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“綠色化學理念”在高校有機化學實驗教學中的應用
下面是YJBYS小編為大家整理的化學畢業(yè)論文范文——“綠色化學理念”在高校有機化學實驗教學中的應用，歡迎閱讀參考!
摘 要：本文從實驗設備的選擇、實驗內(nèi)容的安排、實驗方法或手段的選擇、實驗廢棄物處理四個方面探討了“綠色化學理念”在高校有機化學實驗教學中的應用，從而達到培養(yǎng)高校學生對綠色化學的興趣，加強他們綠色環(huán)保意識的目的。
關鍵詞：綠色化學;有機化學;實驗教學
綠色化學又稱“環(huán)境友好化學”、“環(huán)境無害化學”、“清潔化學”,是當今國際化學科學研究的前沿[1]。而在大學有機化學實驗中所用的很多試劑是有毒有害的，如果排放會污染環(huán)境，會對環(huán)境和人類健康造成巨大影響。化學實驗教學中教師起主導作用，實驗指導教師要在化學實驗過程中注重對“綠色化學理念”的灌輸和引導，培養(yǎng)學生對綠色化學的興趣，加強綠色環(huán)保意識，把保護環(huán)境的知識和意識一點一滴地滲透到實驗教學中。
1. 實驗設備的選擇要體現(xiàn)“綠色化學理念”
1.1 盡量選用“綠色”、無毒害的實驗藥品
實驗藥品的選擇上應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]。我們在有機化學實驗項目的安排上不僅要滿足培養(yǎng)學生實驗技能的目的，同時也要體現(xiàn)綠色化學的教學思想。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)對環(huán)境有害的副產(chǎn)物氯化氫(HCl)，對人類的健康和環(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生成異腈酸酯，不僅消除了劇毒物質光氣的使用，其生產(chǎn)的副產(chǎn)物水也對環(huán)境不產(chǎn)生污染，同時解決了兩方面的問題。
1.2 多媒體仿真實驗技術的應用
多媒體仿真實驗技術的應用是實驗設備綠色化的另一途徑，它在實驗教學中的應用和發(fā)展，對保護自然資源、解決化學實驗的環(huán)境污染起著積極的作用。多媒體技術可以把操作條件要求苛刻的實驗、或設備復雜且反應速度慢的實驗、或常規(guī)實驗中污染毒性大而無法開展但又重要的實驗，生動逼真表現(xiàn)出來，會取得較好的教學效果[3]。比如水泥生產(chǎn)教學仿真系統(tǒng)，不僅可以比較直觀讓學生看到工藝流程、閥門控制等效果，還可以減少粉塵、廢氣等對學生和環(huán)境的損害。
2. 實驗內(nèi)容的安排要體現(xiàn)“綠色化學理念”
在實驗內(nèi)容的安排上不僅要滿足培養(yǎng)學生實驗技能的需要，同時也要體現(xiàn)綠色化學的教育思想，在保證實驗教學效果的前提下，充分考慮試劑、中間產(chǎn)物及產(chǎn)物的毒性及整個實驗過程所產(chǎn)生的“三廢”對環(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驗項目，改進或刪減那些對環(huán)境污染大、毒性大、危害性大、“三廢處理”困難的實驗項目。
3. 實驗方法或手段的選擇要體現(xiàn)“綠色化學理念”
3.1 推廣微型化學實驗
微型化學實驗，就是以盡可能少的化學試劑來獲取所需化學信息的實驗方法[4]。它是在綠色化學思想的指導下，結合新的現(xiàn)代實驗思想、方法和技術對常規(guī)化學實驗儀器進行改進和優(yōu)化組合的產(chǎn)物，是綠色化學的一種方法與技術。微型有機化學實驗所使用的試劑用量一般只有常規(guī)實驗用量的幾十分之一乃至幾千份之一，但反應現(xiàn)象靈敏、安全性高、處理方便，可以大幅度地減少實驗室內(nèi)外大氣和水污染，改善了實驗環(huán)境，且減少了固體廢棄物處理費用，是實現(xiàn)有機化學實驗綠色化的重要途徑之一。
3.2 開設微波化學實驗
近年來，微波促進有機化學反應研究已取得很大的進展。微波反應通過焓效應和熵效應誘導或加速化學反應過程，使反應速度比常規(guī)方法加快數(shù)百部甚至數(shù)千倍，同時提高反應選擇性和效率，使過去許多難以發(fā)生或速度很慢的化學反應變得容易實現(xiàn)和告訴完成。微波反應具有，反應條件溫和、操作方便、反應時間短、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，符合綠色化學的要求[5]，因此可以在某些有機實驗中引入微波、超聲波技術，不但能減少環(huán)境污染，節(jié)約能源，而且有助于學生對相關的前沿化學技術的了解，激發(fā)學生的求職欲。比如硬脂酸與戊胺反應中利用微波輔助，可以使反應更快速進行或向更深處進行[6]。
3.3 推廣系列實驗
以往實驗教材的設置均已經(jīng)比較成熟，能夠直接反映教學目的，但是很少能考慮到綠色化學的原則，每個實驗的獨立性較強，但缺乏連貫性。因此我們考慮把相關實驗聯(lián)系起來，使前一個實驗產(chǎn)品作為后一個實驗原料來完成系列實驗，比如在(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O制備實驗后安排氧化還原法測定(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O中鐵含量及分光光度法測定鐵含量[7]。
4. 實驗廢棄物處理要體現(xiàn)“綠色化學理念”
化學實驗不可避免會產(chǎn)生各種廢棄物，如果直接排放，不僅會造成環(huán)境污染，而且會淡化學生的環(huán)保意識，養(yǎng)成不良的實驗吸管。因此，應對實驗產(chǎn)生的廢棄物進行無害化處理，真正實現(xiàn)化學實驗綠色化。
針對不同的廢棄物，應該采取不同的措施，比如：針對廢棄的排放，需要做的是對廢棄綜合處理，可以將不同廢氣進行化學反應，生成無害物質，或者將有毒物質進行降解處理，之后排放;對于廢氣的酸試劑，可以利用中和反應，加入堿性物質，使之中和;而對于廢氣的堿試劑，可以加入酸性物質，使之中和。這樣可以培養(yǎng)學生實驗操作過程的綠色化思維以及科學操作的習慣。
5. 總結和展望
綠色化學不僅是化學發(fā)展的必然趨勢，具有可持續(xù)發(fā)展的重要性，而且化學實驗技術將成為化學實驗研究的通行證。作為一名高校化學教師，應該從化學學科的發(fā)展趨勢來審視和改革傳統(tǒng)的有機化學實驗，更新傳統(tǒng)的有機化學實驗思維方式，提高教學質量，小則為培養(yǎng)一批具有環(huán)保意識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。
參考文獻：
[1] 王紅. 高校化學教育中綠色化學理念的應用研究(J).教育教學論壇, 2012, 20(16):45—48.
[2] 胡勁松, 賀海.基于綠色化學理念的有機化學教學(J).宿州學院學報, 2013, 28(10):81—82.
[3] 曹慧群，于斌，辛紅.半微量實驗的研究與實踐(J).中國西部科技，2010(3)：23—24.
[4] 胡文勝，李亞娟，劉斌.微型化學實驗在培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)中的重要性(J).赤峰學院學報，2013，29(7)：191—192.
[5] 鄧紅俠，王建芳.化學實驗室試劑庫的綠色化管理探討(J).高校實驗室工作研究，2012,16(2):43—44.
[6] 孫穎，楊展瀾，翁詩甫，吳瑾光. 硬脂酸與戊胺的微波反應(J). 光譜水與光譜分析，2000，20(5): 641-644.
[7] 付穎，葉非. 基礎化學系列實驗課程體系優(yōu)化(J). 大學化學，2013, 28(2): 25-28.
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