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“绿色化学”是顺应“美丽中国”主题的学科发展方向,也是促进化学学科得以可持续发展的重要抓手.当下化学界对“绿色化学理念”的研究方兴未艾,笔者作为一名奋斗在教学一线的{中化学教师,也在思索着如何将绿色理念融人到高中化学实验教学中来,培养学生的健康、绿色的化学意识和实验能力,引领着化学教学朝着更为绿色、环保、节能的方向发展,本文就该话题谈几点笔者的看法,望能有助于课堂教学实践。
一、严格规范实验操作
化学实验通常都具有一定的危险性,因此,实验的过程中操作应该非常严谨、科学,操作务必规范,那么,不规范的操作与“绿色理念”有怎样的冲突呢?实践经验表明,任何一个实验过程中的微小差错,都有可能造成不良的后果,轻则造成实验污染程度的加大,重则会导致安全事故.所以,严格规范实验操作是有序开展绿色化学实验的前提。
严格规范实验操作如何落到实处呢?
笔者认为我们教师应该注重学生最基础的实验操作技能的培养,这不仅仅是口头上的强调与疏导,必须落实到实验每一个环节的操作中去,只有严格规范实验操作才能尽可能地减少安全事故的发生,有效减少污染物的排放,同时还能节约不必要的实验耗费。
例如,我们在学生开始实验之前,应该要求学生认真地检查制备气体装置的密闭性是否符合要求,只有在确保合格的情况下才能进行实验,如此做法可以有效避免在实验操作的过程中,气体由泄漏造成的环境污染,也保证了实验的安全性,有效避免化学实验对学生人体的危害;在实验的过程中,有时需要闻气体,这个时候,应该提醒学生正确的操作方式,同时要求学生切忌太用力去吸气;实验选择容器的时候,引导学生观察教材中的装置图,思考为什么不能选择敞口容器的原因,继而帮助学生树立绿色实验的意识。
二、基于绿色理念优选反应物
高中化学实验,几乎所有的化学反应发生的过程中都会有一些污染环境的物质生成,为了有效突破教学重点、难点,有时不可避免造成污染时怎么办?笔者认为,这个时候,我们教师应该对化学反应进行分析,思考有没有对环境污染更小的反应替代物,采取“两害取其轻”的方式降低污染,当然如果能够找到绿色无污染的反应物更好。
例如,高中阶段,“馄闹迫∈笛椤保绻凑沾车氖笛榉绞,会有大量的氯气生成,就算教师有收集装置对氯气进行收集起来,但这些收集起来的馄钪栈故腔崤欧诺娇掌校斐晌廴镜母拘晕侍饷挥械玫接行Ы饩.怎么才能让污染的排放减少呢?当下有很多教师在实验试剂上进行改进,以医用高锰酸钾片(通常说的PP片)作为反应物与浓盐酸发生反应制取氯气,这样考虑的出发点是什么呢?由于PP片有很高的密度,即使将其浸泡几个小时,也无法做到完全溶解,如此一来,PP片是固体与浓盐酸发生反应的接触面比起液体与液体的接触而言,效果要差太远了,大大减弱了化学反应的剧烈程度,借此减少氯气的生成量,让整个实验过程变得相对而言环保一些。
由此可见,选择恰当的反应物,是实现绿色实验的有效手段。
三、积极推广微型实验
与传统实验相比微型实验”能够明显减少药品的消耗,自然也就减少了污染的排放,是一种基于低耗减排的绿色实验理念而开发和设计出来的实验方式。
对于微型实验由于我们国内,尤其是高中老师研究并不深人,很多老师讲微型实验片面地理解为“简单的减少试剂、药品的用量”,其实不然,微型实验不仅仅包括微量药品,还包括实验仪器等其他实验条件的的微型化,蕞终达到大幅降低实验成本和污染排放的绿色实验目的。
微型实验有个问题,那就是实验条件的微型化带来反应现象可观察度不够,怎么办?笔者认为为了提高实验的可视化,应该借助于投影仪等工具对微型实验的实验现象进行放大处理。
四、努力在实验中做到废物利用
在当前建设节约型经济社会的大背景下,“循环利用”是重要的是环保理念和减少污染的方法.那么,在化学实验教学中,我们的绿色实验在想办法减少污染物排放的同时,有没有其他途径呢?笔者在实践中常常将“废物的循环利用”作为绿色实验思考的一个方面,并以此来实现绿色课堂的有效实现。
例如,在“银镜反应”中生成的银,我们可以将其与稀HN03进行加热反应生成AgN03,如此一来生成物又可以用于下一次实验,实现物品的循环利用。
除此以外,废物利用也是节约消耗的一个重要方面,环顾我们的身边,废旧物品随处可见,这些物品有没有价值了呢?是否可以用于化学实验探究呢?笔者认为有一些还是有价值的,经过简单的加工改造,也可以变成不错的化学实验器具。
例如,“一次性针筒”经过消毒处理后,我们化学实验中可以用来替代量筒,塑料吸管更是随处可见,我们化学实验中可以将其用来代替移液管等,在化学实验教学中,借助于这些废旧物品来自制实验仪器能够给学生带来耳目一新的感觉,不仅渗透了环保的思维与理念,同时,将这些随处可见、随处可用废旧物品拿来自制仪器还是一种意识上的渗透,能够大大增加学生的实验机会和提{实验的便利性和可重复性,如果引导学生自制仪器,学生参与到制作过程之中,能有效培养学生的动手实践能力,学生的在选材和设计的过程中,是知识创新和应用的过程,这是一个一举多得的有效之举。
五、妥善处理实验废弃物
从当前高中阶段的化学实验本身来看,有一些实验本身就是一定有污染的,这与实验手段和方法无关的,这时候怎么办?笔者认为“妥善地处理这些实验废弃物”也是充分体现绿色实验理念的一个重要的方面,因此我们在实验教学的过程中,一定要正确地疏导学生,确保其能够养成科学处理实验废弃物的习惯与能力。
例如,在处理“实验废液”时,要求学生按照要求将实验倒入专门的、对应的废酸槽或者废碱槽,如果有些实验生成的废液不能倒弃排放怎么办?必须引导学生从其化学性质出发,思考如何处理?是搁置一段时间,还是再添加其他化学药品通过化学反应生成污染小的生成物然后再进行排放等等。
总之,笔者认为作为教师,我们要努力把绿色化学理念自始至终地贯彻于化学实验教学的各个环节,让学生在化学课堂上养成环保意识,形成环保能力。
第1篇:绿色化学思想在高中化学教学中的应用论文
绿色化学思想主要是针对自然、科学以及可持续发展目标提出的理念,是人与环境或者自然相互协调的产物,对工业发展意义重大。本文主要是把绿色化学思想和高中化学相结合,通过探讨其特点和结合方式,提出具体的可实施途径,希望提升学生的化学学习兴趣。
一、高中绿色化学教学的内涵
高中化学教育不仅仅是知识教育,也不仅仅为了应付考试,其实更多体现的是素质教育。高中绿色化学教育的开展,主要是在基本化学知识的前提下,通过设计和改良污染性比较强的实验,对学生进行环保和科学化的思想意识培养。总而言之,高中化学教育主要包含两方面内容:理论教育、实验教育。因而在明确高中绿色化学教学之后,很多特点将会展现出来,主要有以下四个方面:第一,思想要与绿色化学要求相一致;第二,实验过程中使用的材料要求环保无害;第三,实验进行过程中尽量不产生污染性较强的物质;第四,化学实验的各类产物不但要达到制定的目的,并且要对环境没有太大的影响。
二、绿色化学引入课堂教学过程
(一)转变教学理念
学生在学习高中化学的过程中,没有形成系统和稳定的化学思维,所以,教师在平时的教学中体现出的教学理念,对学生的思想构成有很重要的影响。因而引入绿色化学就要让教师转变积极的教学观念,并且注重在平时的教学活动中重视有关绿色化学思想的渗透和讲解,教师需要做好自我更新,认识化学,让自身的观念发生变化。另外,教师在课堂上要有意识地培养学生绿色化学的意识,比如,列举化学实验中的各种可能引发的事故,并分析事故解决相关的措施和方法。
(二)变革教材内容
教材作为高中化学课程的基础,是学生开展化学学习的工具,因而在教学过程中需要将绿色化学思维引入高中化学课堂中,并且以教材改革为主要的出发点,避免学生的抵触和怀疑,有助于学生科学巩固与绿色化学相关的知识内容。教材的变革不是删除原有的内容,主要是在保留高中化学大纲的前提下,增添与绿色化学有关的知识。比如,在学习能源这一内容时,不仅需要在课堂上讲解有关传统能源的内容,像碳和煤气等相关资源,更要介绍一些无害的新型能源,比如乙醇和地热等,学生可以充分了解能源发展史,这样更能树立绿色能源意识。
三、绿色化学的具体教学内容和教学方法
(一)让绿色化学融合教学内容
任何与生活实践不相适应的教学方式,学生都会感觉很排斥,绿色化学也不能排除在外。因而在教学过程中结合生活中的形象事例,可以提高学生学习绿色化学的效果。为了提升学生对化学的兴趣,教师可以在课堂教学中融入生动典型的案例。比如,通过给学生讲解污染事例,并将污染的原因与课本知识融合在一起,让学生了解污染带给学生的危害。教师可以在酸雨讲解过程中结合硫和氮以及其他化合物的性质和知识,让学生根据掌握知识了解酸雨形成的具体原因和成分,教师带领学生制定预防酸雨的方案,并且讨论应对酸雨的具体措施。
在化学元素讲解过程中,不但要带领学生了解各类化学元素的性质以及作用,更要告诉学生在生活中各类化学元素带给人的危害。比如,生活生产中经常运用的化肥和洗衣粉,但是这些洗涤用品也会产生“赤潮”。另外,化工可以给生活带来各类便利,有助于生活质量的提升,但是也会危害人类的生存发展。教学过程中要培养学生反思知识的能力,让学生从环保、循环、原子经济等角度评价有关化工的生产和生活。
(二)绿色实验引入化学教学中
1.设计简易实验步骤
简易实验不是要删减化学教学目标,而是在满足实验目标的基础上,简化原有的实验步骤和实验材料,通过节省相关材料,减少实验时间,缩小实验装置规模。其主要的优势是进一步降低实验成本,节省实验经费,并且降低实验的危险系数。比如,在实验过程中减少或者更换一些实验材料,可以避免或者减少有害物质的出现,一方面降低污染,另一方面确保实验者免除有害物质损害。简易化学实验要求教师带领学生通过实验验证相关知识点,不但要加强绿色化学思想,并且能够在实验中验证化学猜想,提升学生的自主探究能力。
2.规范实验操作步骤
让实验操作步骤更有规范性,一方面,实验过程中需要反复推敲实验步骤,确保实验的整个过程有较强的规范性以及可实施性;另一方面,需要严格地根据实验步骤完成实验操作,化学试剂的取和拿要按照规定步骤进行,要称量化学试剂并对有害物质进行妥善的处理,严禁为了实验方便,私自减免一些实验步骤,或者更改实验试剂的用量,实验结束后,要小心地处理剩余实验试剂,切忌随便丢弃。如果操作流程不规范,很有可能会出现很多可控范围外的实验事故,给学生和教师的人身造成损害。
我国目前绿色化学物质的使用依旧处于起步阶段,很多设想依旧不完善,例如有关绿色化学教材的编写、新型化学试剂的运用等。因而本文通过思想引入和实验引入两种方式,让学生在教师的引导下,探寻知识,并且所有的活动都要以环保和安全为前提,其最终的目的是让学生多接触化学,通过动手转变为动脑,最终自己思考学习中的不足和困惑,提高自己的化学学习能力。
第2篇:绿色化学思想在高中化学教学中的应用论文
随着社会的发展和经济的进步,人们的环保意识越来越突出。近些年来绿色化学思想得到了广泛的传播,在高中化学的教学中也得到了应用。而绿色化学思想有助于提高学生的环保意识,进而提高学生的综合素质。因此本文将结合高中化学教学的具体实例,对绿色化学思想的应用效果和应用措施进行探究,以期能够促进高中化学的教学效果和环保教育工作。
素质教育推广以来,要求教育工作者要及时转变教学观念,将促进学生的全面发展,提高学生的综合素质作为教学的目标。绿色化学思想应用到高中化学的教学中不仅符合环保教育的要求,还能极大地促进学生的综合素质。因此本文对于绿色化学思想在高中化学教学中应用的探究是非常有必要的。
一、绿色化学思想对高中化学教学的影响
(一)增强了学生的环保意识
环境的保护需要一代又一代人的努力去实现,因此对高中生环保意识的培养是非常重要的。因此在高中化学教学中使用绿色化学思想能够不断强化学生对环境保护的认识,潜移默化的培养了环保的意识。通过绿色化学思想在化学课堂上的体现和具体的实践,学生能够慢慢培养良好的习惯,进而在生活中时刻考虑到环保的要求,加强对自我的约束。因此将绿色化学思想渗透在高中化学中能够增强学生的环保意识,为我国环保事业的进一步发展奠定坚实的基础。
(二)提高了学生的综合素质
绿色化学思想不仅仅是一种指导思想,应用到高中化学的教学中还能够实现素质教育和理论教育的结合,进而提高学生的综合素质。在高中化学的学习中有很多关于资源和能源的综合利用,而绿色化学思想能够引导学生对能源和资源使用现状以及对环境造成的污染进行思考,从而探究提高能源利用率的方法,认识到节约能源和资源的重要性,进一步引发对自然和人之间相互模式的探讨。通过这个过程,不断的提高学生的思想水平和对社会、自然的关心,进而提高自身的综合素质。
二、绿色化学思想应用到高中化学教学中的策略
(一)加强教学内容的绿色化
要想强化学生对学科的重视,就要将学科内容多和社会生活相联系,在高中化学的教学中也不例外。绿色化学思想要想在高中化学教学中更好的应用,就要多和生活中具体的实例相结合,引发学生学习的兴趣。例如在学习必修一中《酸雨及其防治》的时候,引导学生对酸雨的危害和形成的原因进行思考,并启发学生对减少酸雨形成的方法进行设计,并结合实际探索应对酸雨的措施。另外老师也要多提醒学生对实验产生的废弃物不要随意丢弃,不断强化学生的环保意识。
(二)加强实验方法的绿色化
高中化学是以实验为基础的课程,但是课本上很多实验没有进行绿色化,实验过程中产生的气味或者气体会造成环境污染。例如在学习必修二《乙烯》时,在相关的实验中会产生二氧化硫反应物,这种物质不仅给环境造成污染而且对学生的身体健康也带来了影响。因此老师需要对这些内容进行绿色化,在教学的时候要说明实验过程中产生的气体是有害的,并引导学生充分发挥自己的能力对实验的材料、步骤、工艺和装置等进行适当的改造,让化学实验变得安全和绿色无污染。
(三)教学中使用小型或者微型的实验器材
高中化学中有很多实验,而且很多是学生能够动手操作的、没有危险的实验,为了能够对化学知识更好的理解就需要老师带领学生进行实验。而实验过程中用到的实验材料、设备等都可能会造成污染,如果将使用微型化或者小型化的实验器材,就能在很大程度上减少实验材料的使用,也能节约实验的时间,进而减少污染,实现绿色化学思想的教学。而微型化实验器材不是将常规的器材简单的缩小,而是利用新的技术和方法对实验器材进行改进,以防止实验带来的污染。因此实验的微型化对提高绿色化学思想在高中化学中的应用具有非常重要的作用。
(四)加强教学方式的绿色化
科学技术的发展极大的促进了教学方式的创新,多媒体技术在教学领域的应用不仅能提高教学的效果,也能实现教学方式的绿色化。在高中化学的实验中,有很多实验是具有危险性、污染性的,但是学生由需要了解实验过程。单纯依靠老师对实验过程的描述很难达到教学的效果,因此利用多媒体课件,为学生播放实验过程的视频,不仅能吸引学生的注意力,加强对实验过程中知识的理解和掌握,还能实现教学的绿色化,减少因为实验造成的污染和危害。比如在学习《二氧化硫的性质和作用》时,老师可以利用多媒体课件展示硫酸等具有强烈腐蚀性的物质,让学生对它的特性有更直观的了解和认识。
结语
综上所述,绿色化学思想应用到高中化学教学中是非常重要的,它符合时代发展的潮流和素质教育的要求。要想实现高中化学的绿色化教学,化学老师需要不断发挥自身的作用,将课本中的化学知识多和实际生活相联系,提高学生的环保意识。并尽量减少化学实验中的污染,提醒学生注意实验过程中产生的有害物质,并引导学生对其进行改造。不断提高绿色化学思想在高中化学教学中的应用,促进学生环保意识和综合素质的提升。
工程 化 学 基 础
结课论文
金属的腐蚀
摘要:随着人类社会的发展,金属随处可见,人们对金属的依赖越来越强,但金属的腐蚀给人们的生活和生产带来了很大的不便,本文就金属腐蚀的种类与原因向大家进行论述
关键字:金属腐蚀,种类,原因,速率
金属腐蚀是指金属和周围介质发生化学或电化学作用而引起的变质和破坏,它是一个自发的过程,金属的锈蚀是最常见的腐蚀形态,。金属腐蚀直接或间接地造成巨大的经济损失,估计世界上每年由于腐蚀而报废的钢铁设备相当于钢铁年产量的25%左右,甚至还会引起停工停产,环境污染,危机人身安全等严重的事故。根据金属腐蚀过程的不同特点,可将其主要划分为化学腐蚀,电化学腐蚀和生物腐蚀三大类。
一,化学腐蚀
化学腐蚀指单纯地由化学作用而引起的腐蚀,是金属与周围直接发生氧化还原反应而引起的破坏。该腐蚀发生在非电解质溶液中或干燥的气体中,在浮士德过程中不产生电流,例如,电气绝缘体,润滑油,液压油以及干燥空气中的氧气,硫化氢,二氧化硫,氯气的物质与电气,机械设备中的金属接触时,在金属表面生成的氧化物,硫化物,氯化物等,都属于化学腐蚀。
二.电化学腐蚀
电化学腐蚀是指由于行成了原电池而引起的腐蚀,其原理与电池作用没有本质的区别。电化学腐蚀又分为腐蚀电池,析氢腐蚀和吸氧腐蚀。通常把引起腐蚀的原电池叫做腐蚀电池,发生氧化反应的电极称为阳极,它是电极电势较小的电对;发生还原反应的电极成为阴极,它是电极电势较大的电对。因为有电流通过电极而使电极电势偏离原来的平衡电极电势值的现象,叫做电极的极化,此时的电极电势叫极化电势。没有静电流通过时的电极电势称为平衡电势。电极极化可
分为阳极极化和阴极极化,产生极化的原因,主要有三种:(1)浓差极化 浓差极化是由于离子扩散速率比离子在电极上的放电速率慢引起的(2)电化学极化 电化学计划是由复杂离子的放电,原子结合为分子,水化离子脱水等的速率比电流速率慢引起的(3)电阻极化 电阻极化是由于当电流通过电极时,在电子表面上行成氧化膜或一些其他物质引起的。无论哪种极化原因,极化结果都使阴极电势值减小,阳极电势值增大,最终使腐蚀电池的电动势减小。极化作用的结果是使腐蚀速率变慢,甚至停止。2.析氢腐蚀 在酸洗或用酸侵蚀某种较活泼金属的工艺过程中常发生析氢腐蚀。特别是当钢铁制件暴露在潮湿的空气中使,由于表面的吸附作用,使钢铁表面覆盖了一场呢过极薄的水膜。此时铁作为腐蚀电池的阳极发生失电子的氧化反应;氧化皮,碳或其他比铁不活泼的杂质做阴极,氢离子在这里接受电子发生的电子的还原反应,这种腐蚀过程中有氢气析出,所以称为析氢腐蚀。3.吸氧腐蚀 在中性介质,甚至在PH等于4的溶液中,铁已不可能发生析氢腐蚀,此时由于阴极发生了吸氧作用而造成了吸氧腐蚀。当金属发生吸氧腐蚀时,阳极仍是金属失电子被氧化为金属离子,但阴极就成为阳电极。在阴极,主要是溶于水膜中的氧分子得电子被还原。这种在中性或弱酸性介质中发生的“吸收”氧气的电化学腐蚀叫做吸氧腐蚀。差异充气腐蚀是由于金属表面氧气分布不均匀而引起的腐蚀,是金属吸氧腐蚀的一种形式。差异充气腐蚀对工程材料的影响必须给予足够的重视,工件上的一条裂缝,一个微小的孔隙,往往因差异充气腐蚀而毁坏整个工件,甚至发生事故。
三.生物腐蚀
藻类,贝壳类等生物,特别是微生物,他们在新陈代谢过程中,对金属材料所产生的腐蚀破坏作用都是生物腐蚀。生物腐蚀通过三种情况来引发和加速电化学腐蚀。(1)破坏防腐物 在使用有机物进行防腐蚀时,如果这些有机物被生物作用耗掉,就达不到预期的生物腐蚀。(2)代谢产物的影响 碳氢化合物无论
在厌氧菌还是好氧菌的作用下,都会产生酸或酸性物质,降低水体的PH,促进金属的腐蚀。造成金属材料腐蚀的微生物主要是厌氧的硫酸盐还原菌和好氧的铁细菌及硫细菌。(3)形成氧浓度差的电池 在有机物很多且活性细菌等生物活动的区域,因氧的消耗,使溶解氧浓度下降,这样的区域形成了阳极区;而在细菌等生物少,氧充足的区域成为阴极区,从而形成了氧浓度差电池,加速了金属的腐蚀。
四.金属腐蚀的速率
对于不同的金属,在相同环境下,金属越活泼,越容易腐蚀,反之则不易腐蚀,对于同种金属腐蚀的速率因素主要有湿度,温度,空气中的污染物质,溶液状况及其他的认为因素等
(1)大气湿度对腐蚀速率的影响 常温下,金属在大气中的腐蚀主要是吸氧腐蚀。吸氧腐蚀的速率主要取决于构成电解质溶液的水分。物体本身的特性及表面状态决定了物体表面在多大湿度下形成水膜,水膜厚度对金属腐蚀速率的影响很大。
(2)环境温度的影响 环境温度及其变化影响空气的相对湿度,金属表面水汽的凝聚,水膜中腐蚀性气体和盐类的溶解以及水膜的电阻和腐蚀电池中阴,阳极反应过程的快慢。温度的影响应该和湿度条件综合起来考虑。当湿度低于金属的临界相对湿度时,温度对腐蚀的影响很小,金属几乎不发生电化学腐蚀;反之,温度越高,腐蚀越严重。温度的的变化,也表现在霜露现象上。在大陆性气候地区,白天炎热,晚上气温下降,空气中的水分就会在金属表面形成露水,形成了生锈的条件,从而加速腐蚀。在金属制品的生产,放置和贮运中,应尽量避免温度的剧烈变化。
(3)氯化物的作用
对于金属表面钝化膜最具破坏作用的是某些带有负电荷的阴离子,其中最
为典型也最为重要的是氯离子。氯离子体积小,无孔不入,能穿透水膜,破坏金属表面的钝化膜,使钝化膜在若干个“点”上快速溶解,导致金属发生小孔腐蚀。
(4)空气中污染物质的影响
除氯化物外,二氧化硫,氮氧化物,二氧化碳和灰尘等污染物质,在工业城市大气中是大量存在的。二氧化硫,氮氧化物,二氧化碳的都是酸性气体,它们溶于水膜,可同时发生析氢腐蚀和吸氧腐蚀,从而加快了金属的腐蚀速率。
(5)其他因素的影响
金属制品在其生产过程中,可能带来很多腐蚀性因素,如机械加工冷却液等。盐类的影响比较复杂,一般着重考虑它们与金属反应所生成的腐蚀性产物的溶解度。在某些化工厂区,大气中含有许多腐蚀性气体,如硫化氢,氨气,氯气和氯化氢,它们和腐蚀性溶液构成腐蚀介质,从而加速腐蚀的进行。除此之外还有一些难以避免的因素。例如,手工操作者用手语工件接触时由于汗水中含有较多的氯离子,尿素等,也易加速金属的腐蚀。金属零件的热处理中,残盐洗涤不干净也是常见的腐蚀因素。还有一些因时因地的因素可影响腐蚀的速率。参考文献:《工
百度百科(金属腐蚀)
高等教育出版社
随着环境问题日益突出,将绿色化学理念渗透到中学化学实验教学之中,实现化学实验的绿色化显得尤为重要。本文就中学化学实验绿色化途径进行探讨。
实验是体现化学学科特色的关键活动,是沟通理论知识和实践应用的桥梁,能够帮助学生更好地获取知识、发展技能。但是,化学实验在帮助学生构建知识的同时,给环境带来了沉重的负担。因此,我们迫切需要以绿色化学理念为指导,结合中学化学实验教学目标和内容,研究中学化学实验绿色化途径。下面笔者从教学实践出发,就中学化学实验绿色化途径阐述几点建议。
一、实验试剂的绿色化
1.减少试剂用量和试剂浓度。通常情况下,学生都误认为,实验药品越多现象越明显,且对用量没有清晰的概念,因此往往超量使用药品,不仅造成资源浪费,还会增加废弃物,造成环境污染。因此实验时,老师一定要强调药品用量,如试管取用溶液时,一般一个手指到两个手指高的用量就可以了。减少试剂用量的一个有效办法就是用小规格的实验仪器,如用小试管代替大使管,用点滴板代替试管。这样试剂用量自然会大量减少。另外,教师需要对药品浓度尝试摸索,在保证实验效果的前提下,尽量降低药品浓度。如在离子检验时,离子浓度0.1%就已经足够了。
2.化学试剂回收和重复使用。化学试剂的回收和重复使用,是绿色化学理念下使用药品的基本准则,是实现实验绿色化的重要途径。如碘萃取实验后的萃取剂四氯化碳,有毒,不可以直接倒入下水道,应该经过浓氢氧化钠溶液洗涤,分液处理后再循环使用;H2O2分解制取氧气的实验,会产生大量的二氧化锰固体废弃物。有老师建议将半干的二氧化锰粉末沾在水泥球上,晾干后进行实验,不仅实验效果非常好,而且回收利用十分方便;钠与水的反应产生的氢氧化钠溶液、粗盐提纯后得到的盐都应该回收起来再利用。通过重复利用化学试剂,增强学生的节约意识,避免浪费。
3.用生活用品替代化学试剂。日常生活中,处处可见化学用品,用生活用品替代化学试剂进行实验,有利于拉近学生和化学实验之间的距离、增强实验的趣味性、提高学生学习化学的兴趣。如在做碳酸钠和碳酸氢钠相关实验时,可以用食品加工中用的苏打和小苏打粉代替;用废旧电池中的锌皮制取氢气;用食用醋代替醋酸除去水垢等。
二、实验装置的绿色化
1.实验装置的串联。化学实验的串联是指将多个实验系列化,组合在一起进行,不仅可以避免有害气体的溢出造成的环境污染,还会节约实验时间,使实验更加绿色化。如氯气的准备、除杂、干燥及其性质(漂白性、强氧化性)的实验;二氧化硫的制备及其性质实验;乙烯的制取及其性质实验均可以设计为串联实验。另外对于这些有毒气体的实验,我们应注意装置的密封性和尾气吸收。
2.实验装置微型化。微型化学实验,是指实验仪器和试剂微型化,是一种新的实验模式,是实现实验绿色化的重要途径。普通的中学化学实验都是在试管、烧杯中进行的,实验药品消耗量大,微型实验可以在滤纸上进行卤素元素的置换实验、可以在点滴板上进行离子反应和离子检验的实验、可以在W形管中进行氯气的制备和性质实验。相比于传统实验,微型实验不仅可以取得比传统实验更好的实验效果,而且操作简便快捷、节约资源,减少了废弃物排放,有效弥补了很多学校课程资源不足的情况,使每个学生都能自主开展实验、提高实验技能。
3.用生活用品替代部分实验仪器。实验室的仪器和设备是实验课堂重要的资源,如果善于发现和利用,学生身边的物品同样是重要的实验器具。用日常废弃物制作的小型化学实验仪器,具有简便、直观、药品用量少等优点,更有利于培养学生动手技能和创新意识。如用一次性注射器代替量筒、装药片的塑料穴膜板代替点滴板、用筷子或者吸管代替玻璃棒、用矿泉水瓶代替烧杯进行各种实验。每学期可以举办“废弃物在化学实验中的再利用”活动,提高学生的实验操作水平、创新能力和环保意识。
三、实验废弃物处理的绿色化
化学实验不可避免地会产生实验“三废”,即废气、废水、废渣,教师在每次学生实验结束之后,都应该监督学生做好相关实验的收尾工作,并在平时教学工作中不失时机地向学生介绍实验废物处理的必要性和方法,师生共同努力建设绿色化实验室。
四、运用现代化手段,拓展化学实验绿色化的研究空间
现代信息技术快速发展,给学校教学提出了更高的要求。作为一门以培养学生科学素养、以实验为基础的学科,促进信息技术在化学实验教学中的广泛应用,已经是时代发展的必然。仿真实验平台是一种化学试剂零投入、废弃物零排放的实验方式,为危险性大、重污染的实验找到了更好的出路。如锂钠钾铷铯的结构与性质关系实验、氯气和氢气混合爆炸实验等,出于学生安全的考虑,教师一般不可能让学生做这些实验,在仿真实验室,学生只需要一台电脑,就可以自主操作这些实验,而不需要死记硬背实验现象和结论。以锂钠钾铷铯的结构与性质关系实验为例,我们可以同时看到这五种金属和水反应的现象,方便对比,这是演示实验和教师播放视频的时候不可能做到的事情。当点击同时演示的时候,我们可以看到铯与水反应非常剧烈,发生了爆炸并能听到爆炸声,铷反应也非常剧烈,瞬间完成,其他几种金属反应剧烈程度相对较小。整个过程非常逼真,使学生有身临其境之感,学生对实验现象和碱金属元素性质规律会留下非常深刻的印象,弥补教师嘴上讲实验、学生背实验的不足。
在化学实验教学中,教师应该首先树立绿色化学观念,积极探索新课改下化学实验绿色化的有效途径,通过对传统化学实验的绿色化改进,实现环境保护和实验效果的双赢,实现环境保护和学生实验技能提高的双赢,为国家可持续发展战略输送高素质人才。
化学工程技术在化学生产中的应用论文
摘要:化学工程技术是现代化最具影响力的技术手段之一,它有助于满足人们日益增高的需求,更好的融入资本市场,实现多种技术的结合。近年来,化学工程技术出现了新的变革,在生产中的作用也愈加凸显。本文就结合我国化学工程技术的核心理念和技术形式,讨论它的实际应用与推广,从而为人们提供重要的参考。
关键词:化学工程技术;化学生产;应用发展
化学工程技术又被称为化工技术,在化学应用与研究领域占据着十分重要的地位,通过科学的技术使用能够大规模的进行化工生产,并与农业、工业等行业结合起来,使其向纵深方向发展。当然,在实际应用领域,化学工程技术的优势还无法凸显出来,无法实现大规模的应用。本文就结合我国化学工程技术的使用状况和技术发展趋势,做好研究与讨论,促进技术的合理推广。
1新型化学工程技术的研究与应用
1.1超临界化学反应技术
所谓的超临界液体,是当温度与压力都处于临界点状态时,物体状态介于液体与气体之间的一种形式,它具有双重性质。它不仅能够应用在化学工业、食品工业与生物技术之中,还能够在医学领域推广开来,彰显出巨大的魅力和发展前景。目前,我国有关超临界化学反应技术的应用还不够广泛,环境保护等领域都没有应用到超临界水氧化方法,技术发展的不够成熟。
1.2新的分离技术
新分离技术是化学工程技术在生产中应用的主要方法,从广义上来说,分离能够对设备起到强化作用,使设备的体积减小,转化能量,对可持续发展做出贡献。然而,传统的分离技术还不够先进,只是利用沸点不同的原来,将组分之间的不同分离开来。由于技术水平的提高和现代化化学工艺的进步,这种固有的技术方式明显不适应生产需求,无法突出应用的广阔前景。针对这样的现象,化学工程技术必须加入信息技术的作用优势,将热力学、多相流等方法都纳入其中,加速分离效率,提升工作效率。
1.3绿色化学反应技术
绿色化学是一种环保的技术手段,它不会造成环境的污染,能够更好的白虎环境化学工程。简单来说,这种化学工程技术需要利用新的原理,消除对人体有伤害的原料与溶剂,从源头消除化学污染,彻底的摆脱不良生产技术。另外,绿色化学还包含原子经济与高选择的特性,生产出对环境有利的材料,做到循环生产。
2传热过程中新的研究方向
第一,微细尺度传热学进展。从时间与空间两个尺度展开微细探讨,找到传热学的规律被成为微细尺度,它的发展前景非常广阔,高集成电子设备、微型热管以及多空介质都利用该原理取得了丰硕的成果。第二,强化传热过程的进展。坚持改进换热器的形式是传热过程研究的主要方向,它有助于提升传热的效率,保证设备持续的对外进行放热。这种技术手段包括很多新发明,与传热材料、生产工艺息息相关,可以优化过去的设计。第三,传热理论的进展。致力于滴状冷凝在工业生产上的应用是目前传热研究者一直都研究的领域,但是其中的很多不足逐渐暴露了出来,如何获得与实现滴状冷凝,并延长它的使用时间,就成为了问题需要解决的关键。对此,必须改变冷凝界面的性质,在工业中应用滴状冷凝技术。现如今,人们都在研究发生核态沸腾的原因,希望开展深入的研究。只是具体的计算方法还存一些不足,加热器表面会受到水沸腾时产生的气泡的影响,理论的研究还缺乏大量的实验基础,沸腾传热计算公式也不够准确。对此,研究者必须从新的角度探究问题,提出新的计算方法,将数学原理集中应用起来。
3化学工程学科未来发展的动态
化学工程技术及其生产应用随着技术的创新不断涌现,通过技术的推广更是得到了普及。与此同时,它也带来了巨大的问题,如何为新的产业的形成和发展提供良好的服务,并不断形成新的、完整的理论,就成为了科学研究需要关注的焦点。针对这样的'现象,学科的研究必须关注新的动态,注重学科之间的交叉与区别,对各类材料中包含的信息进行探索,分析它与化学、生物化学以及环境化学和能源化学的关系,为化学工程提供新的发展方向,促进化学生产能力的提高,实现技术的大范围推广。
4结束语
总而言之,随着社会现代化建设的迅猛发展以及科学技术的推广和应用化学工程技术在化学生产中的重要性不言而喻。它不仅有助于提高化学生产的质量和效率,还有利于为生产工程创造良好的环境,坚持环保理念。本文通过对化学工程技术核心理念的研究,能够帮助我们分析出目前化学生产应用存在的不足。对此,生产工作必须加强后期处理,坚持创新,推动绿色化学工程的发展,从而为全行业的进步奠定坚实的基础。
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