學科教育論文-化學教學中的綠色化學教育.doc

學科教育論文-化學教學中的綠色化學教育摘要：本文介紹了綠色化學的概念，闡述了生物教學中實施綠色化學教育的方法，旨在增強學生的環(huán)境保護意識，并把它付諸實踐。關鍵詞：綠色化學；綠色化學教育；學生綠色化學是當今國際化學科學研究的前沿，并得到世界各國政府、企業(yè)界和化學界的普遍關心和重視。綠色化學的口號最早產(chǎn)生于化學工業(yè)水平非常高的美國。1990年，美國通過一個“防止污染行動”的法令。1991年，“綠色化學”由美國化學學會提出，并成為美國環(huán)境保護局的中心口號，“綠色化學”是指對環(huán)境無害的化學或跟環(huán)境友好的化學。如何在中學化學教學中自然和諧、生動地滲透“綠色化學”教育意識，使學生了解和接受綠色化學理念，增強“綠色化學”和“環(huán)境保護”意識，是化學教師面臨的一個重要課題。一、對學生進行綠色化學教育，需結合環(huán)境因子環(huán)境因子就是廢物的質量與產(chǎn)品質量的比值。其中，廢物指產(chǎn)品以外的其他物質，而沒有考慮它是否可以分離后再利用?？梢姡瑥U物越少其環(huán)境因子的值就越小，對環(huán)境保護越有利。在化學教學中，有意識地分析與環(huán)境因子有關的試題，對學生進行綠色化學教育。例如：治療胃酸的藥物胃舒平，其主要成公是Al（OH）3，用鋁、稀硫酸、燒堿溶液為原料，制備一定量的Al（OH）3讓學生設計出三種方案：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，理論上制備相同量的目標產(chǎn)物Al(OH)3方案一所用原料（H2SO4和NaOH）最多，產(chǎn)生的副產(chǎn)物（Na2SO4）最多，環(huán)境因子最大，方案最差。而方案二所用原料（H2SO4和NaOH）最少，產(chǎn)生的副產(chǎn)物（Na2SO4）最少，所以環(huán)境因子最小，故三是最佳方案。二、對學生進行綠色化學教育，需結合原子利用率原子利用率是指化學反應中目標產(chǎn)物的摩爾質量與化學反應式中按計量所得物質的摩爾質量之和的比值。理想的原子利用率是100%，即參加化學反應的所有的原子都轉化到目標產(chǎn)物中。按照綠色化學的要求，所有化學反應必須是：（1）最大限度利用原料；（2）最大限度減少廢物排放。所以在教學中，結合有關物質的性質，引導學生盡量通過多種途徑去設計合成路線。在制備相同量的目標產(chǎn)物時，選出反應物用量、副產(chǎn)物、步驟都最少、污染又最小的合成路線。這就是原子利用率最高的反應途徑。例如：用銅和硝酸為主要原料，制取硝酸銅。學生設計了三種方案：（1）Cu+4HNO3(濃)=Cu(HO3)2+2NO2+2H2O（2）3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2O（3）2Cu+O2=2CuO,CuO+2HNO3=Cu(NO3)2+H2O從理論上，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，沒有污染環(huán)境的氣體產(chǎn)生。故（3）方案最好，（1）方案最差。三、對學生進行綠色化學教育，需結合環(huán)保知識在中學化學實驗過程中，“三廢”的排放是一個不容忽視的問題。為了消除污染，要從實驗設計考慮。例如：現(xiàn)有KclO3、Kmno4、MnO2、10%H2O2、Ca(OH)2、土豆片幾種藥品和材料，請選擇設計出制取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比較七種制氧方案，學生經(jīng)過討論認為：方案一：2KclO3分角的生成物與催化劑MnO2結合在一起難以簡單的分離，且有Cl2生成，污染環(huán)境。方案二：克服了有Cl2生成的缺點，但產(chǎn)物與Ca(OH)2也不易分離。方案三：KmnO4中僅有50%的氧化為O2，原料利用率低。方案四：是方案一、三的組合。方案五：H2O2雖只有50%轉化為O2，但生成物H2O對環(huán)境無害，反應不需加熱，節(jié)約能源，缺點是MnO2對環(huán)境有害。方案六：土豆片表面有大量氣泡，以致容器底有白沫，收集不到氣體。方案七：H2O2快速分解，氣體均勻，連續(xù)導出，且Ca(OH)2與水易分離，對環(huán)境無污染，符合綠色化學的思想。通過以上分析，可以確定，方案七是最佳設計。由以上幾個方面可以看出，要進行綠色化學教育，教師必須有綠色意識，把綠色意識貫穿于教學過程中，讓學生把這種意識轉化為在將來的實驗工作中的行為。參考文獻：1朱文祥.“綠