有机化学教学与环境保护

霍子莹

（北京联合大学生物化学工程学院 北京 100023）

有机化学教学与环境保护

霍子莹

（北京联合大学生物化学工程学院 北京 100023）

在社会不断发展的过程中，环境问题日益严峻，成为人们广泛关注的一项问题。而作为一门重要的学科，有机化学主要研究的对象就是有机化合物的应用、生产方式、结构理论与性能等内容，同工业发展有很大的联系，对社会发展与环境保护有紧密的联系。本文主要介绍了有机化学与环境的关系，在有机化学理论教学和实验教学过程中对学生环保意识的培养以及有机化学教学在环境保护中的应用，为相关研究提供参考意见。

有机化学；教学；环境保护

近年来，随着社会发展的需要，化学已经成为人们生产和生活中不可缺少的元素，有机化学在能源、信息、材料、工业、医药等方面做出了巨大的贡献，在给我们的国民经济带来增长的同时，化学污染物也对环境产生了很大的破坏。在教学过程中通过更新教学内容，丰富教学方法，优化有机化学实验方案[1]来将环保的意识融入到广大的学生中去，对于以后经济社会的绿色发展具有十分重要的意义。

1 有机化学的定义

有机化合物是指含碳的化合物，有机化学又称为含碳化合物的化学，是研究有机化合物的结构、性质和制备的学科，是化学的一个重要分支。有机化学学科涉及到多方面的知识内容，例如：人口和健康问题、材料应用、能源、信息技术等，作为一种新型高科技术为社会的发展和科技的创新提供了动力，利用有机化学方法可以有效的解决国际性核心问题。

2 有机化学与环境的关系

2.1 有机化合物对环境的污染

有机化合物与人类生活的衣食住行息息相关，也是环境污染的罪魁祸首。随着合成技术的成熟发展，有机化合物的种类越来越多，他们每天以惊人的速度排放在人们生活的环境当中。目前环境中主要的有机污染物有金属有机污染物，；烃污染物；含氮、磷有机污染物；含氧、硫有机污染物；含卤素有机污染物、天然产物污染物。

2.2 有机化学的应用是治理环境污染的重要手段

有机化学在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着主要的作用，而且随着日益突出的环境问题，在治理污染、环境生物监测等方面发挥着重要的作用。虽然目前环境问题与化工行业有关，但是有机化学的合理应用对环境的保护作用也是显而易见的。例如将煤中的元素原子100%转化成对人类有益的有机产物，减少了煤燃烧过程中产生的废气，也在环保的基础上提高了利用率；有机化学研究出残留时间段、药效更专一的农药可以减轻对土地的污染等等。自20世纪90年代初，科学家们就提出了“绿色有机化学”的概念，旨在建设绿色的合成工艺环境，在增强经济建设的同时有效的保护了环境。

3 在有机化学教学中提高学生的环保意识

在有机化学教学中提高学生环保意识的措施具体包括以下几个方面：

3.1 在有机化学理论教学中提升学生的环保意识

我们可以利用多媒体技术具有图、文、声并茂的特点，直观、生动、活泼的表达教学内容，激发学生的学习兴趣[2]，提高思想意识。例如在学习烃类化合物时，融入石油炼制有关能源危机的知识，介绍汽车尾气是城市污染的主要污染源；讲解烯烃时，介绍由塑料袋、一次性餐盒造成的白色污染；卤代烃学习中，介绍臭氧层破坏的主要原因是冰箱和空调的使用的大量制冷剂氟利昂；教学芳香烃类时介绍目前多环芳烃类的苯并芘是一种强致癌物；酮类化合物的教学中，介绍室内空气污染的主要污染物甲醛等。这样的讲解有利于学生加强对环境污染的认识并且可以增强环保的意识以及对化合物结构的掌握。

3.2 在有机化合物实验教学中培养环保意识和方法

实验教学是化学教学中必不可少的一部分。在实验教学中更要重视学生的环保意识的培养，规范化学实验的方法，减少化学品的用量，有效处理实验结束后产生的废弃物，以达到尽量避免污染环境的目的[3]。教师应在实验教学中规范学生的实验行为，这样才能达到环保教育的目的。在化学实验中，教师必须教授正确的实验方法，指导减少实验中有机化学品的用量。要尽量遵循少利用资源，少产生废物的原则，尽量利用新方法和新技术，来预防和减少化学的污染。

3.2.1 设计绿色化实验

所谓绿色化实验，就是指在实验内容、实验方法、实验试剂的选用上进行最优选。可以选择毒性小、污染低、现象明显的项目，对于部分必须要进行的实验进行试验路线的改革，采用污染小的原料进行[4]。开展有机化学教学的教师应不断学习有关环境保护的多方面化学知识，掌握新的化学工艺和当前社会发展的动态，将这些新鲜的化学环保知识与课程结合起来，设置一些创新性的绿色实验，提高学生学习兴趣同时，增强学生的环保意识。如甲醇羰基合成法是制备醋酸的最佳合成路线，具有反应的高选择性和对环境的友好性，现已代替了传统的乙烯氧化合成法路线。该合成工艺流程如下图1所示。

图1 甲醇羰基合成法是制备醋酸工艺流程

3.2.2 有机化学实验的微型化

有机化学实验的微型化是绿色化学的一个重要方面，微型化实验具有反应时间段、现象明显、节省实验用品和对环境污染小的特点。在实验的过程中，使用微型仪器，既减少了药品量也缩短了时间更减少了三废的排放。一氧化碳催化偶联合成草酸是一氧化碳在催化剂的作用下与亚硝酸酯偶联反应生成草酸二酯和氧化氮，草酸二酯水解得草酸和醇。反应生成的氯化氮部分氧化为二氧化氮。氧化氮和二氧化氮生成三氧化二氮，三氧化二氨与醇酯化反应生成亚硝酸酯，亚硝酸酯能够循环使用，这种微型化的实验具有极好的环保效果。

3.2.3 设置连续化的实验内容

可以设计有关联的综合性的实验项目，将部分实验的产物或者废弃物应用到另一个实验当中，减少实验室废弃物的排放量[5]。这样既能避免各个实验孤立起来，也可以增强实验过程的连续性和综合性，使学生在掌握实验过程的同时增强了环保的意识，减少了环境的污染。苯胺的生产以前主要采用铁粉还原硝基苯的工艺路线，这种路线的主要缺点是设备腐蚀严重、操作维护费用高、生产过程产生大量铁泥、废渣和废水，其中含有对人体危害极大的硝基苯和苯胺，现在主要采用硝基苯经活性铜催化氢化制备，可进行连续生产污染小，弥补了传统实验的不足，避免了实验资源的浪费，两种合成方法介绍如图所示。

4 结语

综上所述，应严格把握有机化学课程的基本特征，从不同角度和方面使学生能够透彻的理解有机化合物，在保障教学质量的基础上，增强学生的环保责任感，并应用设计绿色化实验、有机化学实验的微型化、设置连续化的实验内容等方式，充分发挥有机化学的环保作用，利用有机化合物的性能降低环境污染和破坏问题，创造一个和谐的生态环境。环境保护是一个长久的、广泛的需要重视的问题，将有机化学教学和环境保护有机的结合起来可以有效的提高学生的环保意识，对经济社会的可持续发展具有重要意义。

[1]李永,王志玲.浅谈有机化学教学中环保意识的培养[J].化学工程与装备,2011,07∶243.

[2]陈丹青.环境保护意识在有机化学教学中的渗透[J].中国电力教育,2010,22∶65.

[3]冯寿淳.重视环境保护探讨绿色有机化学实验 [J].广州化工, 2014,42(10)∶235-236.

[4]宋乾收,缪程平.有机化学实验教学中学生环保意识的培养[J].化工时刊,2012,26(04)∶67.

[5]江家发,魏加鲁,杨志春.走进高中化学新课程探索环境教育新方法[J].化学教育,2005,9(09)∶34-36.