在化学实验设计和实施中.doc

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1、在化学实验设计和实施中体现绿色化学理念的初步实践上海市杨思中学高中部金前英邮编200126提要本文介绍了绿色化学产生的背景，指导思想和研究动态，以及本人在常规教学和研究课教学的实验设计和实施过程中，贯彻绿色化学理念的具体操作。提出了化学教师应培养学生绿色化思维习惯。呼吁全社会重视环保，使人类和自然和谐共处。关键词环保体现绿色化学绿色化学理念实验设计实践1绿色化学产生的背景当前，环境问题已和人类的生存与发展休戚相关，保护环境，就是保护人类赖以生存的物质基础。当今，全球十大环境问题中，有八大环境问题(1.大气污染2.臭氧层破坏3.全球变暖4.海洋污染5.

2、淡水资源短缺和污染6.生物多样性减少7.环境公害8.有毒化学品和危险废物)都与化学化工生产有关。由此，很多人对化学工业提出质疑，认为环境变差化学是罪魁祸首。人们开始厌恶化学，进而对化学产生一种莫名其妙的恐惧心理。结果：凡是有“人工添加剂”的食品都不受欢迎，化妆品广告中便反复强调本品不含任何“化学物质”，甚至在西方媒体中出现了一个新词汇“Chemophobia”（化学恐惧症）。在这种形势下，综合考虑环保、经济、社会以及化学工业自身发展的要求，具有全新理念的“绿色化学”(GreenChemistry)应运而生。1991年，“绿色化学”由美国化学会（ACS

3、）提出并成为美国EPA的中心口号。美国环保局率先在官方文件中正式采用绿色化学这个名称。1995年3月16日，美国总统克林顿宣布设立“绿色化学挑战奖计划”，以推动社会各界进行化学污染预防和工业生态学研究，从根本上减少乃至杜绝化学污染源。同年10月30日设立“总统绿色化学挑战奖”这项在化学化工领域内唯一的总统奖，以表彰在该领域中有重大突破和成就的个人与单位。使得“绿色化学”这个名称广为传播。目前全世界比较发达的国家的许多行业都以浓厚的兴趣大力研究绿色化学课题。2绿色化学的指导思想绿色化学(GreenChemistry)又称环境无害化学,是指从污染预防的基

4、本思想出发,在化学品生产的始端就采用预防的科学手段.整个过程和终端均为零排放或零污染,它研究的中心问题是使化学反应及其产物具有以下特点：（1）采用无毒、无害的原料（2）在无毒、无害的反应条件（催化剂、溶剂）下进行（3）减量、循环、重复使用（4）具有“原子经济性”，即反应具有高选择性，极少副产品，甚至实现零排放（5）产品应是对环境友好的（6）满足价廉物美的传统标准。绿色化学的理想是把污染治理转变为污染预防，为人类的可持续发展提供重要的途径和方法。3典型的绿色化学项目例1.1996年第一届美国“总统绿色化学挑战奖”获得者,著名的Dow化学公司发明的用10

5、0%CO2作为起泡剂生产聚苯乙稀泡沫塑料薄板，用于盛装肉类、家禽、鸡蛋的包装盒及快餐盒，它具有轻便、绝热、防湿、可再生等优点。以往使用的氟氯烃会破坏大气中的臭氧层，并造成全球性温室效应（它是CO2的1700倍）。改用的CO2容易获得，可得自合成氨厂的副产品或天然气井，整个工艺过程安全无害。例2．1999年美国“总统绿色化学挑战奖”获得者,TerrenceCollins卡内基梅隆大学开发的TAML氧化剂活化剂：对于过氧化氢用于绿色氧化过程的活化作用。美国600家造纸厂每年生产大约3.2千万kg的纸张和纸板。纸张生产中需要将原料木柴转化为纸浆。纸浆生产过

6、程中，使用NaOH或Na2S分解木质素，分离得到聚糖物质的纸浆后方可用于造纸。在去木质素的最后一步，需通入Cl2进行漂白，而Cl2有毒，且与木质素中的芳香环发生取代反应，产生臭名昭著的二恶英.改用TAML活化剂后，使H2O2的氧化能力增强，使更多的木质素能在更短的时间内分解，还可降低反应温度，降低能耗，大大提高H2O2的漂白效率，而且只产生对环境友好的副产物水和氧气。2在实验设计和实施中的体现4.1现行教材的实验装置设计中，考虑环保因素时，渗透了一点绿色化学意识如：l用CO还原氧化铜，尾气CO2通入石灰水生成沉淀、CO有毒，点燃处理掉。l化学平衡演示

7、实验器，用封闭的NO2演示器，避免了有毒的红棕色NO2气体排放到大气中。l氯化铵加热分解，使用封闭试管，避免生成的氯化氢和氨气排入大气，并且可循环使用。lSO2气体使品红褪色，使用双球u型管检验气体，避免SO2对人体和环境造成影响。4.2实验装置的改进中，体现绿色化学理念l对高一演示实验[5.3]SO2与H2S反应的装置,用叉型管,原料用[5.2]演示新制的FeS,此现象非常明显,又避免了有刺激性气味能形成酸雨的SO2和剧毒的H2S污染环境。实现了药品用量少、封闭式、零排放。（此改进内容我已发表在上海教学仪器通讯上）l实验的微型化设计，如：用V型、w

8、型管代替大试管、烧瓶等仪器进行学生实验，同时充分利用井穴板，使药品用量少、反应快。对乙酸乙酯的制取实验，改用