淺析高中化學(xué)的綠色化研究

陸億

摘要：化學(xué)是一門偏應(yīng)用型學(xué)科，對(duì)高中生的應(yīng)用思維與實(shí)驗(yàn)思維有較高的要求?；瘜W(xué)科目的特性決定了化學(xué)在生活中的應(yīng)用廣泛，但在人們利用化學(xué)改變世界的同時(shí)，對(duì)環(huán)境具有破壞作用的大量污染物質(zhì)也隨之產(chǎn)生?；瘜W(xué)研究中走污染后治理的傳統(tǒng)道路需要花費(fèi)大量的時(shí)間與人力成本，并且效果甚微。本文基于高中生視角，以多元化理性化的態(tài)度看待此現(xiàn)象，并針對(duì)高中化學(xué)的綠色化研究作一個(gè)淺析。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；綠色化研究；高中生視角；綠色化學(xué)

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)并對(duì)物質(zhì)進(jìn)行客觀分析的學(xué)科，要求高中生擁有探索和研究的精神，能夠不斷嘗試、發(fā)現(xiàn)新領(lǐng)域。高中化學(xué)是初中化學(xué)的升級(jí)版，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)上涉及到的化學(xué)器材更多，參與反映化學(xué)物質(zhì)具有的物理化學(xué)性質(zhì)也較為復(fù)雜，需要高中生結(jié)合實(shí)際情況篩選有用信息，并對(duì)一些干擾信息進(jìn)行排除。化學(xué)的發(fā)展與進(jìn)步建立在有效實(shí)驗(yàn)與得出相關(guān)有用結(jié)論的基礎(chǔ)上，因此高中生應(yīng)該給予化學(xué)實(shí)驗(yàn)足夠的重視。

一、高中化學(xué)綠色化研究的重要性

近年來隨著化學(xué)在生活各個(gè)領(lǐng)域行業(yè)中的運(yùn)用，社會(huì)生產(chǎn)力得以迅速發(fā)展，人們生活水平在不斷地提高，而這其中也有一些問題日益凸顯，人們一時(shí)半會(huì)無法解決，其中最嚴(yán)重問題是環(huán)境污染問題?；瘜W(xué)反應(yīng)在工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生了大量污染物質(zhì)，如一些工業(yè)廢氣，固體顆粒物，有毒液體等。這些污染物質(zhì)作為污染源將與周圍環(huán)境發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境的破壞。高中化學(xué)綠色化研究旨在減少污染，提高化學(xué)反應(yīng)的效率，減少化學(xué)污染的產(chǎn)生。綠色化研究的重要性可想，以下列舉三個(gè)方面說明：

1.減少環(huán)境污染，改善環(huán)境質(zhì)量 植物的生長，動(dòng)物的發(fā)育，人們身心健康的保持離不開良好的環(huán)境。如果化學(xué)反應(yīng)運(yùn)用不當(dāng)，很有可能會(huì)產(chǎn)生大量的污染物。固體污染物中的重金屬離子通過土壤滲透被植物所吸收，如莊稼在被堿性電池腐蝕的農(nóng)田中無法正常生長，即便生長出來也會(huì)因?yàn)橹参矬w內(nèi)含有有害化學(xué)物質(zhì)而無法食用；液體污染物通過河流飄浮，污染地下水，被水中植物微生物所吸收；氣體污染物排放在大氣后被云層吸附再以酸雨的形式降下地面，腐蝕建筑物與田地。高中化學(xué)綠色化研究能夠減少化學(xué)污染物的產(chǎn)生，保護(hù)環(huán)境與改善環(huán)境，因此極為重要。

2.對(duì)有害化學(xué)物質(zhì)再次利用 化學(xué)中有句話“垃圾是放錯(cuò)地方的寶藏”，其實(shí)化學(xué)污染物質(zhì)并非只能污染周圍環(huán)境，它們還可以通過化學(xué)工藝的分離、提取和回收“變廢為寶”，節(jié)省大量材料成本，如一些企業(yè)將廢氣與其它化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)生成新的有用的化學(xué)物質(zhì)，一方面減少了污染氣體的產(chǎn)生，另一方面節(jié)省了購買原材料的經(jīng)濟(jì)成本。地球上的資源始終是有限的，化學(xué)的宗旨也在于變廢為寶，增加資源的使用率。

3.走先污染后治理的老路需要巨大的成本且收益甚微 傳統(tǒng)化學(xué)并沒有意識(shí)到污染物質(zhì)的產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有極為嚴(yán)重的損害，曾經(jīng)人們認(rèn)為即便生成了污染物，也只需要花費(fèi)少量的金錢便能完全治理，于是走向了先污染后治理的道路。事實(shí)證明這條路行不通。已經(jīng)污染的環(huán)境難以復(fù)原，即便是復(fù)原小部分環(huán)境也需要花費(fèi)大量的時(shí)間與人力成本。無數(shù)的案例證明，生態(tài)環(huán)境是極為脆弱的，即使給與足夠的時(shí)間生態(tài)系統(tǒng)或會(huì)將環(huán)境凈化完全，人們也沒有那么多的時(shí)間等待環(huán)境變好，唯一能做的是通過化學(xué)的綠色化研究來預(yù)防環(huán)境污染的產(chǎn)生。

二、高中化學(xué)的綠色化研究

綠色化學(xué)一直是高中化學(xué)倡導(dǎo)的理念之一，對(duì)物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)的綠色化研究在高中化學(xué)中常有涉及，高中生只要留心觀察總能發(fā)現(xiàn)綠色化研究的案例。綠色化研究能夠改善人們生活的環(huán)境，讓世界更美好。將高中化學(xué)的綠色化研究列舉以下三樣：

1.提高化學(xué)反應(yīng)中的原子利用率 化學(xué)反應(yīng)必定伴隨舊物質(zhì)的消失與新物質(zhì)的產(chǎn)生，而產(chǎn)生的新物質(zhì)并非都是有用的物質(zhì)，如硫酸與氧化鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成碳酸鈣與二氧化碳，生成的少量二氧化碳以氣體的形式飄散在空氣中，盡管如此少量的二氧化碳并不會(huì)造成環(huán)境污染，但在化學(xué)反應(yīng)的原子利用率上卻不盡人意。高中化學(xué)綠色化研究倡導(dǎo)化合反應(yīng)，如硅與碳化學(xué)反應(yīng)生成碳化硅，沒有其余物質(zhì)的生成，原子利用率達(dá)到百分之百，這種反應(yīng)沒有副產(chǎn)物，減少或消除了對(duì)環(huán)境有害的污染物質(zhì)的產(chǎn)生。不過，

2.從源頭上防止污染 有些化學(xué)反應(yīng)相當(dāng)必要且必然會(huì)產(chǎn)生污染物質(zhì)，如二氧化氮在一定條件下轉(zhuǎn)換為四氧化二氮，四氧化二氮是紅棕色氣體，劇毒，對(duì)人體神經(jīng)具有麻醉作用。在實(shí)驗(yàn)中對(duì)四氧化二氮進(jìn)行合成時(shí)可采用密封環(huán)境，然后將四氧化二氮轉(zhuǎn)移到真空環(huán)境中，避免了對(duì)空氣的污染。

在一些不可密封的化學(xué)合成環(huán)境中無法將污染物質(zhì)控制在一定的范圍內(nèi)，如固態(tài)顆粒污染物的生成，難以做到一直存儲(chǔ)而不投放在環(huán)境中。這時(shí)候應(yīng)該選擇另一種辦法，即將生成的污染物質(zhì)暫時(shí)保存起來，等到適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)再加入化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行處理，將其轉(zhuǎn)化成新的對(duì)環(huán)境無污染作用的綠色化學(xué)物質(zhì)；或是利用物理原理吸附與灼燒，從而使污染物徹底消失。

3.使用清潔能源 如今為了保護(hù)環(huán)境，我們往往優(yōu)先選擇清潔能源，而氫能便是其中之一。氫燃料電池便是使用氫這種化學(xué)元素，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的電池。氫燃料電池的產(chǎn)物只有水，不具任何污染，而甲烷燃料電池等則會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，加強(qiáng)了溫室效應(yīng)，故氫燃料電池是唯一的零污染電池。如果氫是通過可再生能源產(chǎn)生的，整個(gè)循環(huán)就是不產(chǎn)生任何有害物質(zhì)排放的過程。另外，可通過對(duì)化合物的再反應(yīng)研究，促進(jìn)放氫材料的多樣性發(fā)展，在氫元素還不能完全實(shí)現(xiàn)零污染放氫的技術(shù)階段，可通過使用較多化學(xué)材料進(jìn)行反應(yīng)放氫，并提供氫燃料電池供給，降低化石材料制氫用量，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)殘留物再化合研究。總的來說，氫燃料電池是目前最有前景的新能源方式之一，可以為綠色化學(xué)的發(fā)展提供新的途徑。

綜上所述，綠色化學(xué)一直是高中化學(xué)倡導(dǎo)的理念之一，現(xiàn)在人們對(duì)化學(xué)綠色化研究也非常重視。高中生應(yīng)該認(rèn)識(shí)到生態(tài)環(huán)境是非常脆弱且難以恢復(fù)的，而綠色化學(xué)能夠使生活更美好。通過提高化學(xué)反應(yīng)中原子的利用率，或是在密封容器中進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)在無法保存太久的污染物進(jìn)行集中處理也是行之有效的方法，這些都屬于高中化學(xué)的綠色化研究。

參考文獻(xiàn)：

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[2]孫小媛，趙維秋.化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的研究[J].中國西部科技.2008年

（作者單位：四川成都實(shí)驗(yàn)外國語學(xué)校 610000）