学科教育论文-化学教学中的绿色化学教育.doc

学科教育论文-化学教学中的绿色化学教育摘要：本文介绍了绿色化学的概念，阐述了生物教学中实施绿色化学教育的方法，旨在增强学生的环境保护意识，并把它付诸实践。关键词：绿色化学；绿色化学教育；学生绿色化学是当今国际化学科学研究的前沿，并得到世界各国政府、企业界和化学界的普遍关心和重视。绿色化学的口号最早产生于化学工业水平非常高的美国。1990年，美国通过一个“防止污染行动”的法令。1991年，“绿色化学”由美国化学学会提出，并成为美国环境保护局的中心口号，“绿色化学”是指对环境无害的化学或跟环境友好的化学。如何在中学化学教学中自然和谐、生动地渗透“绿色化学”教育意识，使学生了解和接受绿色化学理念，增强“绿色化学”和“环境保护”意识，是化学教师面临的一个重要课题。一、对学生进行绿色化学教育，需结合环境因子环境因子就是废物的质量与产品质量的比值。其中，废物指产品以外的其他物质，而没有考虑它是否可以分离后再利用。可见，废物越少其环境因子的值就越小，对环境保护越有利。在化学教学中，有意识地分析与环境因子有关的试题，对学生进行绿色化学教育。例如：治疗胃酸的药物胃舒平，其主要成公是Al（OH）3，用铝、稀硫酸、烧碱溶液为原料，制备一定量的Al（OH）3让学生设计出三种方案：方案一：AlAl2(SO4)3Al(OH)3方案二：AlNaAlO2Al(OH)3方案三：AlAl2(SO4)3，AlNaAlO2,Al2(SO4)3+NaAlO2Al(OH)3由此可以看出，理论上制备相同量的目标产物Al(OH)3方案一所用原料（H2SO4和NaOH）最多，产生的副产物（Na2SO4）最多，环境因子最大，方案最差。而方案二所用原料（H2SO4和NaOH）最少，产生的副产物（Na2SO4）最少，所以环境因子最小，故三是最佳方案。二、对学生进行绿色化学教育，需结合原子利用率原子利用率是指化学反应中目标产物的摩尔质量与化学反应式中按计量所得物质的摩尔质量之和的比值。理想的原子利用率是100%，即参加化学反应的所有的原子都转化到目标产物中。按照绿色化学的要求，所有化学反应必须是：（1）最大限度利用原料；（2）最大限度减少废物排放。所以在教学中，结合有关物质的性质，引导学生尽量通过多种途径去设计合成路线。在制备相同量的目标产物时，选出反应物用量、副产物、步骤都最少、污染又最小的合成路线。这就是原子利用率最高的反应途径。例如：用铜和硝酸为主要原料，制取硝酸铜。学生设计了三种方案：（1）Cu+4HNO3(浓)=Cu(HO3)2+2NO2+2H2O（2）3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O（3）2Cu+O2=2CuO,CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O从理论上，若制取3molCu(NO3)2,列表得出原子利用率及生成污染物的量。（1）方案原子利用率最低，生成污染物多；（2）次之；（3）方案原子利用率最高，没有污染环境的气体产生。故（3）方案最好，（1）方案最差。三、对学生进行绿色化学教育，需结合环保知识在中学化学实验过程中，“三废”的排放是一个不容忽视的问题。为了消除污染，要从实验设计考虑。例如：现有KclO3、Kmno4、MnO2、10%H2O2、Ca(OH)2、土豆片几种药品和材料，请选择设计出制取O2的最佳方案。方案一：2KClO3MnO22KCl+3O2方案二：2KClO3Ca(OH)22KCl+3O2方案三：2KmnO4K2MnO4+MnO2+O2方案四：2KClO3MnO22KCl+3O2方案五：2H2O2MnO22H2O+O2方案六：2H2O2土豆片2H2O+O2方案七：2H2O2Ca(OH)22H2O+O2比较七种制氧方案，学生经过讨论认为：方案一：2KclO3分角的生成物与催化剂MnO2结合在一起难以简单的分离，且有Cl2生成，污染环境。方案二：克服了有Cl2生成的缺点，但产物与Ca(OH)2也不易分离。方案三：KmnO4中仅有50%的氧化为O2，原料利用率低。方案四：是方案一、三的组合。方案五：H2O2虽只有50%转化为O2，但生成物H2O对环境无害，反应不需加热，节约能源，缺点是MnO2对环境有害。方案六：土豆片表面有大量气泡，以致容器底有白沫，收集不到气体。方案七：H2O2快速分解，气体均匀，连续导出，且Ca(OH)2与水易分离，对环境无污染，符合绿色化学的思想。通过以上分析，可以确定，方案七是最佳设计。由以上几个方面可以看出，要进行绿色化学教育，教师必须有绿色意识，把绿色意识贯穿于教学过程中，让学生把这种意识转化为在将来的实验工作中的行为。参考文献：1朱文祥.“绿色化学与绿色化学教育”J.化学教育，2001（1）.2梁文平,唐晋.当代化学的一个重要前沿一绿色化学J.化学进展，2002（2）.3俞巧红.绿色化学一种新的化学理念J.中学化学教学参考，2000（8）.