新时期绿色化学在教学的解析

1、新时期绿色化学在教学的解析 本文作者：唐新军工作单位：湖南化工职业技术学院化工系 在课堂上渗透绿色化学观，强化环境保护的重要 化学课堂是教学的主阵地，也是向学生传送知识的好场所。在化学教学过程中，要抓住切入点，掌握好时机，及时渗透绿色化学的理念，使他们意识到，任何化学生产过程都与环境密切相关。例如:讲二氧化硫时，要向学生说明它是造成大气环境污染的重要污染物，是造成酸雨的祸首。目前硫化矿冶炼厂、火力发电厂、生活燃煤是产生二氧化硫的主要污染源。讲到臭氧部分时，引入南极上空臭氧层空洞的发现及臭氧层空洞给人和生物带来的影响的内容。讲到缓冲溶液时，适当补充人体血液和土壤的缓冲体系，使学生意识到酸雨和未经

2、处理的工业废水对水质和土壤的危害。教师在讲述这些内容时，一定要联系生活实际，列举、演示一些污染给人带来危害的典型实例并组织学生进行观看和讨论，让学生充分认识环保重要性的同时，加深对提倡减少废物排放的绿色化学的涵义的理解，同时让学生认识到，要解决既要发展，又要解决环境污染的问题，传统化学是不行的，只有绿色化学才符合这样的要求。 运用绿色化工知识，引导学生对传统化工生产过程进行改进 绿色化工生产，又称为清洁生产。清洁的生产过程是指在生产中尽量少用和不用有毒有害的原料，采用无毒无害的中间产品，采用少废、无废的新工艺和高效设备。清洁生产的思想与传统的思路完全不同，传统的观念考虑对环境的影响时，把注意力

3、集中在污染物产生之后如何理，以减少对环境的危害，即先生产，后治污;清洁生产则是要求把污染消除在生产过程中污染产生之前。现有的无机化学教材一般都涉及到许多化工生产过程，然而更多的是对传统生产过程的描述。若能精心选择案例，引导学生运用绿色化工理念去改造，则能激发学生学习兴趣，加深对清洁生产的理解。如教材中接触法制硫酸的生产中反应速率与化学平衡的问题一节里3，可以从不同角度将绿色化学原理应用于生产实际中。从原料利用角度来看，硫铁矿燃烧后剩下的矿渣中富含铁，可以作为炼铁的原料，最后剩下的矿渣还可以用于铺路、制水泥等。在so2氧化阶段，为了提高反应速率，采用了价廉、活性较好、不宜中毒的v2o5为催化剂。

4、在尾气处理阶段，尾气中含0.2%(体积百分数)的二氧化硫，若直接排放，必然会引起空气污染，可用生石灰和氧气处理后制备生石膏;或者用氨水处理，可用于制备亚硫酸铵。如教材中例举的氯化铜的工业制备中的除fe2+3，教材例举的方法是先用氧化剂naclo将fe2+氧化成fe3+，然后再调节ph值，fe3+以fe(oh)3沉淀形式除去。naclo是一种较强的氧化剂，然而加入后引入了新的杂质，同时增加了氯化铜的精制和废水处理的难度，有没有更合适的氧化剂呢?引导学生从环保和不引入新的杂质角度，从氯气、kmno4、k2cro7、h2o2或者o3中选择合适的氧化剂。首先氯气本身有毒，不是一种安全绿色的氧化剂;km

5、no4和k2cro7都能引起重金属污染，而且会引入新的杂质;h2o2不仅可将fe2+氧化成fe3+，而多余的h2o2受热易分解;o3也具有较强的氧化性，比o2易溶于水，而且臭氧不稳定，较易分解为o2。经过分析和对比，h2o2和o3为最合适的氧化剂，此两种氧化法与naclo氧化法相比能得到更纯的氯化铜，在增加经济效益的同时，减少了对环境的污染。 在实验课上形成绿色化学观，强化环境安全意识 无机化学实验大部分为性质验证性实验，但实验涉及到的药品多，用量大，而且相当部分为强酸、强碱、强氧化剂、重金属盐等有毒有害的物质。若试验后的“三废”不加处理就直接排放会严重危害到周边环境。从某种意义上讲学校中环境

6、污染主要来源于化学实验。因此在化学实验过程中要使学生形成绿色化学的观念，强化实验安全意识。这就要求化学教育者必须以绿色化学思想为引领，精心设计实验方案，在完成实验教学任务同时，向学生渗透绿色化学思想4。一个绿色无机化学实验必须符合以下几点:(1)尽可能的选择无毒无害的实验，必须进行的实验，则应采用低毒、低害的试剂替代毒性大、危害严重的试剂;如k2cr2o7氧化fe2+的性质实验中会涉及到铬的污染问题，可向学生介绍重金属的污染的特点:一是易在生物体内积累，其毒性随形态而异，且潜伏期长;二是它们不能被微生物降解，故一旦污染了水和土壤，治理就很困难。因此更应该采取有利的措施控制污染源，那么如何使反应

7、过程绿色化?引导学生思考可能的途径:一是用无毒试剂替代;二是尽可能减少实验试剂的用量;三是将毒性大的价态转化为毒性小的价态;四是废物循环利用。这样明显拓宽了学生的思路，还可尝试让学生自己设计绿色实验，这样不仅激发了他们的学习兴趣，而且让他们体会到绿色化学就在身边。无机化学实验要产生大量的废弃物，若不及时处理而随意排放，不仅对环境造成污染，也会淡化学生的环保意识，养成不良的习惯。因此，实验结束时，务必要求学生将这些废液单独存放，单独处理，不直接倾入下水道。根据废液性质的不同采用相应的方法处理。例如:酸碱废液，一般采用酸碱中和法，将实验后的废酸、废碱液集中回收存放，通过酸碱中和反应进行处理;含cr

8、6+的废液可用硫酸亚铁石灰法处理，使毒性大cr6+转化为毒性小得多cr3+，然后再调节ph值在89之间，使cr3+以生成cr(oh)3沉淀除去。(2)采用试剂利用率高，污染物产生量少的实验方法和设备;(3)采用微型化实验方式，用尽可能少的药品和试剂获得最有效的实验信息。在实验中用玻璃管制成各种可加热仪器的替代实验仪器、用点滴板等进行微型系列实验。这种方法药品用量少、反应产物少、操作安全，实验不会造成危险，对环境的污染程度较轻。同时也达到了实验的目的。(4)对常规实验或演示实验，采用多媒体进行模拟仿真等方式;采用多媒体进行模拟仿真代替常规实验或演示实验，不仅可以明显改善高校实验室环境污染现状，而

9、且可以形成良好的实验创新氛围，杜绝或减少实验室污染的产生。如分步沉淀和沉淀的转化实验，以及原电池的实验等都可以通过多媒体动画模拟演示，不仅效果明显，而且也避免了药品的浪费和对环境的污染。 在课堂外，采用多种方式宣传绿色化学观，强化环境保护意识 如定期进行专题讲座，了解绿色化学的最新进展;配合课堂教学，组织课外实验;实地参观调查邻近的自来水厂、污水处理站、化工厂并进行实地调查。让绿色化学的思想和内容贯穿于整个教育活动之中，真正做到绿色无所不在，只有这样我们的教育才能够充满生机，绿意盎然。绿色化学的最终目标是在生产可造福人类的化学产品的同时，从源头上防治污染的产生，研究与环境友好的化学反应和技术，利用化学来防治污染。而减少资源消耗、实现循环经济和经济的可持续发展是我们当前要实现的重要目标。实践