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    環境化學的研究方法精選(九篇)

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    環境化學的研究方法

    第1篇:環境化學的研究方法范文

    【關鍵詞】中學化學;綠色化學;有效措施

    隨著生活水平的提高,環境問題也日益凸顯。綠色化學是現如今解決環境問題的新型有效方法。它的主要目的在于有效地解決化學給環境造成的危害,進一步保護環境。在中學實施綠色化學內容,不僅僅能幫助學生培養可持續發展的思想還能進一步提高熱愛環境的文明素質。

    一、中學化學教學中的綠色化學教育實施的意義

    1.教化學生形成可持續性發展的理念

    人口的持續增長問題一直都是困擾著專家們重要話題之一,這同時也僅僅圍繞著資源和環境等相關問題,這些問題都是現如今急需迫切解決的棘手問題,已經引起了一定的廣泛關注,但是關注他們的同時我們要認清事實的本質內容:我們要堅持走可持續性發展道路。綠色化學離不開可持續發展戰略,同時可持續發展戰略能夠進一步有效詮釋綠色化學的重要性的意義。中學的綠色化學的學習就是在積極培養學生們走可持續性發展之路。

    2.幫助學生找到解決化學產生的環境問題的方法

    現在的科學技術水平的不斷提高和進步能夠進一步幫助我們提高防治環境污染的水平。傳統的化學研究已經大大造成了對環境和生態文明的迫害,原來的我們技術水平達不到的能力,現在有了綠色化學就能積極改善這種現狀。綠色化學教育不像從前的單一化模式教學水平,而是大大融入了對環境的諸多關注,有效地加強了對生態環境的保護,所以實施綠色化學教學能夠幫助學生找到解決化學產生的環境問題的方法

    3.提高學生的綜合素質

    綠色化學的實施能夠提高學生的綜合素質。綠色化學將先進的科學文化知識與創新的保護環境理念的有機地結合在一起。在教化學生的同時可以進一步培養學生對環境的真情實感,為以后保護環境事業貢獻自己的一份力量,這是從側面有效地對學生進行素質化教育的具體化步驟之一。

    二、中學化學教學中的綠色化學教育具體實施內容

    1.在課堂教學中進一步普及綠色化學的重要內容

    教師們要找到一種新型的教學方法去普及綠色化學的內容。有效地結合教學的內容,對學生進行滲透化的綠色化學教育,充分挖掘知識內容,有效地灌輸綠色化學的積極意義。在介紹講解知識的同時,自然地滲透綠色化學中的環保知識,讓學生們不僅掌握了化學的必要知識,還能進一步培養的他們熱愛環境的高尚品質。

    現如今的大型考試中都會結合社會的重要話題進行討論和研究,化學學科也不例外。所以教師應該在平時的化學教學過程中就要有效滲透這方面的問題。讓綠色化學結合理論教學內容進行有效地整合,然后根據事實情況進行講解,這樣可以大大提高學生解決實際問題的能力。

    綠色化學本來就和我們的生活息息相關,我們不能拋開事實說話,所以綠色化學是現如今的大勢所趨。我們在貫徹綠色化學的內涵時,不僅幫助了人類社會的進步和發展,也能激發下一代的學習熱情。教師們要努力培養學生的綠色化學意識,這是現如今教學發展中刻不容緩的任務。

    2.有效地培養學生對于綠色化學的學習熱情,積極建立實驗教學的體系

    化學的學習主要是以實驗為主要內容的學科。所以教師們的著力點也要在此基礎上進行不斷完善。試驗中所需要的化學試劑和藥品對環境會產生一定的危害,教師在進行講解知識的同時,不能忘記提醒學生保護環境的重要性。規范實驗的具體操作步驟,實驗結束后要對廢物的處理做正確的規范化教導,在啟蒙階段就要對學生進行規范化教學,幫助他們培養綠色化學的高尚情感。

    在原來的化學教學過程中往往忽視了對“三廢”的處理,這是嚴重錯誤的行為,教師要引起一定的重視,在以后的教學過程中進一步強化對“三廢”的防治問題,進一步滲透綠色化學的重要性。不僅是“三廢”問題,還有一些重金屬鹽等等問題的防治。

    3.加強課外化學方面的課外活動,提高環保意識有效彌補化學所帶來的環境問題

    教師還要在普及綠色化學的知識同時,積極開展有關化學的課外活動,豐富學生的可以生活,這樣的不僅可以培養他們對化學的學習熱情還能擴寬他們的視野。主要的活動有如下幾種:實地參觀和調查研究、開展板報評比活動、進行專題講座、組織相關綠色化學的宣傳活動等等。

    三、結束語

    綠色化學是人們有效解決環境問題的新型理念和方法。它不僅僅是人類的思想研究上的質的飛躍,也是一種獨特的創新性話題的深討。通過教師對學生綠色化學的教學過程,能夠有效地培養他們熱愛自然、保護自然的高尚情操。還能對知識的各個環節做深入地綠色化學研究,努力培養他們對未來的社會、家庭以及本身的使命感。

    參考文獻:

    [1]楊水金,侯倩,蔡千喜,徐明波.中學化學教學中綠色化學理念的滲透[J].湖北師范學院學報(自然科學版),2013,03:66-70.

    第2篇:環境化學的研究方法范文

    關鍵詞 化學化工專業學生 綠色化學意識 綠色化學原則 綠色化學素養建構

    近年來,隨著科技的進步、社會的發展,資源與能源消耗逐漸加大,大量生活垃圾和工業污染物的排放,以及化學品的濫用,使人類的生存環境日益惡化,這不僅嚴重威脅到人類的健康、生存與發展,更危及子孫后代的前途和命運。然而,幾乎所有的環境問題都與化學有著直接或間接的關系。就化學化工本身來說,傳統上,一方面化學家在開發化學物質合成方法時,主要考慮效率,另一方面合成化學家在開發與設計如何合成所需化學品的方法時,只重視化學工程的始端,往往忽略處于過程末端的廢物處理問題。所以,許多已存在的化學過程,在獲得滿意經濟效益的同時,卻對環境和人類健康造成了極大的負面影響。為了保護環境,走可持續發展的道路,培養具有社會責任感的年輕一代,在大學化學教學中滲透綠色環保理念是非常必要的。化學教師不但應是科學文化知識的傳播者,更應成為綠色環保理念的創導者和踐行人。為了有針對性地對化學化工專業學生進行綠色化學教育,筆者就化學化工專業學生對綠色化學的認識進行了調研。

    1.調查方案的設計

    以綠色化學的概念、作用及原則為主要調查內容,通過查閱相關文獻資料,進行問卷設計;采用問卷調查及訪談方法對山西晉中學院化學化工學院2—4年級化學(含師范)及應用化學專業學生進行調查。對獲得的第一手資料進行統計,并對有關問題進行綜合分析,在此基礎上參閱相關文獻給出相應對策與建議。本次調查采用以班發放問卷、現場答卷與收卷方法。實發問卷400份,收回有效問卷364份。

    2.調查結果統計

    化學化工專業學生對綠色化學認識的調查統計見表1。

    3.調查結果分析

    表1顯示,多數學生對綠色化學的屬性有較好的理解與認識;不少學生對綠色化學的作用理解與認識不足,甚至是錯誤的。如約74.2%的學生誤認為“綠色化學使化工過程含有廢物處理環節,因而會使整個費用增加”。這些學生不懂得,先污染后治理,不僅難度大,費用不菲,而且多數需要停產整頓,隨之而來的是更大的經濟損失。如果化工過程實現了綠色化,即做到五個“R”:第一Reduction——“減量”,即減少“三廢”排放;第二Reuse——“重復使用”,即重復使用催化劑、載體等;第三Recycling——“回收”;第四Regeneration——“再生”;第五Rejection——“拒用”,指對一些無法替代、無法回收、無法再生和重復使用的,有毒副作用及污染作用明顯的原料,拒絕在化學過程中使用,這就能有效實現節省資源、能源,減少污染,變廢為寶,降低成本的目標,避免出現先污染后治理的惡劣情況。僅約54.2%的學生能夠認識到“綠色化學追求高選擇性化學反應,極少副產品,甚至達到原子經濟性”。原因是不少學生缺少對原子經濟性的認識。原子經濟性是綠色化學的核心內容,指原料分子中究竟有百分之幾的原子轉化成了產物。理想的原子經濟反應是原料分子中的原子百分之百地轉變成產物,不產生副產物或廢物,實現廢物“零排放”。可見,綠色化學的原子經濟性反應,首先是最大限度地利用原料,其次是最大限度地減少廢物的排放。

    表1中選項8-19是綠色化學的12條原則。學生對其中9條原則有較好的理解與認識。但僅約52.7%的學生能夠認識到綠色化學要求“能量使用應最小,并應考慮其對環境和經濟的影響”。以前化學家在設計化學過程時,往往考慮的是如何提高產率,而忽略了能量問題,認為該問題是工程師的事情,使得化學工業成為了耗能大戶。生產和使用能量的工程,往往也會造成污染,如以煤為燃料所提供的熱能,多用一份能量,就多一份污染。因此,設計化工過程的化學家需要對化工各階段進行調節與優化,從根本上改變其對能量的需求,從而使能量最低,減小對環境和經濟的影響,減輕對能源危機帶來的壓迫。僅約42.3%的學生能夠認識到,化工過程應盡量避免不必要的衍生步驟。衍生步驟會帶來更多的副產物,消耗更多的資源與能量。更多的產物意味著可能會對環境產生更多的污染和破壞,必然產生需要處理更多廢物的費用;更多能量的使用會使成本變高,造成不必要的能源浪費。因此,在化工過程中應最大限度地避免衍生步驟,以降低原料的消耗及對人類健康與環境的影響。僅約32.4%的學生能夠認識到化工過程中催化試劑優于化學計量試劑。化學化工專業學生應該明確,催化反應不僅具有提高原料利用率與降低廢物產生的益處,而且催化劑可以降低反應活化能,既利于控制,也可以降低反應發生所需要的溫度。選擇性催化劑是綠色化學的重要工具和重點研究方向。

    4.思考與建議

    不少學生對綠色化學的作用、原則缺少認識,其主要原因:一是學校對學生進行綠色化學教育重視不夠,缺少要求;二是化學類專業課的課堂教學缺少綠色化學思想與原則的滲透;三是沒有開設“綠色化學”課程,學生缺少了對綠色化學系統學習的機會。樹立綠色化學思想,不僅是化學家與化工專家的事,而且是所有從事與化學有關的人們關注的事。作為專門培養化學化工專業高級人才的高校,應把綠色化學理念滲透到化學教育的全過程中,并作為課改與教改的指導思想。

    4.1在化學類的基礎課教學中滲透綠色化學思想

    化學教材中蘊涵有大量綠色化學的素材,因此,在課堂教學中要時時體現綠色化學的原則和思想。通過環境污染及其危害的具體事例,讓學生了解我國乃至全球環境日益惡化的現狀,并探討相應的解決措施,使學生認識到石油、天然氣、煤炭等能源與資源作為現代工業的基礎都是不可再生的,新能源和可再生能源是重要的戰略選擇,從而對環境保護、資源與能源的重要性、必要性和緊迫性有清醒的認識,明確發展經濟不能走先污染再治理的老路。把“原子經濟性理論”、現代化學技術與方法滲透到理論課與實驗課中,就如何優化定量與定性實驗、物質合成及當前資源利用、環境污染、化學品亂用等重大問題與學生進行討論,培養學生的綠色化學思想及可持續發展戰略,為學生在校學習與以后的工作中能夠充分發揮化學的正面作用,更好地造福于人類社會奠基。

    4.2在化學實驗課中培養綠色化學理念

    化學化工專業,各類實驗課所占的比重很大,實驗過程中往往會產生、排放大量的污染環境的有毒有害物質,這就需要實驗教師盡量改進傳統實驗,應用先進的實驗研究新成果,以綠色化學思想與原則指導實驗儀器和試劑的選擇,指導實驗設計、實驗方法與實驗“三廢”的處理,在每一個實驗中力求減少或避免有毒有害廢物的產生,為師生和工作人員提供安全的工作環境。為此,首先,在實驗中盡量采用無毒無害的反應原料。在進行無機、有機、分析、物化等實驗時,在滿足教學需要的情況下,為避開毒害品的使用,可考慮尋找替代品,變更反應路線,設計綠色實驗方案,如用維生素B1替代劇毒的KCN做催化劑進行安息香縮合反應;以葡萄糖替代有致癌作用的苯為起始原料,用遺傳工程獲得的微生物為催化劑合成已二酸;用新型的固體溴化劑四丁基三溴化銨替代Brz與苯酚、苯胺反應制備對位的一溴代物,不僅反應產物更易于控制,避免了使用Br2帶來的有毒、易揮發、不便準確量取等弊端,而且還具有可回收利用等優點。其次,使用封閉實驗裝置,回收實驗廢料。注意化學實驗內容的選擇、設計和呈現體現綠色化。一方面盡量減少污染很嚴重的實驗,另一方面對一些實驗過程中產生有毒有害氣體、且污染環境的實驗,進行改進與創新,想方設法將其設計成為封閉的實驗裝置。包括:氣體發生與收集裝置、氣體性質反應容器、尾氣收集與處理、導氣裝置等。在無法封閉的情況下,要注意回收、通風或采取其他防護措施。對實驗過程中產生的廢料,設法予以回收或適當處理。第三,采用微型實驗。在微型化的條件下對實驗進行重新設計與探索,以達到用盡可能少的試劑來獲取盡可能多的化學信息。

    4.3開設專門的綠色化學課程

    首先,從課程設置上滿足培養具有綠色環境意識的新一代化學工作者和公民的需要出發,借鑒國內外大學的經驗,開設“環境生態化學”、“零排放有機化學”、“環境友好催化”、“綠色生態材料”、“生物技術”、“綠色能源”、“綠色化學導論”等綠色化學選修課程。其次,使綠色化學課程內容體現基礎性、系統性與時代性。教學內容以綠色化學的12條原則為主線,圍繞綠色化學的基本問題展開討論,介紹綠色化學的產生與發展,綠色化學的概念、原理、應用、主要研究成果及動向。第三,依據綠色化學課程內容的特點,采用講授、討論、研究、參觀、調查和文獻研究等適當的教法,提高教學質量,把學生的心留在課堂上。

    第3篇:環境化學的研究方法范文

    關鍵詞:環境化學;可持續發展;自然資源

    中圖分類號:X13 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2014)02-0078-02

    近年來,環境化學的研究發展迅速。2011年9月21至9月24日,第六屆全國環境化學大會在上海市舉行。會議的主題是“環境化學與可持續發展”,充分體現了“創新、參與、合作、前瞻”的會議宗旨,旨在促進環境化學學科的發展,推動國內外學術研究的合作,加快環境化學的持續發展。環境化學包括檢測化學污染物、化學的演變趨勢、生態效應等多方面,它是國民經濟發展的基礎,它的發展壯大與振興經濟息息相關,但是它也存在缺陷。目前受到條件限制,對于“三廢”的治理不夠完善,使其排放量大、污染大。環境保護是我國的基本國策,可持續發展是我國的指導思想,這就需要我們高度重視環境化學及其可持續發展。

    1 環境化學的發展

    不可否認,環境化學的研究發展為大氣、水、土壤環境等的污染防治提供了使用價值,其初步形成了新型的學科體系,為我國的環境污染防治和環境的保護做出了貢獻。

    1.1 發展歷程

    自19世紀70年代開始,對于環境化學的研究就已經從各個方面著手,其大致包含為污染源的普查、污染控制、環境容量等,其中工業“三廢”的污染涉及面較廣,投入精力相對較多。在迅速發展的同時,近年來酸雨的形成、水體富營養化等與人類生活息息相關的環境問題將其的發展推向了,并且在環境化學方面還包含了形態分析、采樣技術等多個方面,著重于對大氣污染物的表征、遷移、轉化以及有機物的水環境化學等的研究。這些研究的發展也在實際中起到積極的作用,推動了我國環保事業的前進,促進了學科的發展。現階段,其向縱深發展,逐步形成體系和特色,真正實現了可持續性發展的目標。我國環境化學的迅速發展以及學科之間的相互交錯,使得環境化學的內容得到了豐富和提高,已經加快了邁向國際化的腳步。

    1.2 可持續發展對其的影響

    環境科學的研究是與國際水平存在差距的。根據國情和環境問題的發展,結合全球發展的趨勢,可持續發展越來越成為環境化學發展的重點。其對立足本國國情、著眼于未來等多方面都有很大的作用,對于國家及時競爭也是挑戰。從目前的情況看來,環境化學的研究已經達到一定的標準,但是其能夠模擬實驗深入研究的少,與客觀現實聯系不密切,獨創方式缺乏,與“科學發展觀”的聯系還存在差距。應當放在對經濟發展有重大影響且能夠改善目前環境污染狀況的重大問題上來,發揮出巨大的潛力。同時還應該將獨創性、系統性、完整性合理地結合起來,結合發展過程的形態結構進行研究,取得關鍵性的突破。

    2 環境化學可持續性發展的過程

    環境保護是我國的基本國策,在環境化學的生產過程中離不開其可持續性發展的理念,可持續發展中研究的環境化學表現在如下五個方面:

    2.1 水沉積物的環境化學

    近年來,水沉積物中的金屬以及金屬有機物研究的加深、研究水沉積物中酸性揮發性硫化物的活動性等,將環境化學進一步創新發展以擴大對其他金屬的研

    究等。

    2.2 污染的土壤恢復化學研究

    由于近年來固體廢棄物的大量填埋以及化學研究物品的處理不當等引起的問題導致土壤和地下水的嚴重污染,嚴重影響了人們的日常生活,各個國家都已經投入資金研究土壤恢復技術。目前,有污染的生物恢復成為國際熱點,大多利用表面活性劑等材料來吸附固體有機物。化學固化劑的研究也漸漸有了起色,并且各式各樣的方法發展,例如液相萃取法、氧化法等,土壤化學涉及生活,更應該制定合理的方案。

    2.3 生物地球化學循環

    隨著全球生物地球化學的深化,它已經反映在多層次的時空布局中,生物源中碳排放是焦點問題,硫化物的排放也是研究的熱點,它們的不確定因素有很多,作為污染物其源、匯及相互轉化的影響許多方面,其健康的影響以及全球的循環成為焦點。

    2.4 環境化學的新技術研究

    對環境化學研究的各個方面都來源于對分析方法和技術的相互配合要求,新技術的應用以及相互配合都促進了環境化學研究的發展,近段時間大氣氣溶膠技術的不斷發展采用了多種技術,例如質子彈性散射、掃描質子微探針、激光微探針質譜等。有機分析中,近年來連用技術的不斷發展以及各個方面的智能技術的應用都促進了其可持續性發展。

    2.5 清潔生產中的環境化學

    清潔生產的目標是節能、降耗、減污,盡量減小污染物的排放量來實現工業生產的全過程控制,其內容包含了多個方面,例如清潔的原材料、生產過程、改變反應條件、反應過程及排放物的反應。對于其的要求不只是廢水、氣、渣處理的終端處理技術,其內容有很多方面,如產品工藝的化學物質、清潔材料的選取、計算機的處理系統、新技術新工藝的發展、“綠色化學”或者“環境無害化學”的研究等多方面。

    3 走可持續性發展道路中環境化學的應用

    3.1 治理污染,控制污染

    在治理污染的過程中,應當在其治理“三廢”排量的同時也要兼顧新的污染的控制,目前我國環境化學的綜合利用水平已經有了明顯的提高,“八五”末,相對于“七五”末,工業廢氣處理率提高最快,達到92.62%,它帶動了綜合利用產值和利潤的凈增。

    3.2 環境保護技術有待于提高

    目前環境化學工業污染嚴重,廠商多,規模小,導致污染范圍大,其生產技術的落后也都使其資源利用率低。這一系列的情況都需要我們通過改變技術,通過技術改造減少其排放量,使生產過程中的副產物和廢氣物的綜合利用程度提高,使其轉變為“低消耗高產出”的效果,同時強化管理。其中可以包括采取新的工藝、采用生物催化和光化學等天然工程等,令其資源有效化地處理利用,達到國家標準,利用先進的科學體系以控制老污染源的危害。

    3.3 企業內部的特別管理活動

    可持續的發展是由技術的進步和改造直接得出的,無論在工業還是農業等多方面對于技術的改進都會收到明顯的效益,對于企業內部還可以實行特別的管理活動,如技術的裝備水平以及管理水平,以此提高整個企業的管理水平。

    3.4 加強對環境化學的規劃和統一

    建設項目中,環境工程的規劃是控制新的污染源的重要手段。其建設項目都執行國家環境管理的規定,其中包括做好建設項目的評價與審核;環境保護設施與施工同步;做好收尾工作,杜絕新污染的危害。同時需要對環保設施的維護與建設更新,這一切都需要環境化學企業的行政指導與必要檢查的結合,改變性質,控制

    污染。

    3.5 加強“可持續發展”的教育工作

    3.5.1 加強課堂教育。化學學科的教育開拓了學生的視野范圍,教材的環保內容滲透是必要的,并且在化學實驗教學中,其各種化學材料是重要的組成部分,實驗課更具直觀的教育,更有利于培養保護環境的意識。

    3.5.2 加強公民的保護意識。結合世界各國污染問題,舉行“環境污染”主題知識講座。并以各種廣告等媒體手段大力宣傳,喚醒公民對于“環境化學”與“可持續發展”的關系意識。

    4 結語

    現實生活中,離不開環境化學對我們的物質支撐,無論從國情還是從世界的角度,環境化學和可持續發展二者的關系已經是全球化發展的必然趨勢,它們既對社會經濟產生了重大的影響,也帶給了我們新的享受,新世紀的到來,是挑戰與機遇并存的年代,環境化學為全球及各國的可持續發展的活動也已經在迅速地開展,可持續發展是其必經之路,我國在不斷努力下也必將走向新的舞臺。

    參考文獻

    [1] 環境化學與可持續發展―第六屆全國環境化學大

    會[J].上海師范大學學報(自然科學版),

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    [3] 吳菁京.第一期“環境化學前沿論壇”成功舉行

    [J].環境化學,2006,(6).

    第4篇:環境化學的研究方法范文

    關鍵詞: 化學教學 中考題 基礎知識 核心觀念 學科特點

    一、重視化學的基礎知識

    該層次學習主要是對知識的再認或回憶,要求學生能夠記住所學知識的要點,說出大意,描述出基本特征;能夠在試題所提供的材料中辨認出它們,能夠舉出同類事物的例子。如:記住所學過的重要化學概念、原理、定律、規律;知道重要的化學史實;說出重要物質的名稱、組成、性質、用途、制取方法;能說出常用實驗儀器的名稱、用途、使用方法等。

    本題考查的是生活小常識,考生只要掌握各種營養素的生理功能、食物來源、缺乏癥、攝入時的注意事項等內容,就能輕松、正確解答此題。【解析】A.米飯中富含淀粉,淀粉屬于糖類,故該選項錯誤。B.蘋果中富含有維生素,故該選項正確。C.蛋糕是以面粉、雞蛋、白糖、油脂等為原料,富含糖類、蛋白質、油脂等,故該選項錯誤。D.大饃中富含富含淀粉,淀粉屬于糖類,故該選項錯誤。

    二、關注化學的核心觀念

    該層次學習要求學生能夠較深入地理解知識的內在邏輯聯系,并在理解的基礎上運用。如:能對所學的重要化學概念、原理、定律、規律的本質進行說明;能從組成或結構的角度對有關物質進行區分;能對一些化學變現象進行解釋;能運用所學化學知識對一些化學變化過程進行推斷;能解釋化學實驗的過程、方法、條件及實驗原理;能判斷實驗現象或解釋所得實驗數據的意義等。

    【解析】“干水”一詞經國家語言資源監測與研究中心等機構專家審定入選2010年年度新詞語,并收錄到《中國語言生活狀況報告》中。本題以“干水”為情境,體現了化學物質的利用方式產生革命性變化。本題主要考查二氧化碳的化學性質、二氧化碳和水的組成、分子的性質,以及純凈物和混合物的概念,由一個情境進行分散,對多個考點進行考查,覆蓋面廣,這也是化學學科命題的一個特點。本題起點貌似很高,但落點低,難度適中,以陌生的情境考查學生對化學核心知識的理解,體現了化學學習中概念的學習更重要的是理解和應用,讓學生在不同的變式中自主建構科學的化學核心觀念,一味地死記硬背、搞題海戰術是得不到高分的。

    三、突出化學的學科特點

    【例】(2011·安徽·14)某研究小組在學習氧氣的化學性質時發現:鐵絲燃燒沒有火焰,蠟燭燃燒卻有明亮的火焰。該小組同學進行了如下探究:

    【解析】本題以學生已經學過的鐵絲燃燒和日常蠟燭燃燒現象為情景,提出問題,探究物質的狀態與燃燒的關系;進一步通過具體的數據說明在燃燒時的溫度下,不同的物質狀態不同,再用事實說明,物質的狀態與產生火焰的關系。本題突出以實驗為核心的科學探究能力的考查,體現出化學的學科特點,主要考查學生分析實驗現象的能力,化學用語的掌握程度,以及對數據的分析、處理能力,引領教師加強對學生探究學習能力的培養,要深入研究教學過程中能培養學生科學素養和科學方法的素材。此題讓平時沒有經歷過實驗設計、分析、探究的學生束手無策,卻給平常經常開展探究性學習的學生提供了較大的創新思維發揮空間。

    四、體現化學的生活價值

    【解析】人類使用材料的歷史,就是人類的發展史。研究材料,制造新材料是化學研究的一個重要方面。本題以生活中常見的水管為情境,選材來源于生活,兼顧全體考生的認知經驗,引導學生從化學的視角觀察、研究身邊的物質,從而更深刻地了解化學在提高人類生活質量和社會發展方面所起到的重要作用。此題考查了金屬材料、有機合成材料、鐵銹與鹽酸反應的化學方程式、怎樣防止金屬銹蝕,以及化學在提高人類生活質量方面所起的重要作用等內容。較全面地體現了化學學習與生活實際相聯系的新課標要求,同時要求學生會寫重要的、基本的化學用語。

    五、彰顯化學的時代氣息

    第5篇:環境化學的研究方法范文

    一、化學所面臨的挑戰

    1.1化學的形象正在被與其交叉的學科的巨大成功所埋沒

    化學是一門中心科學,化學與生命、材料等朝陽科學有非常密切的聯系,產生了許多重要的交叉學科,但化學作為中心學科的形象反而被其交叉學科的巨大成就所埋沒。化學這門重要的中心科學(centralscience)反而被社會看作是伴娘科學(bridesmaidscience)而不受重視。

    1.2化學正被各種各樣的環境污染問題所困擾

    化學的發展在不斷促進人類進步的同時,在客觀上使環境污染成為可能,但是起決定性的是人的因素,最終要靠人們的認識不斷提升來解決這個問題。一些著名的環境事件多數與化學有關,諸如臭氧層空洞、白色污染、酸雨和水體富營養化等;另一方面把所有的環境問題都歸結為化學的原因,顯然是不公平的,比如森林銳減、沙塵暴和煤的燃燒等。這當然與化學沒有樹立好自己的品牌有關系,在最早的化學工藝流程里面,根本沒有把廢氣和廢渣的處理納入考慮范圍,因此很多化學工藝都是會帶來環境污染的。現在,有些人把化學和化工當成了污染源。人們開始厭惡化學,進而對化學產生了莫名其妙的恐懼心理,結果造成凡是有“人工添加劑”的食品都不受歡迎,有些化妝品廠家也反復強調本產品不含有任何“化學物質”。事實上,這些是對化學的偏見,監測、分析和治理環境的卻恰恰是化學家。

    二、綠色化學是應對挑戰的必然

    科學不但要認識世界和改造世界,還要保護世界。化學也如此,為了應對化學所面臨的挑戰,提倡綠色化學是刻不容緩。

    2.1綠色化學的概念

    綠色化學又稱環境無害化學、環境友好化學或清潔化學,是指化學反應和過程以“原子經濟性”為基本原則,即在獲取新物質的化學反應中充分利用參與反應的每個原料原子,在始端就采用實現污染預防的科學手段,因而過程和終端均為零排放和零污染,是一門從源頭阻止污染的化學。綠色化學不同于環境保護,綠色化學不是被動地治理環境污染,而是主動的防止化學污染,從而在根本上切斷污染源,所以綠色化學是更高層次的環境友好化學。

    2.2綠色化學的產生及其背景

    當今,可持續發展觀是世人普遍認同的發展觀。它強調人口、經濟、社會、環境和資源的協調發展,既要發展經濟,又要保護自然資源和環境,使子孫后代能永續發展。綠色化學正是基于人與自然和諧發展的可持續發展理論。在1984年,美國環保局(EPA)提出“廢物最小化”,這是綠色化學的最初思想。1989年,美國環保局又提出了“污染預防”的概念。1990年,美聯邦政府通過了“防止污染行動”的法令,將污染的防止確立為國策,該法案條文中第一次出現了“綠色化學”一詞。1992年,美國環保局又了“污染預防戰略”。1995年,美國政府設立了“總統綠色化學挑戰獎”。1999年英國皇家化學會創辦了第一份國際性《綠色化學》雜志,標志著綠色化學的正式產生。我國也緊跟世界化學發展的前沿,在1995年,中國科學院化學部確定了《綠色化學與技術》的院士咨詢課題。

    2.3綠色化學的核心內容

    原子經濟性是綠色化學的核心內容,這一概念最早是1991年美國Stanford大學的著名有機化學家Trost(為此他曾獲得了1998年度的“總統綠色化學挑戰獎”的學術獎)提出的,即原料分子中究竟有百分之幾的原子轉化成了產物。理想的原子經濟反應是原料分子中的原子百分之百地轉變成產物,不產生副產物或廢物,實現廢物的“零排放”。他用原子利用率衡量反應的原子經濟性,認為高效的有機合成應最大限度地利用原料分子的每一個原子,使之結合到目標分子中。綠色化學的原子經濟性的反應有兩個顯著優點:一是最大限度地利用了原料,二是最大限度地減少了廢物的排放。原子利用率的表達式是:

    原子利用率=(預期產物的式量/反應物質的式量之和)×100%

    如無公害氧化劑過氧化氫的制備可采用乙基蒽醌法,即由氫和氧在2-乙基蒽醌和Pd為催化劑作用下直接合成,2-乙基蒽醌復出并可循環使用。此反應原子利用率為100%,體現了原子經濟性,減少廢物的生成和排放,是典型的零排放例子。

    2.4綠色化學的12項原則和5R原則

    為了簡述了綠色化學的主要觀點,P.T.Anastas和J.C.Waner曾提出綠色化學的12項原則,這12項原則對我們今后從事綠色化學的研究具有一定的指導作用。

    Ⅰ.防止——防止產生廢棄物要比產生后再去處理和凈化好得多。

    Ⅱ.講原子經濟——應該設計這樣的合成程序,使反應過程中所用的物料能最大限度地進到終極產物中。

    Ⅲ.較少有危害性的合成反應出現——無論如何要使用可以行得通的方法,使得設計合成程序只選用或產出對人體或環境毒性很小最好無毒的物質。

    Ⅳ.設計要使所生成的化學產品是安全的——設計化學反應的生成物不僅具有所需的性能,還應具有最小的毒性。

    Ⅴ.溶劑和輔料是較安全的——盡量不同輔料(如溶劑或析出劑)當不得已使用時,盡可能應是無害的。

    Ⅵ.設計中能量的使用要講效率——盡可能降低化學過程所需能量,還應考慮對環境和經濟的效益。合成程序盡可能在大氣環境的溫度和壓強下進行。

    Ⅶ.用可以回收的原料——只要技術上、經濟上是可行的,原料應能回收而不是使之變壞。

    Ⅷ.盡量減少派生物——應盡可能避免或減少多余的衍生反應(用于保護基團或取消保護和短暫改變物理、化學過程),因為進行這些步驟需添加一些反應物同時也會產生廢棄物。

    Ⅸ.催化作用——催化劑(盡可能是具選擇性的)比符合化學計量數的反應物更占優勢。

    Ⅹ.要設計降解——按設計生產的生成物,當其有效作用完成后,可以分解為無害的降解產物,在環境中不繼續存在。

    Ⅺ.防止污染進程能進行實時分析——需要不斷發展分析方法,在實時分析、進程中監測,特別是對形成危害物質的控制上。

    Ⅻ.特別是從化學反應的安全上防止事故發生——在化學過程中,反應物(包括其特定形態)的選擇應著眼于使包括釋放、爆炸、著火等化學事故的可能性降至最低。

    為了更明確的表述綠色化學在資源使用上的要求,人們又提出了5R理論:

    Ⅰ.減量——Reduction減量是從省資源少污染角度提出的。減少用量、在保護產量的情況下如何減少用量,有效途徑之一是提高轉化率、減少損失率。②減少“三廢”排放量。主要是減少廢氣、廢水及廢棄物(副產物)排放量,必須排放標準以下。

    Ⅱ.重復使用——Reuse重復使用這是降低成本和減廢的需要。諸如化學工業過程中的催化劑、載體等,從一開始就應考慮有重復使用的設計。

    Ⅲ.回收——Recycling回收主要包括:回收未反應的原料、副產物、助溶劑、催化劑、穩定劑等非反應試劑。

    Ⅵ.再生——Regeneration再生是變廢為寶,節省資源、能源,減少污染的有效途徑。它要求化工產品生產在工藝設計中應考慮到有關原材料的再生利用。

    Ⅴ.拒用——Rejection拒絕使用是杜絕污染的最根本辦法,它是指對一些無法替代,又無法回收、再生和重復使用的毒副作用、污染作用明顯的原料,拒絕在化學過程中使用。

    三、綠色化學的發展前景

    3.1反應原料的綠色化即反應原料符合5R原則。

    3.2原子經濟性反應在基本有機原料的生產中,已有一些原子經濟性反應的典范,如丙烯氫甲酰化制丁醛、甲醇羰化制醋酸和從丁二烯和氫氰酸合成己二腈等。

    3.3高效合成法不涉及分離高效的的多步合成無疑是潔凈技術的重要組成部分。

    3.4.提高反應的選擇性———定向合成如不對稱合成。

    3.5.環境友好催化劑例如在正己烷的裂解反應中,固體酸SiO2-AlCl3比普通AlCl3具有更好的選擇性,更小的腐蝕性。

    3.6.物理方法促進化學反應如微波引發和促進DielsAlder反應、Claisen重排、縮合等許多重要的有機反應。

    3.7.酶促有機化學反應酶促有機化學反應有高效性、選擇性、反應條件溫和和自身對環境友好等特點。

    3.8溶劑化學污染不僅來源于原料和產品,而且與反應介質、分離和配方中使用的溶劑有關,有毒揮發性溶劑替代品的研究是綠色化學的重要研究方向。如超臨界流體、水相有機合成和室溫熔鹽溶劑等。

    3.9.計算機輔助綠色化學設計和模擬在化學化工領域,計算機已廣泛用于構效分析、結構解析、反應性預測、故障診斷及控制等許多方面。無疑,計算機在尋找符合綠色化學原則的最佳反應路線、化工過程最優化、產品設計等方面推動了綠色化學的更快發展。

    3.10環境友好產品如可降解塑料、環境友好農藥、綠色燃料、綠色涂料和CFCs替代物等。綠色化學為化學的發展注入了新的活力,在21世紀化學必將大有可為。

    參考文獻

    [1]王恩舉.漫談綠色化學.大學化學,2002,(4)

    第6篇:環境化學的研究方法范文

    關鍵詞:分析化學實驗;綠色化學;環境保護

    分析化學實驗是一門是以實驗操作為主的技能課程,是化工、環境、生物、農林、醫藥、食品科學等專業的基礎課程之一,其實驗內容覆蓋面廣泛,涉及到的試劑藥品種類繁多,且多數為常量實驗,有毒實驗約占50%以上。近十年來,隨著我國高等教育的迅速發展和科學研究規模的不斷擴大,地方高校中與化學及化工相關的專業不斷增多,分析化學實驗的數量明顯增加,實驗室教學、畢業論文設計及高校教師的科研項目越來越多,學生及教師有更多的機會接觸到有毒有害的污染物,地方高校分析化學實驗的安全與環境保護已經成為地方高校不能忽視的問題[1,2]。綠色化學是又被稱為友好化學,是一門利用化學技術與方法來降低或消除有害物質產生,從源頭阻止污染的化學,是可持續發展戰略在化學領域里的體現[3]。綠色化學實驗是在綠色化學思想指導下,在保留常規實驗的基礎上,開展對分析實驗綠色化的研究,內容從改進實驗內容、減少化學試劑用量、采用多媒體技術模擬實驗、妥善處理實驗廢液等方面進行考慮。

    1在綠色化學的原則下,優化實驗教材,合理安排實驗排序

    現在高校廣泛使用的傳統分析化學實驗教材,由于編著的時間較早,教材內容沒有體現綠色化學的原則,不能表現出時代性與創新性,學生長期使用這類教材不利于學生在課堂的學習中樹立綠色化學的意識,不利于為國家培養出新型的高端技術型人才。在熟悉綠色化學原則的基礎上,將綠色化學的理念融合進教學內容和教材改革之中,在教學大綱的規定下,以綠色化學為主線,結合分析化學實驗的學科特點,將符合綠色化學原則的實驗內容編入教材,在教材中添加綠色化學領域中的研究成果及實際應用,以及綠色化學相應的理論知識,介紹綠色化學的基本思想和技術,在分析化學實驗課的課堂上,逐漸引導和培養學生的綠色化學的意識,實現分析化學實驗的綠色化[4]。選擇實驗項目時,刪減對環境污染較大的實驗項目,用綠色分析化學實驗代替非綠色化學的實驗,選擇毒性小、危害小、污染少的實驗內容。如基礎實驗中銨鹽中氮含量的測定,此實驗是以甲醛法測定氮含量的方法,甲醛對人體有害,易揮發,教師及學生長時間吸入甲醛,對身體造成危害,損害了身體健康,根據綠色化學的原則,刪除此實驗;傳統的實驗教材中將苯酚的含量作為學習碘量法原理的實驗,長時間在暴露在含苯酚的環境中,苯酚對人體的危害較大,選擇碘量法測定葡萄糖的實驗代替。可以靈活采用串聯實驗的方法合理安排實驗順序,達到化學藥品的循環利用。通過調整實驗教學計劃,合理安排分析實驗的項目和次序,充分利用相關反應,盡可能使得上個實驗的產物能在下個實驗中被利用上,且最好可以循環使用。它在一定程度上減輕了化學試劑對環境的污染,有利于環境保護[5]。例如,分析化學實驗的教學安排有“EDTA標準溶液的配制和標定”,及“鉛、鉍混合液中Pb2+、Bi3+的連續滴定”。兩個實驗都要用到EDTA,前一個實驗學生學習配制一定濃度的EDTA溶液后進行標定,而后一個實驗需要用EDTA溶液對鉛、鉍混合液進行滴定,在實驗安排上,就將EDTA標準溶液的配制和標定排在前面,這樣第一次實驗多配制的EDTA溶液正好可以用在第二個實驗上,這樣就避免倒掉和污染的問題了。通過對分析實驗內容的改革和實驗順序的優化安排,可以減少有毒害的化學物質使用及藥品循環重復利用,可以減少對環境的污染及危害,實現分析化學的綠色化[5]。

    2減少化學試劑用量,將半微量分析實驗代替常量實驗

    分析化學實驗以常量滴定分析為主,常量的分析滴定所用的玻璃儀器的規格一般都是50mL滴定管,25mL移液管,250mL錐形瓶等,因為玻璃儀器的規格較大,所用化學試劑的用量大,費用高,對環境的污染更大,為了從源頭上改變這種現象,在不能更換滴定儀器的條件下,為了做到綠色化就要在保證實驗效果的提前下降低化學試劑的濃度。例如氯化物中氯含量的測定(莫爾法)是一個必做的實驗,教材中要求硝酸銀的濃度是0.1mol/L,由于硝酸銀的價格高,銀本身又屬于重金屬元素,不僅資源稀少而且大量的污水排放會造成環境污染。如果根據教材要求,硝酸銀的濃度高,消耗量較大,不僅造成環境污染,而且實驗的成本也不低。為了降低實驗成本和保護環境,將實驗中用到的硝酸銀濃度從0.1mol/L降低到0.05mol/L;碘量法測定葡萄糖含量的實驗中,教材中碘標準溶液的濃度要求是0.05mol/L,經過實驗教師的研究比較,將碘標準溶液的濃度降低到0.02mol/L,其他藥品用量相應的減少了,實驗同樣能達到精密度和準確度的要求。雖然半微量實驗測定結果的準確度低于常量分析實驗的準確度,但其測定結果的重現性較好,精密度高,終點變色敏銳,化學藥品試劑用量減少,不僅減少有毒試劑對環境的污染,又降低了實驗成本,符合綠色化學的基本原則,值得提倡[6,7]。

    3利用計算機多媒體技術模擬實驗,實現綠色化

    傳統的常規分析化學實驗需要耗費大量的化學試劑及純凈的水資源,其中一些實驗所涉及到的藥品價格昂貴或藥品的毒害性較大,還有某些實驗在實驗過程中會有產生一些有毒有害的氣體,這樣的實驗對學生及教師的身體造成較大的危害。根據綠色化學的原則,我們將這類在過程中易產生危害人體健康及污染環境的實驗或者需要加入大量有毒有害化學試劑且不易控制的傳統實驗,實驗教師通過計算機多媒體技術對實驗儀器及實驗過程進行仿真,從而有效地控制和減少對環境的污染,最后達到綠色化學的目的。隨著電子信息技術的迅速發展,開發虛擬實驗,對傳統的驗證性實驗進行改進,利用3D化學實驗仿真實驗室及Flash等軟件,將虛擬實驗教學更廣泛的應用到實際教學中,對常規實驗的裝置、過程、現象及結果進行模擬,再輔助于動畫和視頻等多媒體技術,讓學生在實驗的課堂上更加直觀和全方位的感受到到實驗的動態過程,同樣可以達到教學的目的。計算機多媒體模擬實驗既可以讓學生學會實驗方法,又讓危害人體健康、污染環境、試劑價格高昂的實驗從根本上實現了綠色化[8]。

    4重視實驗室廢液的處理及回收利用

    分析化學實驗中產生的廢液較多,主要是分析實驗過程中剩余試劑、溶劑、潤洗玻璃儀器的試劑溶液及試劑瓶的洗滌水等。實驗室廢液按照污染程度可分為無污染、低濃度和高濃度。無污染性主要包括類似氯化鈉的鹽溶液和葡萄等非危險性質的試劑;低濃度地污染性的廢液主要包括實驗過程中所使用的低濃度低污染性的試劑、實驗用水和各種玻璃儀器或者其他器具的潤洗液和洗滌廢水等;高濃度高污染廢液主要是實驗中使用的濃度過于高、有毒或者危害性較大的試劑等。分析實驗中涉及到的廢液多數為無機性廢液,廢液中主要含有重金屬(鉛、鉍、銅、鉻等)及金屬的絡合物。長期以來,實驗室的廢液排放并沒有引起許多高校的重視,隨著環境污染的不斷加劇,學生隨意將實驗過程中產生的廢液和實驗完成后剩余的試劑直接倒入下水道中,這樣的現象應該杜絕。每次實驗結束后,應該要求學生將廢液進行處理后排放或者二次利用。根據廢液性質的不同,采用不同的處理方法:如酸、堿廢液可以集中收回并定期進行相互中和處理;含氯化銀的廢液可以先加入適量的稀硫酸,攪拌后加入過量的鐵屑,將氯化銀轉化為銀以后再回收;《鉛、鉍混合液中Pb2+、Bi3+的連續滴定》實驗中,廢液中含有大量的鉛、鉍離子,選擇硫化鈉作為沉淀劑將鉛、鉍離子回收后,達到廢液回收再利用的目的,既節約實驗成本,又降低了含的鉛、鉍的廢液直接排放后污染環境的影響,達到了實驗的綠色化目標[9]。實踐證明,通過以上四個方面的改革,有助于學生在分析化學實驗課的課堂中樹立綠色化學的理念,有利于學生創新能力的培養、有利于學生實驗技能及綜合素質的提高,同時分析化學實驗的綠色化不僅可以節約實驗成本,而且減少分析化學實驗室對環境的污染與破壞,對環境保護具有重要的現實意義。

    參考文獻

    [1]吳曉瓊.分析化學實驗的綠色化[J]科技信息,2008,7,393.

    [2]殷馨,王海文.探索綠色化學之路改革化學實驗教學[J],化工高等教育,2014(1):64~66.

    [3]周淑晶.綠色化學[M].北京:化學工業出版社;2014:1~60.

    [4]李杰.高級技工建筑專業化學教學中滲透綠色化學理念的分析[J]中國校外教育(下旬刊),2014,9:134.

    [5]高喜平,赫玉欣,姚大虎等.如何實現無機實驗的綠色化[J]化工時刊,2012,26(9):59~61.

    [6]王芬.半微量分析化學實驗研究與應用[J]沈陽農業大學學報,2003,34(3):217~218.

    [7]谷春秀,王曉蕾,李穎等.微型實驗的開發與研究—分析專業常規實驗微型化[J]生命科學儀器2012,10(6):1~8.

    [8]凌育趙,計算機在化學實驗綠色化的作用.[J]中山大學學報,2005,25(5):105~107.

    第7篇:環境化學的研究方法范文

    關鍵詞:化學工藝;化學;生命科學;納米技術;環境;高分子材料

    中圖分類號:O63 文獻標識碼:A 文章編號:1001-828X(2013)02-0-01

    前言

    化學,從古代時就引起了重視。古代帝王的煉丹術,就是一種化學工藝,也是從那時起,化學教育起步了。對于當時而言,煉丹術就是一種新的化學工藝,隨著歷史的車輪,現在世界與那時相比較,進步的太多了,可是,化學的新工藝還是如雨后春筍一般地出現,我們要想取得更加輝煌的成就,就應該清楚地掌握現在化學新工藝的發展情況,然后再分析它的發展前景,這樣才能讓化學這一門科學更好地為人們所用。

    一、重視化學的必要性

    化學早已作為一門中學的必修課了,從這里就可以看出化學的重要程度。諾貝爾化學獎獲得者H.W.Kroto曾經說過,二十一世紀雖然是一個以生命與信息為主要技術的時代,但是化學的地位非但沒有降低,反而走上了新的高度,這是因為化學本身就是一門過渡的、集多種新興技術于一身的學科。化學的發展已經引起世界各國的注意了,化學是一門可以引起質變的學科,為人類的不斷發展起到了保駕護航的作用,世界的經濟、社會發展都與之有相當密切的關系。以我國為例子,這幾年化學研究方面取得了飛速的發展,相關的論文、期刊,不僅數量在增多,文章的質量也顯著提升,這都是化學發展的客觀反映。在如此大好的局勢下,我們更應該抓住機遇,分析研究化學新工藝的發展情況與前景,從而推動化學的進一步發展。

    二、國內外化學新工藝的發展現狀

    就國內而言,我們單單從近年來化學工作者所獲得的獎勵情況就可以看出化學新工藝的發展是多么迅猛:如侯建國等的“單分子結構與電子態的理論和實驗研究”、陳新滋等的“新型手性配體的設計、制備及其在不對稱催化反應中的應用”等獎項,都是高水平工藝的代表。下面就國內的化學新工藝中比較突出的幾點現狀做一簡要介紹:

    首先,出現了很多與生命科學融合的化學新工藝,比如化學與生物醫學的聯系,生物醫用高分子材料就是一種化學上的新工藝,一般來講,這種高分子材料分為體外應用與體內應用兩大類,比較新的工藝是體內應用的生物可吸收或可降解的高分子材料。這些材料可以用于手術縫合、體內固定件等處。制造這些高分子的材料主要來源于膠原蛋白與一些人工合成的高分子,比如外消旋聚乳酸等物[1]。將化學與生命科學融合所取得的成績是很顯著的,成功地解決了一些醫學上的難題,造福于人類。其次,相對重視與國民經濟的結合,這一點是很容易理解的,正如我國始終把發展生產力、提高人民的生活水平作為基本一樣,只有經濟發展了,社會才能進步,因此,化學作為一門很重要的學科,當然也要重視促進經濟的發展。并且在這一點上,我國取得了很多成績,比如稀土鎂合金的成功應用為神州6號飛船減重13kg,滿足了國家的重大需求,再比如四川攀西礦高效、清潔稀土的分離流程,經專家鑒定一致認為“該流程達到國際領先水平”,這些都體現了化學新工藝與國民經濟結合的密切性。再次,現在的化學新工藝的發展很重視創新,最具有代表性的就是納米技術,納米技術的應用范圍很廣泛,幾乎涉及到了各個領域。比如應用納米技術創建了一些高敏感度、高選擇性的酶電化學傳感器,可以用于醫學[2]。再比如利用納米技術制造了一些靈敏度高的、穩定的化學傳感器,除此之外,納米技術在研究高分子的工作中也有重要作用,比如楊柏等相關工作者,通過帶烷基季銨化聚苯乙烯共聚物與巰基取代羧酸包覆的納米晶復合,實現了其可加工性,能形成環狀、螺環和纖維狀的單色或多色微球,還能形成納米圖案化,在高含量化合物半導體量子點納米粒子聚合物復合材料制備方面進展明顯,這些成果對相關的科研、工業等領域都有很重要的作用。最后,將化學新工藝用于緩解環境污染也是一個新的嘗試,這種嘗試具有很高的實踐性,并且已經取得了不錯的效果。比如在水處理方面,科研人員將生物與化學工藝結合,研究出多種方法。比如BC法,這種方法既經濟有效,又減少了投藥量[3]。可以說是很重要的發現,而在對環境污染比較嚴重的方面,比如有毒物質的轉移、水體沉淀物中的有機污染物降解等,相關的科研人員都進行了大量的實驗研究,同樣也取得了令人欣慰的成就,環境污染問題是關乎每一個人利益的事情,因此國際上對此的重視程度很高,運用化學工藝改善環境、減少污染,是一項需要一直堅持的事業。

    以上只是化學新工藝目前為止在國內的較為典型的發展情況,對于國外而言,這些方面都有發展,并且相關工藝比國內要先進,比如對生活垃圾的處理,國外早就采取了一些生物化學的方法,可是這一技術在我國還并沒有普及,我們應該加強與外國的聯系,相互交流,促進化學的發展。

    三、化學新工藝的發展前景

    立足于有利于我國發展的長遠角度來看,我認為化學新工藝的發展前景還是相當廣闊的,化學是一門綜合性學科,尤其是現在國際上的學術發展呈現出一種多元化的現象,越來越注重學科之間的相互融合,在這樣的背景下,化學的地位愈加顯現,通過化學,學者們可以把多個學科相貫通,這樣也許就會產生一些新的思想、新的成就。尤其在一些納米技術、材料技術、環境科學、航天科學、核技術方面,化學的新工藝已經取得了比較矚目的成績,相信在這些工藝的發展下,會在很大程度上推動社會科學的進步。

    四、結束語

    本文通過簡要的分析了化學相關新工藝的發展現狀與發展前景,體現出了化學的重要性,如今在日常生活中的方方面面都有可能應用到化學,化學已經具有不可替代的地位了,這不僅僅對相關的化學工作者提出了更高的要求,也對整個社會甚至整個國家提出了要求,從國家來講,一定要營造一種學術的氛圍,而對于個人,要積極地學習、研究,發現更多新的工藝,更好地造福于人類。

    參考文獻:

    [1]范如霖.新藥研發中的化學和工藝戰例九則[M].華東理工大學出版社,2008.

    第8篇:環境化學的研究方法范文

    關鍵詞 綠色化學 高職 化學教學 教育

    中圖分類號:G424 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdks.2015.10.047

    On Integration of Green Chemistry Education into Chemistry

    Teaching in Higher Vocational Education

    LI Jun

    (Yingtan Vocational and Technical College, Yingtan, Jiangxi 335000)

    Abstract Firstly, the basic concept of green chemistry and the addition of Green Chemistry Education in Chemistry Teaching shallow sense to analyze the development of applications based on the status quo of Green Chemistry Teaching in Higher Education and China's current chemistry, and finally discussed from various angles high vocational chemical teaching effectively integrated into effective strategies green Chemistry teaching.

    Key words green chemistry; higher vocational; chemistry teaching; education

    綠色經濟是當今世界的時代主題,無論是對于人類社會的發展來說,還是對于生態資源的可持續性利用來說,綠色經濟的發展都有著極大的現實意義。綠色化學應用就是基于綠色經濟的理論提出的,由于這一課題的研究在現實中具有非常廣泛的應用價值,因此是一項非常具有發展前景的化學課題。綠色化學對于當前的時代背景來說是一個比較新興的事物,由于各方面的研究尚未深入所以仍然有著極大的可開發前景。綠色化學的應用價值極大,不僅能夠促進化學相關應用的綠色化改變,更能夠為當前化學經濟發展提供更加有力的支持與推動。

    1 綠色化學的概念及對化學教學的意義

    1.1 綠色化學的概念

    綠色化學是相對傳統化學提出的理論,是指在化學反應過程中不產生對環境有害的化學物質,同時與反應相關的每一種化學物質或者成分都能夠被利用起來,化學整個反應過程幾乎是沒有任何污染所以稱作綠色化學。綠色化學的要求不僅是化學反應生成物被全部利用起來,不涉及任何染污及廢物排放,而且反應物、催化劑也是沒有任何污染性的,真正實現了化學反應全程的無污染、無排放。綠色化學將人們所有的化學知識和技術進行最有效的融合應用,將所有的化學反應進行綠色化設計,針對每一種反應材料、反應產物進行全面的污染物與有害物的再利用設計,實現了整個化學反應綠色化體系,在解決污染問題的同時還擴大了資源的使用充分度,減少了資源浪費。

    1.2 綠色化學對化學教學的意義

    高職院校承擔著為社會培養實用型人才的重要任務,傳統的化學教學模式僅僅能夠適應傳統化學工業生產需求,而對于當今社會追求綠色經濟的發展趨勢則無法適應,因此在高職化學教學中加入綠色化學教學是為了將來化學專業人才進入社會之后能夠更適應當今的化學工業發展趨勢,使學生擁有綠色化學的基本理念以及基礎能力,在實際生產中將這種能力有效發揮來創造綠色經濟價值。從另一角度來說,當前我國的綠色化學研究尚處于初級階段,無論是化學工業整個行業的人才專業水平,還是與化學工業相關的科研人員數量,都存在著很大的市場空缺,因此培養綠色化學理念的專業學生也是行業的迫切需求。

    2 綠色化學教學發展及在高職院校中的應用現狀

    2.1 綠色化學教學發展

    綠色化學教學理念在全球范圍內受到關注是自2001年美國總統布什向世界各國呼吁“在教學與工業發展中加入綠色化學理念”之后開始。這一理念原本已經在國際上出現,只是尚未受到各國關注而處于極度緩慢的發展狀態中。當因化學污染產生的環境問題日益嚴重,綠色化學的需求變得更加迫切,無論是工業國家還是非工業國家都開始投入對綠色化學課題的研究,并且將這一課題運用到教學過程中,以促進綠色化學研究的有效推進。自1998年開始美國化學會的教育部門就與其它相關的環境部門做出了聯合協作的決定,他們將綠色化學教學材料編寫與課程的規劃列入了教育計劃中,教育部門還專門針對綠色化學進行了多次高中化學教科書的修訂。其中就將綠色化學的基本理論、原則和意義作為專門性教學任務進行設計,擴大了綠色化學在高中化學教學中的影響力。

    我國目前在綠色化學的相關研究上有極大的空缺,因此在化學教育中也較少涉及綠色化學的相關理論,除了基本的綠色化學研究不足之外,當前的化學教育模式與體系也存在著很多不完善的方面,使綠色化學在高中化學教育中的融入面臨難題。綠色化學在教學中加入需要由各方力量的支持,針對目前我國的綠色化學研究水平來說除了需要由化學科研工作者進行深入理論與實踐研究之外,還需要有國家環保事業的共同支持,而如果再將其滲入到高職化學教育中則又需要教育部與政府的支持。只有當綠色化學建立起相對完整的理論體系,并且研究達到一定深度時才能將其作為教學手段與具體的教學活動結合起來。

    目前不僅是國內,縱觀全面的環境形勢都處于一個非常緊張的狀態,各種污染類型時刻在制造著不同程度的污染物,同時由于人們在經濟為第一目的的長期發展過程中對地球資源與能源的大量開發,全球資源緊張形勢也是當今重要的時代問題。綠色化學理論能夠很好緩解資源緊張及環境污染問題,因此即是未來化學工業發展的主要方向,也是人們尋求緩解資源與環境問題的重要途徑。

    2.2 高職院校綠色化學教學應用現狀

    目前我國的高職院校對綠色化學教學內容的涉及率幾乎為零,大部分高職院校在化學教學中沒有任何綠色化學意識,甚至有許多化學教師也從未認識和了解過綠色化學的相關理論。長期處于傳統化學教學模式下的我國的高職化學教育尤其對綠色化學教學有著非常迫切的應用需求,而我國的教育環境暫時又不具備將綠色化學教育全面落實到化學課程中的條件。所以就需要教師對課程和教學方式進行調整,認識并學習綠色化學的基本原則與意義,在教學過程中加入綠色化學理念,使這種優秀、先進的化學理論能夠被更大范圍地普及,為未來我國綠色化學研究水平的有效提高提供支持。

    3 高職化學教學滲入綠色化學教學方法的途徑

    3.1 加強對綠色化學教學的重視

    作為化學教學課堂的主導者化學教師應當能夠對綠色化學的理論進行全面深入的了解和學習,掌握了基本的綠色化學原則和理論之后再將其進行具體教學方式的改變,從而實現綠色化學教學與高職化學課堂教學的融合。教師認識綠色化學需要從其最基本的價值和意義入手,全面掌握綠色化學的現實意義和在可持續性發展中的作用,然后再深入了解具體的綠色化學知識,擴展自身對綠色化學的眼界,強化認識。

    教師需要對自身已經掌握的綠色化學相關理論進行整理、宣傳和推廣,宣傳與推廣的對象不僅是在課堂上對學生進行理論教學,還包括在化學教師交流活動中、在化學行業研究討論會上等。只要是能夠進行創新思想交流的場合就將綠色化學的影響擴大到這個場合中。最后,重視對學生綠色化學理念的培養,自身首先應當有清晰的理論思路,同時對綠色化學有足夠的重視,然后才可能在具體教學活動中加入綠色化學的教學元素。

    3.2 編寫綠色化學專用教材

    綠色化學是一個專門性學科,其研究對象有著極大的共性,因此如果能夠將其以專用教材的形式進行普及,對于綠色化學教學以及學科的發展都有著非常關鍵的推動意義。編寫的專門針對綠色化學的教材需要做到最基本的兩點要求:一是對傳統化學反應式進行優化,向綠色化學的標準靠攏;二是對綠色化學進行系統整理,使之成為一個完整的學科體系。

    從第一點要求來說,要實現這個目標具有較大的可實施性。例如對于工業化學中硫酸的制作有多種方法可以實現,工業硫酸的生產一般是通過接觸法來實現的,這一反應中首先大量的廢物、廢氣,根據綠色化學的理論對廢物、廢氣進行再次利用使其轉化為可被其它化學工業利用的原料,就實現了綠色化學的目標,硫鐵礦在燃燒過程中產生的廢渣由于含有豐富的鐵元素,如果按傳統的處理方法不進行再利用必然會造成資源的浪費,而以此作為煉鐵原料進行回收利用,既避免了廢物污染又提高了資源利用率。接觸法制硫酸產生的廢氣含有SO2,是一種有害的環境污染氣體,如果將其與石灰乳或者氨水接觸進行反應,就能夠產生具有利用價值的石膏或亞硫酸銨。這就是綠色化學原則的表現,既避免了化學工業生產產生的廢物、廢氣污染,又將其利用轉變為其它工業原料或材料,實現了資源利用率的提高,而且也有效控制了對環境的污染。

    從第二點要求來說。綠色化學專用教材應當有完整的學科體系,因為高職化學教學需要以此來作為學生全面學習和認識綠色化學的基礎,所以在教學編寫時應當對綠色化學進行全面系統的理論和資源整理,從基本的基礎理論入手對綠色化學的理論、實踐研究、應用價值、化學原理等進行有效的梳理,以發揮在教學過程的實用性價值。

    3.3 優化實驗教學方式

    將綠色化學的理念運用于實驗教學中是實現綠色化學教學效果有效提升的重要手段。對于化學教學來說實驗教學方式本身就有著非常關鍵的教學意義,也是最利于學生深入接觸化學理論和現實意義的有效手段,綠色化學所關注的對工業化學反應過程的綠化和優化基本上都是基于化學實驗手段實現的,所以實驗教學中滲入綠色化學的理念是一項非常重要的教學改革途徑。

    首先開發微型實驗。在許多重要的化學實驗中其用到的化學試劑是具有一定污染性或毒性的,對這種實驗進行微型開發,運用更少的原料和更小的反應規模來說明化學原理,既實現了教學目的,也減少了反應產生的污染。這種具有污染性和危險性的化學實驗在高職化學課程中是非常普遍的,例如氯氣的取用過程如果一旦發生泄漏就會對人體造成傷害,同時還會污染環境,微型實驗就是減小氯氣的取用量,設計小規模的實驗選擇用針管來取用就能夠有效避免因此產生的污染問題。

    4 結束語

    綠色化學在我國高職化學教學中有著非常重要的開發意義,除了進行專門的綠色化專用教材設計和教學之外,在每一項與化學教學相關的實驗中都體現出綠色化學的原則,是深入推進綠色化學理念的有效方式,也是促進我國綠色化學研究不斷深入的重要途徑。我國當前面臨的化學工業可持續發展時代任務,要求通過高職化學教學滲入綠色化學理念來有效提高綠色化學的科研水平。

    參考文獻

    第9篇:環境化學的研究方法范文

    關鍵詞 高中化學 教學方法 學習方法

    中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:A 文章編號:1002-7661(2013)09-0074-02

    實行新課改以來,很多高中學校在高一開學初都有開設“初高中知識銜接”的課程,但教學資料及教學方法很多都不完善,致使很多學生對化學的學習失去信心和興趣。那么,如何使初高中化學較好的銜接、使高一學生更有興趣學習化學,這是課程制定者、學校、一線老師所共同關注的問題,可始終沒有很好的解決。為何會出現這樣的現狀?雖然銜接教學是一個十分復雜的問題,但解決問題的根源還在于實踐者的認識。筆者認為初、高中化學銜接應做好下面幾點:一是初高中教材的銜接;二是教學方法的銜接;三是學生學習方法、學習心理的銜接。

    一、初高中教材的銜接

    1.初、高中化學教學目標的差別

    從課程目標角度看,初中化學主要要求學生掌握簡單的化學知識、基本化學實驗技能、簡單化學計算及化學在生活、生產及國防知識的某些應用,其知識層次則以要求學生“知其然”為主。而高中化學新課程對學生在知識技能目標維度方面的發展要求,更加關注化學核心概念的學習、核心觀念的建構、實驗方法和實驗技能的學習,同時有相當一部分化學知識要求學生不但要“知其然”,而且要“知其所以然”。

    2.初、高中教材中知識要求的差別

    高中化學比初中化學提出了更高、更深、更廣的要求。以化學反應為例,初中學生學習的化學反應知識是非常粗淺的,要求的水平也是比較低的,即便被認為很重要的復分解反應,初中僅定位為“初步認識”的水平,不要求拓展深化。高中化學則在必修課程中就要求學生從宏觀與微觀、定性與定量、本質與現象、積極應用與負面影響、內因與外因、化學反應的外部條件和發生環境、內容動因與外部控制、化學反應與物質之間的相互轉化等方面對化學反應的認識與理解。基于這樣的整體性認識,初高中銜接工作就有了方向——可根據課程目標和教學要求的差異性,進一步分解和細化,使銜接教學層層分解、逐步遞進,做好相關工作。

    筆者認為:在高一化學起始階段,集中3-4個課時并強化“物質的分類及轉化”“從微粒視角看性質和反應”和“應用性質開展實驗探究”三個專題的教學銜接是很有必要的。這三個專題的教學,在于彌補高一新生重要知識不清晰、化學觀念不明朗、科學探究不深入、知識應用不靈活等高一化學學習的先天缺陷,同時揭示高一學習的策略與方法。

    二、教學方法的銜接

    初中化學的教學方法由于受到初中生知識水平及初中化學作為入門學科的限制,較多地采用灌輸式的講解方法。進入高中時,教師要抓住學生生理從少年向青年轉變,學習心理是從“經驗記憶型”的被動接收知識向“探索理解型”主動學習知識的轉變時期,在教學方法上則應更多地采取啟發、激發學生主動地進行學習,引導學生從本質上理解所學內容。

    為了能順利地開展高一年級的教學工作,教師應:

    1.通覽教材、大綱

    教師要熟悉初、高中教材,要研究大綱中對各部分知識的要求情況。確定新學年開始的教學內容及訂出教學計劃,使得所教學的內容有利于高中化學的學習,有利于初、高中的銜接。

    2.深入了解學生的實際

    教師對高一新生的中考情況要進行認真分析,對中考中與高中學習密切相關的內容的掌握情況要心中有數,以便在教學中有的放矢。

    另外,教師要了解學生的志向。學生受家長、社會、環境等因素的影響,逐漸形成自己的人生觀和價值觀,多數學生有了一定的理想和抱負,教師是學生的引路人,教師有責任、有義務促使學生形成正確的人生觀、價值觀。其次,仔細觀察學生行為,了解學生性格特征。學生受環境、家庭、遺傳等因素影響,性格迥異,有的學生大膽,活潑開朗,有的學生性格膽小自卑,作為教師必須認真了解學生性格特征,針對不同性格學生,給以適當的教育方式,才能因材施教,性格活潑開朗的學生,我們盡量要求她們沉著冷靜,膽大心細。第三,了解學生的智力水平。學生的接受能力有快有慢,對腦子靈、接受能力強的學生,教師可適當增加其難度,鼓勵學生參加各種競賽活動,開發學生智力。對接受能力比較慢的同學,教師多放些耐心,給這些學生多講基礎知識,在基礎知識學習中提高學生的興趣,使這些學生也有一定的成就感,提高這些學生的學習興趣,才能全面提高教育教學質量,推進素質教育。

    3.利用各種教學手段培養學生的學習興趣及學科素養

    充分利用教材上的圖表、演示實驗、教學模型等直觀材料,結合當前社會熱點,讓學生認識到化學與社會、化學與生活、化學與經濟有著重要的聯系,以此培養學生學習化學的興趣。如講授《鹵素》時,可介紹氯氟烴對臭氧層的破壞原理,講授《硫酸》時,可介紹有關環境污染及環境保護及我國的有關環境政策等等,讓學生覺得化學就在我們身邊,化學就在我們的生活中,要學好化學就必須有腳踏實地、勤奮苦讀的態度。

    三、學生學習方法、學習心理的銜接

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