劉明霞

摘 要：隨著人們對環(huán)境保護的重視，綠色化學理念越來越多地滲透到無機化學教學中。將環(huán)境保護和無機化學教學有效地結(jié)合起來，能夠很好地培養(yǎng)學生可持續(xù)發(fā)展的意識。本文介紹了綠色化學的發(fā)展情況，并且提出了將綠色化學有效滲透到無機化學教學中的具體途徑和措施。

關(guān)鍵詞：無機化學；教學；綠色化學

面對日益嚴重的環(huán)境問題，20世紀90年代美國化學會（ACS）提出了“綠色化學”的理念。這一革命性的理念要求化學物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化反應(yīng)對環(huán)境、健康和安全的影響降到最低，同時最大限度地利用資源，打造循環(huán)經(jīng)濟。在我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略思想的指導下，綠色化學理念正在逐步滲透到無機化學教學的各個方面，真正地讓學生了解、掌握和運用綠色化學理念，能夠很好地培養(yǎng)學生環(huán)境保護的意識。

一、綠色化學的發(fā)展情況

綠色化學是近十年才產(chǎn)生和發(fā)展起來的新興學科。經(jīng)過十幾年的不斷發(fā)展，取得了不少成果。

1.研究開發(fā)“原子經(jīng)濟”反應(yīng)?！霸咏?jīng)濟”反應(yīng)是綠色化學理念的重要組成部分，即在化學轉(zhuǎn)換獲取新物質(zhì)的過程中充分利用每一個原子，將原料中的每個原子百分之百地轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物，不生成其他的副產(chǎn)物和廢物，實現(xiàn)廢物的“零排放”。如鈦硅分子篩上催化氧化丙烯制環(huán)氧丙烷的原子經(jīng)濟新方法，沒有副反應(yīng)，不產(chǎn)生其他廢物，使得丙烯全部轉(zhuǎn)化為環(huán)氧丙烷，實現(xiàn)了原子之間百分之百地轉(zhuǎn)化。相對于傳統(tǒng)的化學反應(yīng)，“原子經(jīng)濟”反應(yīng)有著節(jié)省資源、轉(zhuǎn)化率高和污染小等顯著的優(yōu)點，成為今后綠色化學研究發(fā)展的重要方向。

2.采用無毒無害的原料參與反應(yīng)。為了使化學反應(yīng)能夠得到中間體或者產(chǎn)物，很多化學反應(yīng)都會涉及有毒有害的化學原料。在現(xiàn)有化工生產(chǎn)中，仍使用劇毒的光氣和氫氰酸等作為原料，嚴重威脅到人類的生命財產(chǎn)安全，同時也對環(huán)境有著很深遠的影響。為了人類的健康安全，需要用無毒無害的原料代替它們來生產(chǎn)所需的化工產(chǎn)品。如由二氧化碳代替光氣生產(chǎn)碳酸二甲酯的新方法，取代了傳統(tǒng)的光氣合成方法，反應(yīng)原料無毒無害，對人體和環(huán)境都沒有危害。

3.環(huán)境友好產(chǎn)品的不斷開發(fā)。環(huán)境友好產(chǎn)品，是指在產(chǎn)品的整個生命周期內(nèi)對環(huán)境友好的產(chǎn)品，也稱為環(huán)境無害化產(chǎn)品或低公害產(chǎn)品。如在機動車燃料方面，隨著環(huán)境保護意識的提高，開始逐步推廣使用新配方汽油，減小由汽車尾氣中的一氧化碳以及烴類引發(fā)的臭氧和光化學煙霧等對空氣的污染。新配方汽油要求限制汽油的蒸汽壓、苯含量，還將逐步限制芳烴和烯烴含量，要求在汽油中加入含氧化合物，如甲基叔丁基醚、甲基叔戊基醚。這種新配方汽油的質(zhì)量要求推動了有關(guān)汽油煉油技術(shù)的發(fā)展。

二、如何將綠色化學理念有效滲透到無機化學教學

1.結(jié)合教學內(nèi)容對學生進行綠色化學教育。無機化學的很多內(nèi)容都涉及環(huán)境保護，這就需要教師結(jié)合這些內(nèi)容對學生進行綠色化學教育。如在氧族元素、氮族元素的教學過程中，除了讓學生了解到硫、氮極其化學物性質(zhì)的同時，更應(yīng)該引導學生分析酸雨形成的原因和危害。針對存在的情況，啟發(fā)學生設(shè)計出減少酸雨形成的方案和應(yīng)該采取的具體措施，最后教師進行適當總結(jié)，使學生從根本上了解酸雨的危害。這樣學生必然對氧族元素、氮族元素的物理化學性質(zhì)更加深入的了解。

2.結(jié)合原子利用率進行綠色化學教育。“原子經(jīng)濟”反應(yīng)是綠色化學理念的重要組成部分，即在化學轉(zhuǎn)換獲取新物質(zhì)的過程中充分利用每一個原子，將原料中的每個原子百分之百地轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物。原子利用率為我們指出了清潔生產(chǎn)的方向，是判斷一個反應(yīng)是否為綠色化學反應(yīng)的重要依據(jù)。在教學過程中，教師應(yīng)引導學生通過多條合成路線得到目標產(chǎn)物，再通過分析每條路線的原子利用率以及副產(chǎn)物，找到一條最佳的合成路線。以實驗室制氧氣為例，學生設(shè)計了三種實驗方案：（1）2KMnO4= K2MnO4+MnO2+O2↑；（2）2H2O2=2H2O+O2↑（3）2KClO3=2KCl+ 3O2。由這三種方法可知，要制取1mol的O2需要2mol的2KMnO4、2mol的2H2O2和2/3mol的KClO3，其原子利用率分別為（1）16/（39+55+16*4）=10.12%；（2）16/（2+32）=47.06%；（3）48/（39+35.5+16*3）=39.18%。由計算分析可知：（1）原子利用率最低，副產(chǎn)物最多，對環(huán)境有污染，效果最差；（2）原子利用率最高，且副產(chǎn)物為H2O對環(huán)境無污染，為最佳方案。

3.化學實驗教學中體現(xiàn)綠色化學思想。教師應(yīng)當在教學中結(jié)合實驗可能用到的有毒、有害藥品進行講解，使學生明白這些藥品對環(huán)境和身體健康的影響及防治方法。如腐蝕性的硫酸和Hg、Cr、Pd等重金屬對于土壤和水體有著嚴重的污染，應(yīng)當嚴格控制用量。按照綠色化學理念，無機化學實驗中使用化學品應(yīng)遵循4R原則：減少用量（Reduce）、不用危險品（Reject）、循環(huán)使用（Recycle）、回收重用（Reuse）。如檢驗溶液中硫酸根離子的時候，要減少氯化鋇的加入量，因為鋇離子是重金屬離子，對水體會有污染；酒精、四氯化碳作為良好的溶劑，可以通過蒸餾的方法將其回收利用。

三、總結(jié)

在無機化學教學過程中滲透綠色化學理念是切實可行的，這需要廣大化學教育工作者將教學活動中的具體事例與綠色化學理念相結(jié)合，使學生掌握綠色化學的概念，讓學生在學習知識的同時，環(huán)境保護的意識。

參考文獻：

[1]謝志剛，等.無機化學教學中綠色化學理念的滲透[J].化學教育，2006（8）.

[2]李慶生.淺談無機化學實驗教學中滲透綠色化學教育[J].化學工程與裝備，2011（12）.