shí)，把保護(hù)環(huán)境的知識(shí)和意識(shí)一點(diǎn)一滴地滲透到實(shí)驗(yàn)教學(xué)中。
1. 實(shí)驗(yàn)設(shè)備的選擇要體現(xiàn)“綠色化學(xué)理念”
1.1 盡量選用“綠色”、無毒害的實(shí)驗(yàn)藥品
實(shí)驗(yàn)藥品的選擇上應(yīng)盡量采用無毒的試劑、溶劑或催化劑，即綠色原料、綠色溶劑、綠色催化劑[2]。我們?cè)谟袡C(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的安排上不僅要滿足培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的目的，同時(shí)也要體現(xiàn)綠色化學(xué)的教學(xué)思想。比如傳統(tǒng)生產(chǎn)聚氨酯是由胺與光氣合成異腈酸脂，再合成聚氨酯。這一工藝不僅使用劇毒光氣作為原料，而且還要生產(chǎn)對(duì)環(huán)境有害的副產(chǎn)物氯化氫(HCl)，對(duì)人類的健康和環(huán)境均有較大的危害，后來發(fā)展新工藝，以二氧化碳代替光氣與胺反應(yīng)生成異腈酸酯，不僅消除了劇毒物質(zhì)光氣的使用，其生產(chǎn)的副產(chǎn)物水也對(duì)環(huán)境不產(chǎn)生污染，同時(shí)解決了兩方面的問題。
1.2 多媒體仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用
多媒體仿真實(shí)驗(yàn)技術(shù)的應(yīng)用是實(shí)驗(yàn)設(shè)備綠色化的另一途徑，它在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用和發(fā)展，對(duì)保護(hù)自然資源、解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)的環(huán)境污染起著積極的作用。多媒體技術(shù)可以把操作條件要求苛刻的實(shí)驗(yàn)、或設(shè)備復(fù)雜且反應(yīng)速度慢的實(shí)驗(yàn)、或常規(guī)實(shí)驗(yàn)中污染毒性大而無法開展但又重要的實(shí)驗(yàn)，生動(dòng)逼真表現(xiàn)出來，會(huì)取得較好的教學(xué)效果[3]。比如水泥生產(chǎn)教學(xué)仿真系統(tǒng)，不僅可以比較直觀讓學(xué)生看到工藝流程、閥門控制等效果，還可以減少粉塵、廢氣等對(duì)學(xué)生和環(huán)境的損害。
2. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排要體現(xiàn)“綠色化學(xué)理念”
在實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排上不僅要滿足培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的需要，同時(shí)也要體現(xiàn)綠色化學(xué)的教育思想，在保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的前提下，充分考慮試劑、中間產(chǎn)物及產(chǎn)物的毒性及整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程所產(chǎn)生的“三廢”對(duì)環(huán)境的污染情況，盡量選擇毒性較低、污染較小且后處理容易的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，改進(jìn)或刪減那些對(duì)環(huán)境污染大、毒性大、危害性大、“三廢處理”困難的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
3. 實(shí)驗(yàn)方法或手段的選擇要體現(xiàn)“綠色化學(xué)理念”
3.1 推廣微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)
微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，就是以盡可能少的化學(xué)試劑來獲取所需化學(xué)信息的實(shí)驗(yàn)方法[4]。它是在綠色化學(xué)思想的指導(dǎo)下，結(jié)合新的現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)思想、方法和技術(shù)對(duì)常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化組合的產(chǎn)物，是綠色化學(xué)的一種方法與技術(shù)。微型有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)所使用的試劑用量一般只有常規(guī)實(shí)驗(yàn)用量的幾十分之一乃至幾千份之一，但反應(yīng)現(xiàn)象靈敏、安全性高、處理方便，可以大幅度地減少實(shí)驗(yàn)室內(nèi)外大氣和水污染，改善了實(shí)驗(yàn)環(huán)境，且減少了固體廢棄物處理費(fèi)用，是實(shí)現(xiàn)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的重要途徑之一。
3.2 開設(shè)微波化學(xué)實(shí)驗(yàn)
近年來，微波促進(jìn)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)研究已取得很大的進(jìn)展。微波反應(yīng)通過焓效應(yīng)和熵效應(yīng)誘導(dǎo)或加速化學(xué)反應(yīng)過程，使反應(yīng)速度比常規(guī)方法加快數(shù)百部甚至數(shù)千倍，同時(shí)提高反應(yīng)選擇性和效率，使過去許多難以發(fā)生或速度很慢的化學(xué)反應(yīng)變得容易實(shí)現(xiàn)和告訴完成。微波反應(yīng)具有，反應(yīng)條件溫和、操作方便、反應(yīng)時(shí)間短、產(chǎn)率高、 產(chǎn)品易純化，減少溶劑用量或不需溶劑等優(yōu)點(diǎn)，符合綠色化學(xué)的要求[5]，因此可以在某些有機(jī)實(shí)驗(yàn)中引入微波、超聲波技術(shù)，不但能減少環(huán)境污染，節(jié)約能源，而且有助于學(xué)生對(duì)相關(guān)的前沿化學(xué)技術(shù)的了解，激發(fā)學(xué)生的求職欲。比如硬脂酸與戊胺反應(yīng)中利用微波輔助，可以使反應(yīng)更快速進(jìn)行或向更深處進(jìn)行[6]。
3.3 推廣系列實(shí)驗(yàn)
以往實(shí)驗(yàn)教材的設(shè)置均已經(jīng)比較成熟，能夠直接反映教學(xué)目的，但是很少能考慮到綠色化學(xué)的原則，每個(gè)實(shí)驗(yàn)的獨(dú)立性較強(qiáng)，但缺乏連貫性。因此我們考慮把相關(guān)實(shí)驗(yàn)聯(lián)系起來，使前一個(gè)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)品作為后一個(gè)實(shí)驗(yàn)原料來完成系列實(shí)驗(yàn)，比如在(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O制備實(shí)驗(yàn)后安排氧化還原法測(cè)定(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O中鐵含量及分光光度法測(cè)定鐵含量[7]。
4. 實(shí)驗(yàn)廢棄物處理要體現(xiàn)“綠色化學(xué)理念”
化學(xué)實(shí)驗(yàn)不可避免會(huì)產(chǎn)生各種廢棄物，如果直接排放，不僅會(huì)造成環(huán)境污染，而且會(huì)淡化學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，養(yǎng)成不良的實(shí)驗(yàn)吸管。因此，應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行無害化處理，真正實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化。
針對(duì)不同的廢棄物，應(yīng)該采取不同的措施，比如：針對(duì)廢棄的排放，需要做的是對(duì)廢棄綜合處理，可以將不同廢氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成無害物質(zhì)，或者將有毒物質(zhì)進(jìn)行降解處理，之后排放;對(duì)于廢氣的酸試劑，可以利用中和反應(yīng)，加入堿性物質(zhì)，使之中和;而對(duì)于廢氣的堿試劑，可以加入酸性物質(zhì)，使之中和。這樣可以培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作過程的綠色化思維以及科學(xué)操作的習(xí)慣。
5. 總結(jié)和展望
綠色化學(xué)不僅是化學(xué)發(fā)展的必然趨勢(shì)，具有可持續(xù)發(fā)展的重要性，而且化學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)將成為化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的通行證。作為一名高�；瘜W(xué)教師，應(yīng)該從化學(xué)學(xué)科的發(fā)展趨勢(shì)來審視和改革傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，更新傳統(tǒng)的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)思維方式，提高教學(xué)質(zhì)量，小則為培養(yǎng)一批具有環(huán)保意識(shí)的高素材人才而努力，大則為人類賴以生存的環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展作貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)：
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