第三章、绿色化学基本概念

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绿色化学答案

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思考题第一章31.21世纪人类面临的4大问题是什么?2.人类面临的几大环境问题及其原因是什么?3.绿色化学定义的5个内涵是什么?4.绿色化学的内涵-5个R是什么?5.原子经济性是什么?6.绿色化学的5大任务是什么?7、绿色化学十二原则-Anastas原则的内容是什么?第二章41.简述化学工业与现代社会的关系。

2.化学工业的发展历史阶段及内涵。

3、环境友好的化学技术的含义是什么?4.生物质化工转化的主要内涵。

5.纤维素制乙醇的主要过程和技术难点。

6.简述催化技术的特点。

7、催化技术的进展主要在哪几个方面?第三章51.设计安全无毒化学品的一般原则是什么?2.设计安全无毒化学品的外部和内部效应原则是什么?3.设计安全无毒化学品的外部效应原则主要包括哪几个方面?4.设计安全无毒化学品的内部效应原则主要包括哪几个方面?5、设计安全有效化学品的方法主要有哪几种?6.化学品的致毒途径和根源。

7、化学品的吸收、分散和代谢。

8、含有那些化学结构的物质毒性较大?9、等电排置换设计。

第四章 9硅-碳等电排置换法设计安全无毒化学品的原理是什么?2.设计可生物降解的化学品的重要性。

3.生物降解的细菌基础是什么?4.不易生物降解的化学结构有哪些?5.水生生物毒性定量构效关系构筑的常用物理性质有哪些?6.影响水生生物毒性的物理和化学因素有哪些?7、表面活性剂对水体和水生生物的危害?如何防止?第六章111.绿色化学反应举例。

2.亚氨基二乙酸钠合成的新路线。

3.环氧丙烷生产方法有哪几种?各有何优缺点?4、合成己二酸和邻苯二酚的传统方法和新方法的原理和优缺点?5.绿色原料举例。

6.超临界CO2中的反应举例。

7、对比异布洛芬的新、旧合成路线, 说明其技术创新的关键。

8、更安全的化学品举例, 所得到的启示。

第七章171、高效均相和多相催化技术有哪几类?2、生物催化和仿生催化的优点。

3.酶的分类。

4.固定化酶技术的优点。

5.环境友好的溶剂中的有机反应。

绿色化学名词解释

绿色化学名词解释

绿色化学名词解释1. 亲电性物质:其本身或者其代谢后的产物会与细胞大分子如DNA、RNA、酶、蛋白质等中的亲核部分发生共价相互结合。

这种不可逆的共价相互作用会严重影响细胞大分子的功能,可引发多种毒性,包括癌症、肝中毒、血液中毒、肾中毒、生殖系统中毒、发育系统中毒等的物质称为亲电性物质。

2. 定量构效关系:是指关联一系列物质生物活性与一种或多种物理化学性质的关系式。

在定量构效构效中,要把化学结构转化为描述物理化学性质的参数,而这些理化性质又是与生物反应相关的。

3. 电子等排物:具有相同数目的原子、相同数目的电子切点子的排布方式相同,因而有相同的电荷的一些物质和取代基。

以及除上述外,具有相似分子形状和体积、大致相似的电子排布,因而表现出相似物理化学性质的分子、原子、取代基等。

4. “软”药剂:是指那些临床上有治疗效果,但又因具有毒性或副作用而限制使用的物质的类似物质,即保留物质的治疗特性,同时又使它失去毒性和副作用。

5. Ⅰ相反应:包括氧化、还原和水解。

陌生化学物质通过氧化、还原和水解过程转化为极性更大的代谢物,从而更容易溶解于水,更容易排泄。

6. 环境因子:即每生产1公斤的目标产物,同时所生产废物的质量,环境因子可衡量生产过程对环境的影响。

7.特征致命化学品有特殊机理:其分子通常能与细胞大分子发生某种特定的化学反应,产生除麻醉作用模式以外的其他毒性,这类现象称为特征型为特征型 9. 产毒结构 有些物质没有直接的毒性 但由于其分子的特殊结构 它能在代谢过程中转化为有毒的物质 这种结构特征称为产毒结构。

10. Ⅱ相反应 为结合反应。

内源代谢底物如葡萄糖醛酸盐、硫酸盐、乙酸盐和氨基酸与有毒陌生化学物质结合 生成水溶性更大的物质 从而容易排泄。

11. 螯合作用 是指金属离子与有机分子键合的过程 通常有机分子中有2个或2个以上的供电原子 如O N等 与金属离子形成多个共价键 如与Ni2+、Cu2+、Mg2+等 最终形成环状结构 通常O N配体与金属键合 形成五元或六元环 有机分子中的S原子也能与金属配位形成稳定的四元环。

绿色化学的定义及其核心内容_概述及解释说明

绿色化学的定义及其核心内容_概述及解释说明

绿色化学的定义及其核心内容概述及解释说明1. 引言:1.1 概述绿色化学作为一种新兴的科学理念和方法,旨在通过最小化或消除对环境的危害,实现高效、可持续的化学反应和过程。

它注重资源的有效利用和废物的减少,以及对人类健康和生态系统安全的保护。

绿色化学关注的不仅是产品开发过程中各个环节的绿色改进,更重要的是将这种理念贯穿于整个化学产业链中。

1.2 文章结构本文主要分为五个部分进行论述,首先介绍了引言部分,接着阐述了绿色化学的定义及其背景起源。

接下来将详细讨论绿色化学的核心内容,包括原料选择与设计、反应条件优化与改进以及废物处理与资源回收利用等方面。

然后会探讨绿色化学在不同领域中的应用情况,包括化工行业、能源领域以及材料科学与工程领域。

最后,在结论部分总结了绿色化学的重要性和影响力,并对未来发展方向和挑战进行了展望。

1.3 目的本文旨在介绍和解释绿色化学的定义及其核心内容,并探讨其在不同领域中的应用情况。

通过对绿色化学的深入了解,可以更好地认识到它对环境保护和可持续发展的重要性,以及在实践中所面临的挑战。

同时,本文也希望能够为各个领域从事研究和应用的人员提供一定的参考和借鉴,促进绿色化学理念在工业界的广泛推广与应用。

2. 绿色化学的定义2.1 定义解释绿色化学是一种以最大限度减少环境污染、降低对可持续资源的需求、提高产品能源效率和安全性为目标的新型化学范式。

它旨在通过设计和开发环境友好型化学反应、原料和产品,推动可持续发展和生态平衡。

绿色化学强调的是整个生命周期的可持续性,包括原材料选择、合成过程优化、废物处理与资源回收利用。

2.2 背景和起源绿色化学的概念最早于1990年由美国化学家Paul T. Anastas和John C. Warner提出,并于2001年正式被美国化学会(ACS)采纳并广泛传播。

绿色化学的起源是为了回应传统化工行业带来的巨大环境压力及其对人类健康和生态系统造成的威胁。

这一新颖理念促使科学家们重新思考传统有机合成方法,优先考虑可再生资源利用、无毒无害物质使用以及工艺条件优化。

绿色化学

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绿色化学第一章A、绿色化学的定义、目标及特点绿色化学的定义绿色化学又称为环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。

它是涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科的一门综合性学科。

它运用现代科学技术的原理、技术和方法来减少或消除化学品的设计、生产和应用中对人类健康、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂、产物、副产物等化学品的使用和产生。

也就是降低或消除在化学品设计、制造与应用中的有害物质。

使所设计的化学产品或过程更加环境友好。

绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质;不再产生废物;不再处理废物。

绿色化学的目标:利用可持续发展的方法来降低维持人类生活水平及科技进步所需化学产品与过程所使用与产生的有害物质。

绿色化学的特点:理想的绿色化学技术应该是:采用具有一定转化率的高选择性化学反应来生产目的产品,不生成或很少生成副产物或废物,实现或接近废物的“零排放”;工艺过程使用无害的原料、溶剂和催化剂;生产环境友好的产品。

B、原子经济性与产品收率原子经济性与产品收率是两个不同的概念。

前者是从传统宏观量上来看化学反应,后者则从原子水平上来看化学反应。

若一个化学反应,反应的产率或收率很高,但反应分子中的原子很少进入最终产品中,即反应的原子经济性很差,则意味着该反应会排出大量的废弃物。

因此,仅仅用反应的产率或收率来衡量一个反应是否理想显然是不充分的。

要消除废弃物的排放,只有通过实现原料分子中的原子百分之百地转变成产物,才能达到不产生副产物或废物,实现废物“零排放”的要求。

所以,应使用产率和原子经济性两个概念作为评估一个化学工艺过程的标准。

C、评价化学工程的方法绿色化学应该最大限度地利用资源最大限度地使用或产生无毒或毒性小的物质最大限度使用可更新原料或可再生的原料产品尽量保持其功效,将毒性降至最小能量使用最小并考虑对经济及环境的影响1.4 绿色化学的基本原理1.污染防止优于污染形成后处理。

2.设计合成方法时应最大限度地使所使用的所有原料都转化到最终产品中。

绿色化学

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考试时间:12月16日(周三) 19:00~21:00 考试地点:3601,3609
题型:填空、名词解释、简答、 计算、问答题。
课件下载邮箱: greenchemistry@ 密码:123456
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第一章 绿色化学兴起的历史沿革和定义
一、人类面临的环境危机
1、温室气体大量排放导致全球变暖 2、臭氧层破坏 3、生物多样性减少 4、酸雨成灾
2、对野生生物的毒性
3、对环境的影响
三、设计绿色化学产品的方法和一般原则
1. 三种设计方法 ①如果已知某一反应是毒性产生的必要条件,在确保分子的 作用与性质不变的前提下可以通过改变结构使这个反应不发 生,从而避免或降低该化学品的毒性。 ②对于毒性机理不明确的情况,可以根据官能团与毒性间的 一般关系,除去或不引入与毒性有关的官能团来降低毒性。
①反应条件温和 ②高度专一性. ③活化能低,催化效率极高。 ④ 多样性。
三、太阳能
太阳能是太阳内部连续不断的核聚变反应过程产生的能量。 利用太阳能途径:①光热转换 ②光电转换 ③光化学转换
太阳能光热转换是指将太阳光直接或通过聚光照射于集热 器上,使光能直接转化为热能。日前主要用于太阳能热水 器和太阳热能发电。
③设法降低生物利用率。无论一个化合物本身有多大毒性, 只有它进入人体到达毒性发生作用的目标器官时才能起到 毒害作用。因此化学家可以通过分子设计来改变分子的物
理和化学性质,从而降低人体器官对它的吸收程度。
2. 一般设计原则 “外部”效应原则 指通过分子设计,改善分子在环境中的分布、人和其他生物 机体对它的吸收性质等重要物理化学性质,从而减少它的有 害生物效应。 “内部”效应原则
生物质特点:
1.可再生,储量丰富。仅每年再生的纤维素和木质素折合成能 量相当于石油年产量的15~20倍。 2.大部分已高度氧化,作为化工原料可避免氧化步骤。

绿色化学的概念及其对环境生活的改变

绿色化学的概念及其对环境生活的改变

绿色化学的概念及其对环境生活的改变绿色化学的概念及其对环境生活的改变绿色化学是指在制造和应用化学产品时应有效利用原料,消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂,下面是搜集的一篇关于绿色化学对生活环境变化探究的论文范文,欢迎阅读借鉴。

随着化学在生活中扮演着越来越重要的角色,我们的衣食住行已经离不开化学了,化学染料将生活变得五彩缤纷,但同时不当的使用,也会对身体造成伤害;食品添加剂一定程度上改良了食物的色香味,但同时也让越来越多的毒害食品应运而生;高科技材料让生活更便利,同时造成的环境问题不容小觑【1】.化学是一把双刃剑,我们只有好好利用才能充分发挥它的优点。

绿色化学就是以更加健康,无害的方式使用化学,减少化学带来的危害。

1、绿色化学的基本概念1.1绿色化学的概念绿色化学由美国化学会(ACS)提出,核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染;反应物的原子全部转化为期望的最终产物。

按照美国《绿色化学》(GreenChemistry)杂志的定义,绿色化学是指:在制造和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料,消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂。

而今天的绿色化学是指能够保护环境的化学技术。

它可通过使用自然能源,避免给环境造成负担、避免排放有害物质。

利用太阳能为目的的光触媒和氢能源的制造和储藏技术的开发,并考虑节能、节省资源、减少废弃物排放量。

绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学,它涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科,内容广泛。

世界上很多国家已把化学的绿色化作为新世纪化学进展的主要方向之一【2】.1.2绿色化学产生的背景随着现今人口的急剧增加,各行业的迅猛发展,全球人类正面临着有史以来非常严重的环境危机。

而作为国民经济支柱产业之一的化学工业及相关产业,其大范围的普及在为创造物质文明做出重要贡献的同时,在生产活动过程中不断排放大量有毒有害物质,危害人类健康,给全球环境带来不可忽视的威胁【3】.环境问题:全球气候变暖、核冬天的威胁、臭氧层的破坏、光化学烟雾与大气污染、酸雨、生物多样性锐减、森林的破坏、荒漠化。

《绿色化学》思考题参考答案

《绿色化学》思考题参考答案

绿色化学思考题第一章绪论1.二十世纪人类面临的环境危机是什么?○1温室气体大量排放导致全球变暖○2臭氧层空洞○3生物多样性削减○4酸雨成灾○5森林锐减○6土地沙漠化○7大气污染○8淡水资源污染○9海洋污染○10垃圾围城—最严峻的城市病○11核冬天(核污染)2.绿色化学的定义、特点及其与环境化学和环境治理的区分。

定义:绿色化学,又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。

它是利用化学原理和方法来削减或消退对人类安康、社区安全、生态环境有害的反响原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物的使用和产生的兴学科。

是一门从源头上削减或消退污染的化学。

特点:从科学观点看,绿色化学是对传统化学思维方式的创和进展;从经济观点看,绿色化学为我们供给合理利用资源和能源、降低生产本钱、符合经济持续进展的原理和方法; 从环境观点看,绿色化学是从源头上消退污染,保护环境的科学和技术方法。

绿色化学是更高层次的化学。

与环境化学和环境治理的区分:环境化学是一门争论污染物的分布、存在形式、运行、迁移及其对环境影响的科学。

环境治理则是对已被污染了的环境进展治理,即争论污染物对环境的污染状况和治理污染物的原理和方法。

而绿色化学是从源头上阻挡污染物生成的学科,它是利用化学原理来预防污染,不让污染产生,而不是处理已有的污染物。

3.绿色化学的十二条原则是什么?○1防止污染优于污染治理;○2提高原子经济性;○3尽量削减化学合成中的有毒原料、产物;○4设计安全的化学品;○5使用无毒无害的溶剂和助剂;○6合理使用和节约能源;○7利用可再生资源代替消耗性资源合成化学品;○8削减不必要的衍生化步骤;○9承受高选择性催化剂优于使用化学计量助剂;○10产物的易降解性;○11进展分析方法,对污染物实行在线监测和把握;○12削减使用易燃易爆物质,降低事故隐患其次章不产生三废的原子经济反响1.什么是原子经济性及如何计算原子利用率。

绿色化学的“原子经济性”是指在化学品合成过程中,合成方法和工艺应被设计成能把反响过程中所用的全部原材料尽可能多的转化到最终产物中;化学反响的“原子经济性”〔Atom economy〕概念是绿色化学的核心内容之一。

第三章_绿色化学的主要内容_第一节

第三章_绿色化学的主要内容_第一节
绿色化学 化学与环境科学系
(3)不对称合成 不对称合成:采用某些方法,使反应生产的两个对映体中 一个过量,甚至全部为单一的对映体,从而避免和减少拆
分过程,有利于节约资源,提高原子利用率。
A、手性诱导的光催化加成 例:5-(R)-(l)-孟氧基-2(5H)-呋喃酮诱导的不对称光化学 加成反应 B、手性催化 例:左旋薄荷醇的生产、L-多巴的生产、舞毒蛾引诱剂右旋 环氧十九烷的合成。
漳州师范学院化学与环境科学系
第三章 绿色化学的主要内容
主讲:张婷
第一节 反应经济化
一、化学反应类型的原子经济性
为评估化学反应可能对环境的影响,反应类型可分为:
重排反应 加成反应 取代反应 消去反应
周环反应
氧化-还原反应
绿色化学 化学与环境科学系
重排反应
重排反应:构成分子的原子只改变它们互相连接的方位、 顺序和化学键而产生新的分子的反应。 反应通式:A→B
绿色化学 化学与环境科学系
1、手性化合物的获得途径
手性化合物的获得途径: (1)从自然界提取 如:天然存在的氨基酸、糖类、羟基酸、萜类、生物碱 等物质及它们的衍生物。该法简单,但可提取的种类有 限,存在稀少。 (2)外消旋体的拆分 通过人工合成可获得大量的手性化合物。但工业合成的 对映体是两种对映体的1:1混合物(外消旋体),需要 通过各种方法来进行拆分,以获得所需的纯的对映体。 该法只能利用合成反应中的一半,原子利用率最大为50 %,拆分的工作量大。 分离方法有化学法、酶法、超临界流体色谱法等。
绿色化学 化学与环境科学系
(2)采用新催化材料
1)环氧乙烷 经典氯代乙醇法: CH2=CH2+Cl2+H2O→ClCH2CH2OH+HCl ClCH2CH2OH +HCl +Ca(OH)2→C2H4O+CaCl2 +2H2O 总反应: C2H4+Cl2+Ca(OH)2→C2H4O+CaCl2+H2O 分子量 44 111 18 原子利用率=44/173=25% 现在的化工生产中:

绿色化学第三章

绿色化学第三章

原子经济性——原子利用率 原子经济性 原子利用率
原子利用率= 目标产物的摩尔质量 ×100% 按化学方程式计量所得全部物质的摩尔质量
产物
废物或副产物 废物为零
A + B A + B
C + D C +
评估化学反应的效率, 评估化学反应的效率,产生一定量目标产物会产生多少废物 利用原子利用率,可以从理论上初步判断E因子的大小。 利用原子利用率,可以从理论上初步判断E因子的大小。 原子利用率越大, 因子越小。 原子利用率越大,E因子越小。
绿色化学诞生的标志性事件
1991年,绿色化学由美国化学会(ACS, 年 绿色化学由美国化学会( 美国化学会 American Chemical Society)提出并成为美国国家 )提出并成为美国国家 环保局( 环保局(EPA, Environment Protection Agency ) 中心口号。 中心口号。 1995年,美国前总统克林顿设立了“总统绿色化学挑 年 美国前总统克林顿设立了“ 战奖” 战奖”,从1996年开始在华盛顿国家科学院每年颁发 年开始在华盛顿国家科学院每年颁发 一次,这是化学领域唯一的总统级科学奖。 一次,这是化学领域唯一的总统级科学奖。 1999年,世界上第一本《绿色化学》杂志诞生。 年 世界上第一本《绿色化学》杂志诞生。 2000年,美国化学会出版了第一本绿色化学教科书。 年 美国化学会出版了第一本绿色化学教科书。
反应物A 反应物B 反应物 + 反应物 98 276
产物C 副产物D 产物 + 副产物 96 278
缺点:体现不出副产物(废物) 缺点:体现不出副产物(废物)的产生
Sept. 2011 Sep.
Green Chemistry Green Chemistry

高考化学新热点——绿色化学

高考化学新热点——绿色化学

高考新热点——绿色化学一、绿色化学的概念绿色化学是指化学反应及其过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子,实现“零排放”。

绿色化学的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原料,最大限度地节约能源,在化工生产的各环节都实现净化和无污染的反应途径。

主要包括以下几个方面:减量——提高转化率、降低损耗、减少“三废”的排放量。

回收——回收未反应的原料、副产品及助熔剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。

拒用——一些无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料,拒绝在化工生产中使用。

二、典型例题【例1】在“绿色化学工艺”中,理想的状态是反应物的原子全部转化为目标产物,即原子利用率(原子利用率=产物总质量目标产物质量×100%)等于100%,原子利用率越高,意味着生产过程中废物的排放量越少,对环境的影响越小,在用CH 3C ≡CH 合成CH 2=C(CH 3)COOCH 3的过程中,欲使原子利用率达到最高,还需要利用的反应物组合是( )A 、CO 和CH 3OHB 、CO 2和H 2OC 、H 2和CO 2D 、CH 3OH 和H 2【解析】本题以“绿色化学工艺”为知识平台,考查了有关概念。

正确解题的关键是抓住题中给出的信息,即原子利用率等于100%。

通过比较已知反应物和目标产物可得出缺少的原子,即直接用CH 2=C(CH 3)COOCH 3减去CH 3C ≡CH ,得到C 2H 4O 2。

A 项按照1:1相加刚好等于C 2H 4O 2,而其他选项都无法直接按照某个比例相加得到C 2H 4O 2,故A 项正确。

【答案】A【例2】以下反应最符合绿色化学“原子经济性”要求的是( )A 、乙烯聚合为聚乙烯高分子材料B 、甲烷与氯气反应制备一氯甲烷C 、以铜和浓硝酸为原料制备硝酸铜D 、用二氧化硅制备高纯硅【解析】最符合绿色化学“原子经济性”的反应必须只生成一种物质,其反应类型有:①化合反应;②加成、加聚反应;③原子重排反应,如CH 2=CH —OH CH 3CHO 。

绿色化学高中生物教案课件

绿色化学高中生物教案课件

绿色化学高中生物教案课件
主题:绿色化学在生物领域的应用
目标:了解绿色化学的基本概念,探讨绿色化学在生物领域的应用,并重点关注其对环境和健康的影响。

一、绿色化学的基本概念
1. 什么是绿色化学?
2. 绿色化学的原则和目标是什么?
3. 绿色化学与传统化学的区别是什么?
二、绿色化学在生物领域的应用
1. 绿色溶剂的应用
2. 绿色催化剂的应用
3. 生物降解材料的应用
4. 绿色合成方法的应用
三、绿色化学对环境和健康的影响
1. 对环境的影响
- 减少污染物排放
- 降低能源消耗
2. 对健康的影响
- 减少有毒物质的使用
- 提高产品的安全性
活动:分组讨论或小组讨论绿色化学在生物领域的一个具体应用案例,并就其环境和健康的影响进行讨论。

总结:通过本节课的学习,我们了解了绿色化学的基本概念,探讨了绿色化学在生物领域的应用,并深入思考了其对环境和健康的重要性。

希望同学们能够将绿色化学的理念融入日常生活中,为构建一个更加环保、健康的社会做出贡献。

第三章绿色化学

第三章绿色化学

第三章化工生产中的环境影响评估
环境负担因子(ELF):衡量环境损害指 标 Environment Load Factor 每生产一个单位产品所需的原料、溶剂、 催化剂等的总重量。
第三章化工生产中的环境影响评估
§3.2原子利用率(Atom utilization) 产物分子量占所有反应物分子量之和的比 例。
CH2 CH 2 +Cl 2 +Ca(OH)
2
C 2 H 4 O+CaCl
分子量 44 1112+H 2 O18
原子利用率 =44/(44+111+18)×100%=25%
第三章化工生产中的环境影响评估
催化氧化法:
CH
2
CH 2 +1/2O
Cat.
2
CH
2
CH O
2
原子利用率:100%
第三章化工生产中的环境影响评估
第三章化工生产中的环境影响评估
实验室 开发 库存清 单 工艺控 制 生产 采购 运输 销售分配 设备物 资管理 废物处 理 处理
风险评 估
健康与安全
审计与监督
环境
经营管理
责任管理
图3-1 一个产品的生命周期
第三章化工生产中的环境影响评估
生命周期评价方法 目标和范围定义 应用于: 解 清单分析 释 影响评价 识别产品改进方向 支持战略决策 市场 其他
图3-2 LCA步骤
§3.3环境商(EQ) EQ=E×Q Q:不利商 无毒的盐:Q=1 重金属盐:100~1000
第三章化工生产中的环境影响评估
§3.4工艺研究与开发中的绿色化学量度 安全、操作参数、投入、产出、能耗、能 效、人类健康、溶剂

化学教学中的绿色化学理念

化学教学中的绿色化学理念

化学教学中的绿色化学理念在当今社会,环境保护和可持续发展已经成为全球关注的焦点。

化学作为一门与人类生活和环境密切相关的科学,在教学中融入绿色化学理念具有重要的意义。

绿色化学理念旨在从源头上减少或消除化学污染,实现化学过程的零排放和资源的最大化利用。

这不仅有助于培养学生的环保意识和社会责任感,还能为他们未来从事化学相关领域的工作奠定坚实的基础。

一、绿色化学理念的内涵绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。

其核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。

绿色化学的理想是使反应物的原子全部转化为期望的最终产物,实现“零排放”。

这意味着在化学过程中,要尽可能减少有害物质的使用和产生,提高原子的利用率,降低能源消耗,并采用可再生的原料。

例如,传统的有机合成方法可能会使用有毒有害的溶剂和试剂,产生大量的废弃物。

而绿色化学则倡导使用无毒无害的溶剂,如超临界二氧化碳、水等,或者采用无溶剂反应;在催化剂的选择上,倾向于使用高效、可重复使用的绿色催化剂,而非传统的重金属催化剂。

二、绿色化学理念在化学教学中的重要性1、培养学生的环保意识在化学教学中引入绿色化学理念,可以让学生深刻认识到化学与环境的关系,了解化学物质的不当使用和排放对环境造成的危害。

从而增强他们的环保意识,使他们在日常生活和未来的工作中能够自觉地采取环保行动。

2、促进化学学科的发展绿色化学理念的融入有助于推动化学学科的创新和发展。

学生在接受绿色化学教育的过程中,会激发他们对新的化学方法和技术的探索欲望,培养他们的创新思维和实践能力,为解决化学领域的环境问题提供新的思路和方法。

3、适应社会发展的需求随着社会对环境保护的要求越来越高,具备绿色化学理念和知识的人才将更受欢迎。

在化学教学中贯彻绿色化学理念,能够使学生更好地适应未来社会的发展需求,提高他们的就业竞争力。

三、在化学教学中融入绿色化学理念的方法1、教材内容的整合教师可以对现有的化学教材进行深入研究,挖掘其中与绿色化学相关的内容,并加以整合和拓展。

绿色化学基本概念

绿色化学基本概念

绿色化学基本概念绿色化学(Green Chemistry)是一种以可持续发展为导向的化学分支,旨在设计和开发能够降低或消除对环境和人类健康的危害的化学物质和过程。

它强调最大限度地减少废物和污染的生成,同时优化资源利用效率。

绿色化学的基本概念包括以下几个方面:1.原子经济性(Atom Economy):原子经济性是指在化学合成过程中,有多少原子能够转化为有用的产物。

高原子经济性意味着更少的废物生成。

绿色化学鼓励选择具有高原子经济性的合成路线,以减少废物的产生。

2.高选择性(High Selectivity):高选择性是指在反应中只产生所需产物而不产生副产物的能力。

通过选择高选择性的反应条件和催化剂,可以减少废物的生成,并提高合成效率。

3.可再生资源(Renewable Resources):绿色化学倡导使用可再生资源作为原料,以减少对非可再生资源的依赖。

可再生资源包括生物质、植物提取物、再生材料等。

4.无毒化学品(Non-toxic Chemicals):绿色化学鼓励使用无毒或低毒的化学品,以降低对环境和人类健康的危害。

这包括设计和合成更安全的溶剂、催化剂和反应物,以减少对生态系统的负面影响。

5.可降解性(Biodegradability):可降解性是指化学物质在自然环境中可以被微生物降解为无害物质的能力。

绿色化学倡导开发可降解的材料和化学品,以减少对环境的持久性影响。

6.节能(Energy Efficiency):节能是指在化学合成过程中最大限度地减少能源的消耗。

通过选择高效反应条件和合理的工艺设计,可以降低能源消耗,提高合成过程的能源效率。

7.废物减量(Waste Minimization):废物减量是绿色化学的核心原则之一,旨在最大限度地减少废物的生成。

通过优化合成路线、设计高效催化剂和回收利用废物等措施,可以实现废物减量的目标。

8.循环经济(Circular Economy):循环经济是一种可持续发展的经济模式,强调资源的循环利用和废物的再利用。

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Sunday, April 05, 2020
事实上,绿色化学的主要特点就是原子经济性,即在获取 新物质的化学过程中充分利用每个原料原子,实现零排放,使 化学从粗放型向集约型转变,既充分利用资源,又不产生污染。 原子经济性在数值上用E因子、原子利用率来衡量。
一、E因子
相对与每种化工产品而言,期望产品以外的任何东西都是
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中国科学院院士陆熙炎,就开始在《有机化学》 杂志上提倡和践行了“原子经济性”等绿色化学观 念;中科大校长朱清时院士在94年就进行了绿色 化学的研究,清华大学宋心琦教授95年也在《大 学化学》上撰文介绍绿色化学工艺等等。在许多专 家、学者们的不懈努力下,中国绿色活动在20世 纪末就融入了世界的绿色化学浪潮中,并有一定的 影响面。
3、关于原子利用率的计算 4、关于Q值与EQ的关系 5、关于LD50(以mg/kg为单位) 五、绿色化学的理想——零排放 第一节 绿色化学的诞生
1991年,美国著名有机化学家Trost(特罗斯特)在Science( 科学)上提出了“原子经济性(原子利用率)”的概念。
1992年,荷兰有机化学家Sheldon(谢尔登)提出了“E因子 ”的概念。这两个重要的绿色化学的基本概念的提出,引起 了化学界的极大关注,也标志这绿色化学开始萌芽。
第二部分 方兴未艾的绿色化学——绿色化学的基 本内容与实例
第三章 绿色化学的基本概念 本章主要内容: 一、绿色化学的萌芽与诞生 二、绿色化学的含义 三、绿色化学的目的——预防优于治理 四、绿色化学的特点——注重原子经济性 1、关于绿色产品产率的计算 2、关于E因子的概念
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废物。一个产品生产过程中对环境造成的影响可以用E因子来
衡量。E因子定义为每生产1kg期望产品与同时产生的废物质
量的比值,即:
注意;E因子越大,其对环境污染也大。
E因子
废物质量 产品质量
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表3-1 不同化工部门的E因子
工业部门 炼油 基本化工 精细化工 制药
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一、绿色化学的目的——预防优于治理 绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点,重
新审视和改革传统化学,使对环境的治理从治标转向治本。 因此,防止废物的产生优于在其生成后再进行处理或清理, 即“预防优于治理”。 1.从经济观点看,绿色化学为我们提供合理利用资源和能源 、降低生产成本,符合可持续发展的原理和方法。 2. 从环境观点看,绿色化学提供从源头上消除污染的方法和 原理,把现有化学和化工生产的技术路线从“先污染,后治 理”改变为“不产生污染,从源头上根除污染”。
绿色化学确实像教材中所说的那样,就像一个 刚出生的小生命,正以其顽强而无穷的生命力改变 着人们的观念,指引着化学世界及相关行业面向绿
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第二节 绿色化学的的含义 绿色化学是更高层次的化学,又称可持续发
展化学、环境友好化学、清洁化学,在其基础上发 展的技术称绿色技术、环境友好技术或洁净技术 (Clean Technology)。
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二、绿色化学的特点——从注重产率到注重原子经济性 传统上,描述某一合成方法的有效性和效率的概念
是产率。
产率 实际产量 预期产量
100%
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关于化学合成反应中产率计算的说明:在化学合成反应中 产率的计算,同其它有关产率计算有一定的区别。我们深知 ,有些化学合成是一步能完成的,也没有副产物产生。一步 能完成的反应,其原子的转化率肯定是100%。但大多数合 成反应是不能一步完成的,或是能完成,同时也有副产物的 产生,那么,这样产率的计算,肯定不是我们所需要的实际 产率。产率的数值是根据原料的摩尔数与产物的摩尔数之比 选出的。如果1mol原料产生了1mol所要的产物,则产率为 100%。这种合成法在传统观念上认为是十分有效的。但是 ,在转化过程中生成1mol产物的同时,也可能产生比1mol更 多的废物,因此,产率计算可以认为某个合成反应是完全有 效的,但却体现不出这些废物的产生。
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这里,可以用一个传统的例子,即Witting(威延)反应 来说明计算产率方法的缺点。
O Ph3P CH2
CH2 Ph3P=O
需求
产物
废物
98
276(总)
96(总)
278
在Witting反应中,虽然引入基团的摩尔质量(=CH2,14),远 远低于生成废物的摩尔质量(O=PPh3,278),而这个反应的产率 仍有可能达到100%。
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而1996年6月,美国总统克林顿颁发了美国首 届“总统绿色化学挑战奖”。紧跟其后的英国绿色 化学三项奖,澳大利亚、意大利、日本等国先后设 立了自己的“绿色化学奖”。
1999年,世界第一本《绿色化学》杂志在英国创 办。这两大重大事件的出现,也正式宣告了绿色化 学的诞生。
美国绿色化学研究所所长P.T.Anastas(P. T. 阿纳斯塔斯)博士认为,绿色化学就是在化学品的 设计、制造和使用的过程中,利用一系列的原则来 减少有害有毒的物质。甚至消除有毒有害物质的使 用或在过程中的生成。
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绿色化学与环境保护的差异: 毫无疑问,化学、化工、环境保护界发展了很多创 造性的处理化学废物的方法;发展了许多分析检测空 气污染、水污染和土壤污染的方法和处理污染的技术 等,这些对改善人类生存环境、提高人类社会的生活 质量,无疑是十分有益和必须的,但这些并不能称为 绿色化学。 绿色化学是用化学来预防污染,不让污染产生,而 不是处理已有的污染。
产量 (t) 106~108 104~106 102~104
101~103
E因子 ~0.1
1~5 5~50 25~100
对于绿色化学的理论分析而言,用E因子衡量一个具体反应 的好坏是不方便的,因此我们进一步提出了原子利用率的概念
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