淺析高中化學的綠色化研究

陸億

摘要：化學是一門偏應用型學科，對高中生的應用思維與實驗思維有較高的要求。化學科目的特性決定了化學在生活中的應用廣泛，但在人們利用化學改變世界的同時，對環境具有破壞作用的大量污染物質也隨之產生。化學研究中走污染后治理的傳統道路需要花費大量的時間與人力成本，并且效果甚微。本文基于高中生視角，以多元化理性化的態度看待此現象，并針對高中化學的綠色化研究作一個淺析。

關鍵詞：高中化學；綠色化研究；高中生視角；綠色化學

化學是一門以實驗為基礎并對物質進行客觀分析的學科，要求高中生擁有探索和研究的精神，能夠不斷嘗試、發現新領域。高中化學是初中化學的升級版，在化學實驗上涉及到的化學器材更多，參與反映化學物質具有的物理化學性質也較為復雜，需要高中生結合實際情況篩選有用信息，并對一些干擾信息進行排除。化學的發展與進步建立在有效實驗與得出相關有用結論的基礎上，因此高中生應該給予化學實驗足夠的重視。

一、高中化學綠色化研究的重要性

近年來隨著化學在生活各個領域行業中的運用，社會生產力得以迅速發展，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，人們一時半會無法解決，其中最嚴重問題是環境污染問題。化學反應在工業生產中產生了大量污染物質，如一些工業廢氣，固體顆粒物，有毒液體等。這些污染物質作為污染源將與周圍環境發生化學反應，導致生態環境的破壞。高中化學綠色化研究旨在減少污染，提高化學反應的效率，減少化學污染的產生。綠色化研究的重要性可想，以下列舉三個方面說明：

1.減少環境污染，改善環境質量 植物的生長，動物的發育，人們身心健康的保持離不開良好的環境。如果化學反應運用不當，很有可能會產生大量的污染物。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田中無法正常生長，即便生長出來也會因為植物體內含有有害化學物質而無法食用；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。高中化學綠色化研究能夠減少化學污染物的產生，保護環境與改善環境，因此極為重要。

2.對有害化學物質再次利用 化學中有句話“垃圾是放錯地方的寶藏”，其實化學污染物質并非只能污染周圍環境，它們還可以通過化學工藝的分離、提取和回收“變廢為寶”，節省大量材料成本，如一些企業將廢氣與其它化學物質反應生成新的有用的化學物質，一方面減少了污染氣體的產生，另一方面節省了購買原材料的經濟成本。地球上的資源始終是有限的，化學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 傳統化學并沒有意識到污染物質的產生對環境有極為嚴重的損害，曾經人們認為即便生成了污染物，也只需要花費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。事實證明這條路行不通。已經污染的環境難以復原，即便是復原小部分環境也需要花費大量的時間與人力成本。無數的案例證明，生態環境是極為脆弱的，即使給與足夠的時間生態系統或會將環境凈化完全，人們也沒有那么多的時間等待環境變好，唯一能做的是通過化學的綠色化研究來預防環境污染的產生。

二、高中化學的綠色化研究

綠色化學一直是高中化學倡導的理念之一，對物質化學反應的綠色化研究在高中化學中常有涉及，高中生只要留心觀察總能發現綠色化研究的案例。綠色化研究能夠改善人們生活的環境，讓世界更美好。將高中化學的綠色化研究列舉以下三樣：

1.提高化學反應中的原子利用率 化學反應必定伴隨舊物質的消失與新物質的產生，而產生的新物質并非都是有用的物質，如硫酸與氧化鈣發生化學反應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造成環境污染，但在化學反應的原子利用率上卻不盡人意。高中化學綠色化研究倡導化合反應，如硅與碳化學反應生成碳化硅，沒有其余物質的生成，原子利用率達到百分之百，這種反應沒有副產物，減少或消除了對環境有害的污染物質的產生。不過，

2.從源頭上防止污染 有些化學反應相當必要且必然會產生污染物質，如二氧化氮在一定條件下轉換為四氧化二氮，四氧化二氮是紅棕色氣體，劇毒，對人體神經具有麻醉作用。在實驗中對四氧化二氮進行合成時可采用密封環境，然后將四氧化二氮轉移到真空環境中，避免了對空氣的污染。

在一些不可密封的化學合成環境中無法將污染物質控制在一定的范圍內，如固態顆粒污染物的生成，難以做到一直存儲而不投放在環境中。這時候應該選擇另一種辦法，即將生成的污染物質暫時保存起來，等到適當的時機再加入化學物質進行處理，將其轉化成新的對環境無污染作用的綠色化學物質；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 如今為了保護環境，我們往往優先選擇清潔能源，而氫能便是其中之一。氫燃料電池便是使用氫這種化學元素，將化學能轉化為電能的電池。氫燃料電池的產物只有水，不具任何污染，而甲烷燃料電池等則會產生二氧化碳，加強了溫室效應，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生的，整個循環就是不產生任何有害物質排放的過程。另外，可通過對化合物的再反應研究，促進放氫材料的多樣性發展，在氫元素還不能完全實現零污染放氫的技術階段，可通過使用較多化學材料進行反應放氫，并提供氫燃料電池供給，降低化石材料制氫用量，同時可以實現殘留物再化合研究。總的來說，氫燃料電池是目前最有前景的新能源方式之一，可以為綠色化學的發展提供新的途徑。

綜上所述，綠色化學一直是高中化學倡導的理念之一，現在人們對化學綠色化研究也非常重視。高中生應該認識到生態環境是非常脆弱且難以恢復的，而綠色化學能夠使生活更美好。通過提高化學反應中原子的利用率，或是在密封容器中進行化學實驗，對實在無法保存太久的污染物進行集中處理也是行之有效的方法，這些都屬于高中化學的綠色化研究。

參考文獻：

[1]趙姝.高中化學實驗教學綠色化研究[J].天津師范大學.2015年

[2]孫小媛，趙維秋.化學實驗綠色化的研究[J].中國西部科技.2008年

（作者單位：四川成都實驗外國語學校 610000）