化学发展史

化学发展史（精选12篇）

化学发展史 篇1

现如今, 化学学科显现是从静态变化为动态, 定性变为定量, 从微观的角度到直观的角度来改变发展。在传统方式的根基上, 慢慢介入新的化学物质, 新的化学反应和新的化学方式。这不仅仅拓展了学科内容和方法, 还大大提升了探究者的探究兴趣。近几年来, 化学研究者慢慢将化学的时间和理论相融合, 创新性的思维渐渐融入化学科研中, 随着这些创新的思想慢慢的推进化学发展, 令化学学科的发展走上新的道路。

一、化学学科的作用及地位

基本可以这样说, 化学学科在每个国家都有自己独特的地位, 不少欧洲的国家通过化学品销售以及制造来支撑他们国家的经济。而对美国而言疾病、能源、国防、环境等等都是以化学学科为起点发展的。不难发现, 国家对化学学科的需求是很大的, 化学学科发展和人们生活产生了紧密的联系。具体说明化学学科的作用, 比如能够解决环境污染问题, 新能源的推出, 这样能够对资源的可持续发展很有帮助。还有的生物研究也离不开化学能源, 可见科学发展中能源、环境、生物等等对化学学科的依赖程度越来越大。

有很多化学的研究学者们也对化学地位以及化学做了十分准确又简要的概述。有学者这样认为:化学可以有生命分子和无生命征兆的分子结合在一起, 两种物质之间可以产生特殊的化学反应, 使其结合。化学渐渐的推进从无顺序变成了有顺序, 又从“没意识”变成了“有意识”的一系列的变化过程, 相信化学学科在将来的发展之中必然会有很大的进步。

二、化学学科存在的问题

虽然说化学学科帮助了人们解决了很多的难题, 但化学学科仍然声誉不佳, 吸引人的能力不强, 很多人都将环境污染, 化学的灾难等都要附加在化学上, 化学学科从此被冷落, 片面的看法使化学科学不能受到人的喜欢。甚至会认为化学可能会被排除到我们的生活中, 当然这也是不可能的事实。在人们的日常生活只中, 常常可以看到化学不能被人们接受处于被冷落的阶段, 不被受到重视, 不被受到欢迎的例子。

笔者认为对于化学学科被人们不认可的原因主要有以下几点原因, 很多学者不够对化学学科的重要性有足够的认识, 只是关注自己的成果, 却不能对整体有客观的认识, 也疏忽于人才的培养。有很多言论甚至对化学学科的论述很不公平, 可是很少为化学学科正名的化学学者。虽然说, 化学学科可以说是重要的科学项目, 但却没有受到足够的重视, 很多化学家没有持有强烈的反对的态度。

三、化学学科的改革

目前, 化学学科课程在我国的发展还有很大的不足之处, 这些不足使化学学科受到了很大负面的影响, 应该及时作出调整。要想让化学学科担当起所具备的社会责任, 那么就需要对其作出相应的改变, 才可以使当今的化学学科教育避免滞后问题, 也会使很多教学过程中出现的问题不复存在。

针对我国化学学科所存在的问题, 相应的作出教学改革方法, 比如说:可以改变之前化学学科中课程相对陈旧无用的部分, 也要将与现代化学学科中脱节的部门遗弃, 可以把课程内容压缩、精简“去其糟粕”留下精华。但是, 不能太过分于注重学科本身系统性以及完整性, 合理改善这方面才可将大量人才吸引来, 为化学学科付出更大贡献。因此, 想要构建出既合理有科学的化学学科课程的体系要带有新思路, 设计出更好的教学计划完善化学学科的要求。另外, 还可以和国外的化学教育学者进行学术方面的交流, 也可以利用积极地学习他们的经验和现今技术来改善我国的化学学科教学, 使化学学科在自身领域发挥出其真正的作用。

四、结论

综上所述, 不难看出来化学学科是知识学科, 但从另一方面来看, 化学学科同样也是正在快速发展向上的科学。可以说, 化学科学与我们生活息息相关, 所以我们要加强化学学科的教育为化学领域不断提高提供前提。化学科学在人们日常的生活之中各方面都有影响。可以这样说, 如果人们生活是物质生活, 就一定需要化学学科的支撑。我们必须不断地转变化学学科教育以及学习的方式、方法, 将化学学科的创新能力不断提高, 这样才可以令化学学科处于在未来发展中取代他曾经的辉煌, 建立创新性思维, 才能够使化学学科有力量去面对新的难题, 在将来的发展中创造更高的辉煌, 成就出新的篇章。

摘要：目前, 教育体制在不断改革下几乎所有的教学学科都在为适应教育改革作出改变, 这对各个学科都有着一定的挑战性。对于现今我国化学教育而言, 加快化学教育发展培养优秀的人才, 会对我国化学工业起到很大的帮助。那么不言而喻, 化学学科有着很大的作用。文章先对化学学科的作用及地位进行了简单的研究, 然后进而分析了化学学科存在的问题, 最后针对化学学科存在的问题提出了自己的改革措施建议。

关键词：化学学科,作用地位,改革

参考文献

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化学发展史 篇2

分析化学是化学的一个重要分支，它主要研究物质中有哪些元素或基团(定性分析)；每种成分的数量或物质纯度如何(定量分析)；原子如何联结成分子以及在空间如何排列等等。

分析化学以化学基本理论和实验技术为基础，并吸收物理、生物、统计、电子计算机、自动化等方面的知识以充实本身的内容，从而解决科学、技术所提出的各种分析问题。

分析化学这一名称虽创自玻意耳，但其实践运用与化学工艺的历史同样古老。古代冶炼、酿造等工艺的高度发展，都是与鉴定、分析、制作过程的控制等手段密切联系在一起的。在东、西方兴起的炼丹术、炼金术等都可视为分析化学的前驱。

公元前3000年，埃及人已经掌握了一些称量的技术。天平对于化学分析有着十分重要的作用，也是最早出现的分析用仪器，公元前3000年，埃及人已掌握了称量技术。它在公元前1300年的《莎草纸卷》上已有了等臂天平的记载。巴比伦的祭司所保管的石制标准砝码(约公元前2600)尚存于世。不过等臂天平用于化学分析，当始于中世纪的烤钵试金法中。

古代认识的元素，非金属有碳和硫，金属中有铜、银、金、铁、铅、锡和汞。公元前四世纪已使用试金石以鉴定金的成色，公元前三世纪，阿基米德在解决金冕的纯度问题时，即利用了金、银密度之差，这是无伤损分析的先驱。

公元60年左右，老普林尼将五倍子浸液涂在莎草纸上，用以检出硫酸铜的掺杂物铁，这是最早使用的有机试剂，也是最早的试纸。迟至1751年，布罗克豪森用同一方法检出血渣(经灰化)中的含铁量。

火试金法是一种古老的分析方法。远在公元前13世纪，巴比伦王致书埃及法老阿门菲斯四世称：“陛下送来之金经入炉后，重量减轻„„”这说明3000多年前人们已知道“真金不怕火炼”这一事实。法国菲利普六世曾规定黄金检验的步骤，其中提出对所使用天平的构造要求和使用方法，如天平不应置于受风吹或寒冷之处，使用者的呼吸不得影响天平的称量等。

18世纪的瑞典化学家贝格曼可称为无机定性、定量分析的奠基人。他最先提出金属元素除金属态外，也可以以其他形式离析和称量，特别是以水中难溶的形式，这是重量分析中湿法的起源。

德国化学家克拉普罗特不仅改进了重量分析的步骤，还设计了多种非金属元素测定步骤。他准确地测定了近200种矿物的成分及各种工业产品如玻璃、非铁合金等的组分。

1663年玻意耳报道了用植物色素作酸碱指示剂。但真正的容量分析应归功于法国盖-吕萨克。

1824年他发表漂白粉中有效氯的测定，用磺化靛青示作指剂。随后他用硫酸滴定草木灰，又用氯化钠滴定硝酸银。这三项工作分别代表氧化还原滴定法、酸碱滴定法和沉淀滴定法。络合滴定法创自J.von李比希,他用银(Ⅰ)滴定氰离子，但1945年施瓦岑巴赫（G.Schwarzenbach, 瑞士）在广泛研究的基础上，发明了利用氨羧络合剂的络合滴定法，引起了广泛的重视，使络合滴定法迅速发展，成为一种重要的滴定分析方法。

18世纪分析化学的代表人物首推贝采利乌斯。他引入了一些新试剂和一些新技巧，并使用无灰滤纸、低灰分滤纸和洗涤瓶。他是第一位把原子量测得比较精确的化学家。除无机物外，他还测定过有机物中元素的百分数。他对吹管分析尤为重视，即将少许样品置于炭块凹处，用氧化或还原焰加热，以观察其变化，从而获得有关样品的定性知识。此法一直沿用至19世纪，其优点是迅速、所需样品量少，又可用于野外勘探和普查矿产资源等。

另一位对容量分析作出卓越贡献的是德国莫尔，他设计的可盛强碱溶液的滴定管至今仍在沿用。他推荐草酸作碱量法的基准物质，硫酸亚铁铵（也称莫尔盐）作氧化还原滴定法的基准物质。

1826年法国的比拉迪尼 首次制得碘化钠，并以淀粉为指示剂，将它应用于次氯酸钙的滴定。开创了“碘量法”的研究与应用。

1829年德国的罗塞首次明确提出和制定出系统定性分析方法，并提出一个简明的系统分析图表。

19世纪分析化学的杰出人物之一是弗雷泽纽斯。1841年发表《定性化学分析导论》一书，提出“阳离子系统定性分析法”，其阳离子分析方案一直沿用。他创立一所分析化学专业学校，至今此校仍存在；并于1862年创办德文的《分析化学》杂志。他编写的《定性分析》、《定量分析》两书曾译为多种文字，包括晚清时代出版的中译本，分别定名为《化学考质》和《化学求数》。他将定性分析的阳离子硫化氢系统修订为目前的五组，还注意到酸碱度对金属硫化物沉淀的影响。在容量分析中，他提出用二氯化锡滴定三价铁至黄色消失。

不用显微镜的最早的微量分析者应推德国德贝赖纳。他从事湿法微量分析，还有吹管法和火焰反应，并发表了《微量化学实验技术》一书。近代微量分析奠基人是埃米希，他设计和改进微量化学天平，使其灵敏度达到微量化学分析的要求；改进和提出新的操作方法，实现毫克级无机样品的测定，并证实纳克级样品测定的精确度不亚于毫克级测定。

有机微量定量分析奠基人是普雷格尔，他曾从胆汁中离析出一种降解产物，其量尚不足作一次常量碳氢分析。在听了埃米希于1909年所作有关微量定量分析的讲演并参观其实验室后，他决意将常量燃烧法改为微量法(样品数毫克)，并获得成功；1917年出版《有机微量定量分析》一书，并在1923年获诺贝尔化学奖。

德国化学家龙格在1850年将染料混合液滴在吸墨纸上使之分离，更早些时候他曾用染有淀粉和碘化钾溶液的滤纸或花布块作过漂白液的点滴试验。他又用浸过硫酸铁和铜溶液的纸，在其中部滴加黄血盐，等每滴吸入后再加第二滴，因此获得自行产生的美丽图案。1861年出现舍恩拜因的毛细管分析，他将滤纸条浸入含数种无机盐的水中，水携带盐类沿纸条上升，以水升得最高，其他离子依其迁移率而分离成为连接的带。这与纸层析极为相近。他的学生研究于滤纸上分离有机化合物获得成功，能明显而完全分离有机染料。

20世纪60年代，魏斯提出环炉技术。仅用微克量样品置滤纸中，继用溶剂淋洗，而后在滤纸外沿加热以蒸发溶剂，然后分离为若干同心环。如离子无色可喷以灵敏的显色剂或荧光剂，既能检出，又能得半定量结果。

色谱法也称层析法。1906年俄国茨维特将绿叶提取汁加在碳酸钙沉淀柱顶部，继用纯溶剂淋洗，从而分离出叶绿素。此项研究发表在德国《植物学》杂志上，但未能引起人们注意。直到1931年德国的库恩和莱德尔再次发现本法并显示其效能，人们才从文献中追溯到茨维特的研究和更早的有关研究，如1850年韦曾利用土壤柱进行分离；1893年里德用高岭土柱分离无机盐和有机盐等等。

气体吸附层析始于20世纪30年代的舒夫坦和尤肯。40年代，德国黑塞利用气体吸附以分离挥发性有机酸。英国格卢考夫也用同一原理在1946年分离空气中的氢和氖，并在1951年制成气相色谱仪。第一台现代气相色谱仪研制成功应归功于克里默。

气体分配层析法根据液液分配原理，由英国马丁和辛格于1941年提出。并因此而获得1952年诺贝尔化学奖。戈莱提出用长毛细管柱，是另一创新。

色谱-质谱联用法中将色谱法所得之淋出流体移入质谱仪，可使复杂的有机混合物在数小时内得到分离和鉴定，是最有效的分析方法之一。

分析化学的地位

分析化学是最早发展起来的化学分支学科，在化学学科本身的发展过程中曾起过而且继续起着重要的作用。一些化学基本定律，如质量守恒定律、定比定律、倍比定律的发现，原子论、分子论的创立，相对原子质量的测定，元素周期律的建立，以及确立近代化学学科体系等等方面，都与分析化学的卓越贡献分不开。不仅在化学学科领域的发展上，分析化学起着重大作用，而且在与化学有关的各类科学领域的发展中，例如矿物学、材料科学、生命科学、医药学、环境科学、天文学、考古学及农业科学等等的发展，无不与分析化学紧密相关。几乎任何科学研究，只要涉及化学现象，都需要分析化学提供各种信息，以解决科学研究中的问题。反过来，各有关科学技术的发展，又给分析化学提出了新的要求，从而促进了分析化学的发展。

在国民经济建设中，分析化学的实用意义就更为明显。许多工业部门如冶金、化工、建材等部门中原料、材料、中间产品和出厂成品的质量检测，生产过程中的控制和管理，都应用到分析化学，所以人们常把分析化学誉为工业生产的“眼睛”。同样，在农业生产方面，对于土壤的性质、化肥、农药以及作物生长过程中的研究也都离不开分析化学。近年来，环境保护问题越来越引起人们的重视，对大气和水质的连续监测，也是分析化学的任务之一。至于废水、废气和废渣的治理和综合利用，也都需要分析化学发挥作用。在国防建设、刑事侦探方面，以及针对各种恐怖袭击和重大疾病的斗争中，也常需要分析化学的紧密配合。总之，由于分析化学在许多领域中起着重要作用，因而，分析化学的发展水平被认为是衡量一个国家科学技术水平的重要标志之一。

分析化学是高等学校工科有关专业重要的化学基础课程之一，是一门实践性很强的科学。通过分析化学的学习，学生可以掌握分析化学的基本原理和测定方法，准确建立“量”的概念；针对不同对象选择合适的分析方法，正确进行有关计算；培养严肃认真和实事求是的科学态度，以及严谨细致地进行科学实验的技能、技巧和创新能力，为学习后续课程和今后从事实际工作打下良好的基础。

① 世界最大稀土矿藏白云鄂博矿的发现

1933年化学家何作霖采用原子发射光谱进行定性分析和定量分析研究白云鄂博的矿石时发现含有稀土元素并大胆预测该矿稀土元素储量丰富，但却被当时的有关部门认为是无稽之谈，无足轻重。

新中国成立后，百废待兴，由前苏联“援建”的内蒙古包头钢铁厂于1954年正式开工生产，但产钢后的炉渣被全部运往苏联。苏联撤走专家后，炉渣成了做抽水马桶的原料，日本大量定购抽水马桶引起有关部门的注意。在何作霖的领导下，经过几年的艰苦努力，终于查明，这个矿山不仅仅是大型铁矿，而且是世界上最大的稀土矿，稀土储量占世界总储量的80％，使中国成为世界上绝对的“稀土大国”。

②水果之王“猕猴桃”

猕猴桃亦称“中华猕猴桃”，果黄褐色，近球形，原产我国，猕猴桃果实味美，营养丰富，果肉呈绿色，气味芳香，除鲜食外，可加工成果汁饮料、果酒、果酱、果脯、罐头等。据分析：猕猴桃含有1.47%的蛋白质，12种氨基酸，尤其是维生素Ｃ的含量远远超出一般水果和蔬菜。

维生素Ｃ是人类营养中所需的最重要维生素之一，属己糖衍生物。蔬菜水果中的维生素Ｃ一般主要以还原型形态存在。具体测定方法是在中性或弱酸性环境中，以淀粉为指示剂，用碘标准溶液滴定事先处理好的溶液至蓝色为滴定终点，由碘标准溶液的消耗量计算出维生素Ｃ含量。测定结果表明，以100克水果的维生素C的含量来计算，猕猴桃含420mg，鲜枣含380 mg，草莓含80 mg，橙含49 mg，枇杷含36 mg，柑橘、柿子各含30 mg，香蕉，桃子各含10 mg，葡萄、无花果、苹果各自只有5 mg，梨仅含4 mg。故知猕猴桃不愧为“水果之王”，可以说是人人称赞的美容水果。

③二恶英事件

1999年2月，比利时养鸡业者发现母鸡产蛋率下降，蛋壳坚硬，肉鸡也出现病态反应，怀疑饲料有问题。经比利时国家检疫部门花了三个月的时间分析检测后发现饲料受到了超量的二恶英污染，有的鸡体内二恶英含量高于正常极限的1000倍。事件被揭开后，比利时畜牧业遭受了巨大的经济损失，国家形象受到极大损害，最终导致比国政府被迫集体辞职，同时也引起各国政府的重视和反思。

二恶英是多氯甲苯和多氯乙苯类有机化学品的俗称，毒性大，是氰化钠的130倍、砒霜的900倍，故被称为“毒中之毒”。1997年2月14日世界卫生组织宣布二恶英家族中的2、3、7、8-四氯乙苯是已知致癌物中的头号致癌物质。自然界中不存在天然的二恶英，二恶英完全是由于人为污染造成的。由于各类食品中二恶英的含量极低（pg/kg级），因此目前二恶英类化学物质的检测主要采用色谱法、免疫法和生物检测法。

④兴奋剂检测 兴奋剂是指国际奥委会和其他国际体育组织所确定的禁用药物和方法，特指运动员应用任何形式的药物、或者以非正常量、或者通过不正常途径摄入生理物质，企图以人为的和不正当的方式提高竞赛能力。服用“兴奋剂”在某种程度上确实可以提高运动员的竞技水平，但是它违背了“公平竞争”的奥林匹克精神；所带来的毒副作用，也严重威胁着运动员的身体健康。

自从1968年开始尿检、血检以及尿检和血检相结合的兴奋剂检测以来，分析化学尤其是药物分析成为兴奋剂检测的生力军，气相色谱-质谱(GC-MS）联用技术被认为是较为理想的检测手段。随着分析化学中的分离技术发展和新的分析仪器的出现，更多的兴奋剂可以被检测出来，但是兴奋剂的检测仍然是比较困难的，因为违禁药物在体内的含量很低；有时需要检测其代谢产物；在药物代谢过程中，不同的使用者存在个体差异；而且用药时间长短不同，药物在体内的浓度不同；有的兴奋剂在代谢后，可能转化为其它类的兴奋剂。因此，反兴奋剂的斗争是一项长期而艰巨的任务，尤其需要分析化学能够提供更新的、更为有效的分析检测手段，以维护、弘扬神圣的奥林匹克精神。

分析化学发展趋势

分析化学学科的发展经历了三次巨大变革：第一次是随着分析化学基础理论，特别是物理化学的基本概念（如溶液理论）的发展，使分析化学从一种技术演变成为一门科学，第二次变革是由于物理学和电子学的发展，改变了经典的以化学分析为主的局面，使仪器分析获得蓬勃发展。目前，分析化学正处在第三次变革时期，生命科学、环境科学、新材料科学发展的要求，生物学、信息科学，计算机技术的引入，使分析化学进入了一个崭新的境界。第三次变革的基本特点：从采用的手段看，是在综合光、电、热、声和磁等现象的基础上进一步采用数学、计算机科学及生物学等学科新成就对物质进行纵深分析的科学；从解决的任务看，现代分析化学已发展成为获取形形色色物质尽可能全面的信息、进一步认识自然、改造自然的科学。

现代分析化学的任务已不只限于测定物质的组成及含量，而是要对物质的形态（氧化-还原态、络合态、结晶态）、结构（空间分布）、微区、薄层及化学和生物活性等作出瞬时追踪、无损和在线监测等分析及过程控制。随着计算机科学及仪器自动化的飞速发展，分析化学家也不能只满足于分析数据的提供，而是要和其它学科的科学家相结合，逐步成为生产和科学研究中实际问题的解决者。近些年来，在全世界科学界和分析化学界开展了“化学正走出分析化学”、“分析物理”、“分析科学”等热烈议论，反映了这次变革的深刻程度。

本书根据中国《国家自然科学基金会》“自然科学学科（分析）发展战略调查报告”在美国、前苏联这两个发达国家分析化学发展情况的基础上，将现代分析化学学科的发展趋势和特点归纳为八个方面，以论述分析化学整体的发展：

（一）提高灵敏度

（二）解决复杂体系的分离问题及提高分析方法的选择性

（三）扩展时空多维信息

（四）微型化及微环境的表征与测定

（五）形态、状态分析及表征

（六）生物大分子及生物活性物质的表征与测定

（七）非破坏性检测及遥测

（八）自动化及智能化

（一）提高灵敏度

这是各种分析方法长期以来所追求的目标。当代许多新的技术引入分析化学，都是与提高分析方法的灵敏度有关，如激光技术的引入，促进了诸如激光共振电离光谱、激光拉曼光谱、激光诱导荧光光谱、激光光热光谱、激光光声光谱和激光质谱的开展，大大提高了分析方法的灵敏度，使得检测单个原子或单个分子成为可能。又如多元配合物、有机显色剂和各种增效试剂的研究与应用，使吸收光谱、荧光光谱、发光光谱、电化学及色谱等分析方法的灵敏度和分析性能得到大幅度地提高。

（二）解决复杂体系的分离问题及提高分析方法的选择性 迄今，人们所认识的化合物已超过1000万种，而且新的化合物仍在快速增长。复杂体系的分离和测定已成为分析化学家所面临的艰巨任务。由液相色谱、气相色谱、超临界流体色谱和毛细管电泳等所组成的色谱学是现代分离、分析的主要组成部分并获得了很快的发展。以色谱、光谱和质谱技术为基础所开展的各种联用、接口及样品引入技术已成为当今分析化学发展中的热点之一。在提高方法选择性方面，各种选择性试剂、萃取剂、离子交换剂、吸附剂、表面活性剂、各种传感器的接着剂、各种选择检测技术和化学计量学方法等是当前研究工作的重要课题。

（三）扩展时空多维信息

现代分析化学的发展已不再局限于将待测组分分离出来进行表征和测量，而是成为一门为物质提供尽可能多的化学信息的科学。随着人们对客观物质的认识的深入，某些过去所不甚熟悉的领域，如多维、不稳态和边界条件等也逐渐提到分析化学家的日程上来。例如现代核磁共振波谱、红外光谱、质谱等的发展，可提供有机物分子的精细结构、空间排列构型及瞬态等变化的信息，为人们对化学反应历程及生命过程的认识展现了光辉的前景。化学计量学的发展，更为处理和解析各种化学信息提供了重要基础。

（四）微型化及微环境的表征与测定

微型化及微环境分析是现代分析化学认识自然从宏观到微观的延伸。电子学、光学和工程学向微型化发展、人们对生物功能的了解，促进了分析化学深入微观世界的进程。电子显微技术、电子探针X射线微量分析、激光微探针质谱等微束技术已成为进行微区分析的重要手段。在表面分析方面，电子能谱、次级离子质谱、脉冲激光原子探针等的发展，可检测和表征一个单原子层，因而在材料科学、催化剂、生物学、物理学和理论化学研究中占据重要的位置。此外，对于电极表面修饰行为和表征过程的研究，各种分离科学理论、联用技术、超微电极和光谱电化学等的应用，为揭示反应机理，开发新体系，进行分子设计等开辟了新的途径。

（五）形态、状态分析及表征

在环境科学中，同一元素的不同价态和所生成的不同的有机化合物分子的不同形态都可能存在毒性上的极大差异。在材料科学中物质的晶态、结合态更是影响材料性能的重要因素。目前已报道利用诸如阳极溶出伏安法、X射线光电子能谱、X射线荧光光谱、X射线衍射、热分析、各种吸收光谱方法和各种联用技术来解决物质存在的形态和状态问题。

（六）生物大分子及生物活性物质的表征与测定

70年代以来，世界各发达国家都将生命科学及其有关的生物工程列为科学研究中最优先发展的领域，在欧、美、日等地区和国家具有战略意义的宏大研究规划“尤利卡计划”，“人类基因图”及“人体研究新前沿”中，生物大分子的结构分析研究都占据重要的位置。我国在2000年前发展高技术战略的规划中，也把生物技术列为七个重点领域之一。一方面生命科学及生物工程的发展向分析化学提出了新的挑战。另一方面仿生过程的模拟，又成为现代分析化学取之不尽的源泉。当前采用以色谱、质谱、核磁共振、荧光、磷光、化学发光和免疫分析以及化学传感器、生物传感器、化学修饰电极和生物电分析化学等为主体的各种分析手段，不但在生命体和有机组织的整体水平上，而且在分子和细胞水平上来认识和研究生命过程中某些大分子及生物活性物质的化学和生物本质方面，已日益显示出十分重要的作用。

（七）非破坏性检测及遥测 它是分析方法的又一重要外延。当今的许多物理和物理化学分析方法都已发展为非破坏性检测。这对于生产流程控制，自动分析及难于取样的诸如生命过程等的分析是极端重要的。遥测技术应用较多的是激光雷达、激光散射和共振荧光、傅里叶变换红外光谱等，已成功地用于测定几十公里距离内的气体、某些金属的原子和分子、飞机尾气组成，炼油厂周围大气组成等，并为红外制导和反制导系统的设计提供理论和实验根据。

（八）自动化及智能化

化学发展史 篇3

一、运用化学发展史来加强学生的思想道德素质教育

思想道德素质教育应该有计划、有目的地进行政治立场、世界观和道德品质教育。而作为一名化学教师，在教学中必须有意识地努力挖掘化学方面的发明创造、现代化学的巨大成就及我国丰富的化学资源，培养学生追求科学真理的精神，树立为祖国现代化建设的坚定信念，树立坚定正确的人生观，培养学生爱祖国、爱人民的优秀品质和乐于助人的献身精神。化学史上许多杰出的化学家，不仅在科学领域为人类进步做出了巨大贡献，而且他们理想崇高，勇于探索，具有献身精神。如，在学习卤族元素知识时，讲到化学元素氟，就可以联系上化学史：氟在化合物中发现最早，但其单质由于活泼性和毒性极大的原因，长期未能分离出来。为了研制它，化学家们付出了极为沉重的代价。英国化学家戴维曾受氟的毒害病倒了好几个月，乔治和托马斯也为研制氟而严重中毒。化学家尼克雪为研制氟不幸遇难。在这样的情况下，法国化学家莫娃桑不畏艰难，不怕牺牲，仍坚持不懈，终于在1886年获得成功。化学史上每一项重大发现和进展，都凝聚了化学家们长期的劳动付出，甚至献出了生命。通过这些典型事例，教育学生树立远大理想，学习前辈忘我的精神，学习上不甘示弱，永远保持良好的学习心态。

二、运行化学发展史对学生加强科学文化素质教育

科学文化素质的培养是以系统的科学文化知识和技能为基础的。在教学中，要把传授基本知识和基本技能与发展智力结合起来，使学生在掌握知识的同时提升科学文化素质。化学是一门以实验为基础的学科，物质组成的性质、结构等都是由实验发现的。要教育学生诚实，不弄虚作假及尊重事实的作风。这不仅是思想品质的问题，也是科学精神，更是文化素质的基本特征和体现。精益求精、不断追求的科学精神是每一位教育者、学习者所必须具备的。例如“氩”的发现过程就是一个精益求精、追求真实的一个生动的故事。在教学过程中，教师要认真研究这样的事例，找到通过事例对学生进行思想教育的突破口。教师自己在教学中也要不断改进教学方法，变验证性实验为探索性实验，变结论式教学为过程式教学，调动学生的积极性和参与性，做到既传授知识与技能，又注重科学精神和文化知识素养的培养。联系平时学生生活学习中不诚实的行为，适时对学生进行思想教育。针对学生作业不认真、实验操作中不用心、观察不细心、考试作弊等行为，从正反两个方面反复教育，使学生认识到自己不良行为的危害，启迪学生崇尚求真求精的科学精神。教师可以根据教材的基本内容，分步提出系列问题，让学生带着问题去实验、去观察、去探讨新知识。同时将新知识运用到实践中，调动学生的积极性，培养学生的自学能力和探索精神，在使学生学到科学文化知识的同时，受到科学文化素养的教育，思维得到升华。

三、运用化学发展史培养学生健康的心理素质

要培养学生健康的心理素养、良好的行为习惯，以及掌握提高心理素质的科学方法。即使非常聪明的人，如果没有良好的行为习惯、缺乏坚强的意志和毅力、对学习好无兴趣，也是学不好的。培养学生良好的心理素质，不但有利于开发学生的智力，而且有利于提高學生对社会的适应和协调能力，培养学生热爱知识、

乐观向上的情感以及积极进取、不畏艰难的意志品质。爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师。”苏联教育家苏霍姆林斯基说：“我一千次地确信，没有一股有诗意的感情和审美的清泉，就不可能有学生全面的智力发展。”学生对知识的兴趣和热爱是一种动力因素，培养学生追求知识的情感，往往会使学生终身受益，这比单纯追求知识与技能更为重要。因此，在化学教学中，我们就要巧妙地运用化学发展史的典型事例，通过学习化学家们热爱自然和科学、渴求知识的精神、不畏艰难的坚强意志，让学生感受到榜样的力量，培养学生健康的心理素质与良好的行为习惯。居里夫妇为了自己的理想，在一间工作棚内生活了四年，得到了0.1克的镭盐。他们把这艰苦的四年看作最幸福的四年。因为他们实现了自己的理想，为科学进步做出了巨大的贡献。

总之，素质教育的形式是灵活多样的，如何有效地在化学教学中实施素质教育，是我们每一位化学教育工作者需要探讨的重大课题，这也是历史赋予我们的责任。我们在化学教学中，巧妙运用化学发展史对学生进行素质教育，已经收到了良好的效果。今后我们要进一步加强教学和化学发展史的研究，力争将化学教学与素质教育有机统一起来，为培养学生良好的综合素质做出应有的贡献。

参考文献：

运用化学发展史培养学生科学素质 篇4

科学素质是指在掌握一定科学知识形成一定知识结构的基础上所形成的适应人类社会发展所需要的基本品质和能力, 诸如科学情感、科学思维、科学方法和应用科学知识解决问题的能力等。

科学素质的形成必须以科学知识为基础, 没有一定的科学知识, 就不能形成科学素质。因此, 科学素质包含着科学知识。但是, 科学知识本身并不是科学素质, 它也不能自动地形成优良的科学素质。所以科学素质不是科学知识所能代替的, 它具有更高层次上的内容。具有良好科学素质的人比单纯具有丰富科学知识的人具有更高的创造力。

由于科学素质的培养是素质教育的重要组成部分, 有必要对科学素质的内容作更细致的阐述。为此, 除科学知识之外, 把科学素质的其它主要内容依据自己的见解大致概括为如下几个方面。

1.1 科学情感

主要包括对科学的热爱, 相信科学技术的力量, 渴求科学知识;关心自然, 对自然事物和所发生的现象具有好奇心, 喜欢进行观察和探究;关心环境、各种资源的合理开发和利用, 具有社会责任感;努力追求真理, 具有创新意识。科学情感在相当大程度上对学生努力学习科学知识起着远景性动机的作用, 也是他们将来为国家作贡献、为人类造福的内在驱动力之一。

1.2 科学思维

包括科学思维的品质和方式。科学思维的品质指的是从客观实际出发, 实事求是, 坚持辩证唯物主义, 反对唯心主义和形而上学, 即以客观事实为依据, 以全面的、联系的、发展的观点来进行思维。这本身就是一种实事求是的科学态度。具有科学思维品质和方式的人, 才能更深刻更科学地认识世界, 更富有成效地改造世界。

1.3 科学方法

科学方法指的是自然科学方法论。它贯穿于科学知识的始终, 是科学认识的主要手段、有效工具。它包括科学认识的一般过程:提出问题———收集与问题有关的资料和数据———提出假说和验证假说———发现规律性, 得出结论———应用规律和结论;科学方法是正确反映客体的通道, 掌握一定的科学方法的人能够更全面、更有效地形成科学能力, 发挥自己的潜能。

1.4 应用科学知识解决问题的能力

这是科学素质各项内容中最集中的表现。它包括观察、实验、思维、想象、阅读和表达等多项能力。解决问题最主要的是独立思考能力, 即运用创造性思维和丰富的想象, 打破传统观念, 对新问题进行探索性研究, 创立新概念、新假说、发现新规律, 建立新理论。具有这种能力的人才能真正发挥科学知识的作用, 真正实现知识就是力量。

以上四个方面是互相联系的, 是一个统一的整体。现代社会的人都应具备一定的科学素质。我们必须面向全体学生进行科学素质的培养, 这样才符合素质教育目标要求。

2 运用化学发展史培养学生科学素质

恩格斯说:“在思维的历史中, 某种概念或概念关系的发展和它在个别辩证论者头脑中的发展的关系, 正如某一有机体在历史中的发展和个别胚胎中的发展的关系一样。”科学发展的历史与科学理论的逻辑是统一的。就化学来说, 某个概念的历史形成过程与我们对该概念的掌握过程是一致的。因此, 学习化学发展史, 从某种程度上来说, 既学习了化学科学本身, 又学习了化学家所具有的科学情感、科学思维、科学方法, 从而提高了应用科学知识解决问题的能力, 也就培养了科学素质。

2.1 运用化学发展史培养学生科学情感

培养科学情感, 化学史大有用武之地。榜样的力量是无穷的, 讲述化学家们废寝忘食、坚韧不拨、百折不回地追求真理的故事, 是培养学生科学情感的有效方法之一。爱是最好的老师, 人的潜能由于爱的激发而得到升华。这种科学家们追求真理渴求知识的典形事例, 激发和培养了学生热爱科学的情感和献身科学的精神。

2.2 运用化学史培养学生科学思维和科学方法

化学发展的历史, 既是一部正确思维与错误的思维反复激烈斗争的历史, 又是一部先进的科研方法不断取代落后方法的历史。因此, 在化学教学中运用化学发展史, 能够培养学生的科学思维和科学方法。化学史上的许多事便生动地表明, 是否具有科学思维和科学方法, 特别是是否具有科学思维的品质, 对科学家的得失成败有着重大的影响。普利斯特里在拉瓦锡之前已经发现了氧气, 在此基础上再前进一步就可以揭开燃烧现象的本质, 否定已流行近一个世纪的“燃素说”, 从而取得具有划时代意义的成就。然而, 普利斯特里是一位英国牧师, 是一位典型的形而上学经验主义者, 并不具备科学思维的品质———以客观事实为依据, 唯物辩证地思维。形而上学经验主义者把自然界各种现象都用一些什么力或什么素来解释。他们企图用什么力或什么素来解释事物的原因, 却是真正阻塞了追溯这个原因的道路。拉瓦锡的成功不但因为他具有科学思维的品质———唯物辩证地思维, 而且还因他使用了当时最先进的科学方法———以近代工业能够提供的较精密的分析天平来进行定量实验分析。正因为天平的使用, 才使化学的研究进入定量阶段, 才会发现一系列的基本定律和分子原子学说。如罗蒙诺索夫的质量不灭定律和道尔顿的原子学说等。拉瓦锡并不迷信于燃素学说, 他说:“假如有‘燃素’这样的东西, 我们就要把它提出来看看。假如的确有的话, 在我的天平上就一定能察觉出来。”他通过对物质在燃烧前后进行称重发现:物质燃烧并不是放出燃素, 恰恰相反, 是可燃物质和空气中的氧气所起的化合反应。这种因思维和方法的正确与否而产生的成功与失败的典型事例, 时刻鞭策着同学们去努力学习辩证唯物主义, 拥有科学思维的品质, 掌握先进的科学方法。

2.3 运用化学史培养学生解决问题的能力

整个化学史, 是化学家们应用已有的化学知识不断提出问题分析问题从而解决问题的历史。正如我国化学家傅鹰教授所说:“化学给人以知识, 而化学史给人以智慧。”运用化学史重温化学家们解决问题的过程, 自然提高了解决问题的能力, 甲烷正四面体结构的确立, 经历了一个艰难曲折的过程, 饱含着科学家们的聪慧和坚韧。按照凯库勒———布特列洛夫的有机结构理论, 能够解释许多事实, 但不能解决二氯甲烷无异构体;一种是两个氯原子处于对位;另一种是两个氯原子处于邻位。但是化学家们通过实验证实了二氯甲烷只有一种, 并无异构体存在。这就提出了一个非常重要的问题。荷兰的范特霍夫和法国的勒贝尔对这问题进行了仔细的分析和研究, 大胆地提出了成键的立体观念。他们认为碳原子的四个价键指向正四面体的顶点, 碳原子本身占据正四面体的中心, 甲烷是一个正四面体结构。这就圆满解决了上述问题。然而, 按照路易斯的观点, 一个2S上的电子激发后, 碳原子上的四个成键电子, 三个能量相同, 一个不同, 所形成的甲烷分子中, 应有一个C-H键的键长比其它三个要短, 因而不可能是一正四面体结构。这又提出了一个关键的问题。美国化学家鲍林的杂化轨道理认则刚好解决了这个问题。他认为, 四个能量不同的轨道进行能量平均化, 重新组成四个能量相等的新轨道, 这就是SP3杂化。由于四个SP3杂化轨道相互排斥, 只能指向正四面体的顶点, 所以甲烷是一个正面体结构。这种应用现有知识不断提出问题分析问题从而解决问题的典型事例, 是学生应用科学知识解决问题的母板, 科学家们的各种能力必将逐渐内化为学生自己解决问题的能力。

以上几个方面的培养不是孤立的, 而互相联系、互相影响、互相促进的, 它们构成一个有机的整体, 最终以提高学生的科学素质为目的。

将化学史教育与中专化学教育有机地结合起来, 无疑是培养学生科学素质的一条捷径。因此, 我们必须切实重视化学教学中化学史对培养学生科学素质的构建作用, 切实加强化学史的教学。

参考文献

[1]化学发展简史编写组编著.化学发展简史[M].北京:科学出版社, 2006.

化学教师发展规划 篇5

一、自我分析

在7年教学生活中，越来越感到知识的欠缺。踏入课改之途，每天都有大量的新知识，新发现，要使自己不落伍，更需要促使自己不断学习，成为科研型的教师。

1、教育教学理念有了转变。以前更多地关心教育教学计划是否落实，很少去关注学生的发展、学生的需求。

2、科研意识有了提升。以前总认为科研工作很苦，想逃避各项科研工作，如今逐步意识到“以科研促教研”的重要性。

3、德育的育人功能逐渐加强了。在德育活动中更多地去关注学生个性、能力的发展。

4、职业心态平和，能正确的处理与同事、学生和家长的关系。

5、能够熟练地掌握现代信息技术，并灵活有效为教学所需服务。

二、指导思想

教育是民族之魂。振兴民族的希望在教育,振兴教育的希望在教师。没有教师的发展，就没有教育的发展，高质量的教育取决于高素质的教师，提高教师素质的关键是加强教师专业化建设。当前我国正在实施素质教育和推进基础教育课程改革，迫切需要一支用先进的教育理念武装起来的教师专业队伍。所以，教师的专业化建设成为时代的必然，教师专业化发展的研究就成为推进教育改革的基础和保证。教师专业发展要求教师不仅是有知识、有学问的人，而且是有道德、有理想、有专业追求的人；不仅是高起点的人，而且是终身学习、不断自我更新的人；不仅是学科的专家，而且是教育的专家，具有不可替代性。

为了系统、明确地进行教育教学工作，提高自身综合素质，不断提高自己的专业素养，提升教育教学水平，努力成为学习型、研究型、专家型教师，并适应学校提出的两个“课改”和“三四五六”课堂模式，制订个人专业发展规划。

三、发展目标

加强师德师风的修养，形成高尚的人格，有一颗进取的心，热爱学生，对学生有博爱之心，宽容、有强烈的责任感。认真贯彻国家教育方针，遵循课程改革的要求，培养全面发展的学生，教学成绩力争优秀率和平均分不断提高。积极参与科研课题的研究，力争提出自己的研究课题并积极参与立项，推进自身素质的全面提高，使自己成为具有一定科研能力的科研型教师。树立终身学习的理念，具备终身学习的能力。

积极参与科研课题的研究，力争提出自己的研究课题并积极参与立项，全面提高自身业务素质和理论水平，使自己努力成长为一名科研型教师、学习型教师、反思型教师。争取做一名知识上、能力上、品德上让社会、学校、家长满意的教师，即较高素质的教师，力求自己由专业型、经验型教师向学习型、研究型、专家型教师转变。

1、师德成长方面：

恪守教师职业道德基本规范，使自己形成敬业爱生、明礼诚信、勤学乐教、廉洁奉献的师德风尚。规范和提高自己的道德观念，学习优秀教育家的优秀品质，规范和提高自己的道德观念，提高自身的政治素质。敬业爱岗，为人师表，树立良好的教师形象。

2、教育教学方面

树立依法治教的办学理念,全面贯彻教育方针，实施素质教育，转变教育观念，为学生的终身发展奠定基础。努力学习先进的教育理论知识，参加各种培训及研讨活动，积极投身于课程改革的探索与实践，提升业务水平；勇于创新，能够灵活自如地处理教材，形成自己的教学风格。力争达到合格率100%，优秀率、平均分稳步提升。

3、教研、科研方面：

以科研培训为先导，以校本培训为主体，以教研培训为辅助，抓住“问题即课题”，在教学中留心积累、思考，积极撰写教育科研论文，积极参加学校教科研课题的开发与实践，成为具有较强科研能力的教师，确立自己的研究课题，力争近期内取得一定的科研成果。

4、理论学习方面：

树立终身学习的思想，多读书、不断学习先进的教育教学理论、紧跟教育发展的新形势，用先进的思想和理念武装自己，做思想型教师，积极学习关于自己专业的教学理论知识，并能运用在自己的教学中，及时进行反思及重构。

5、学历进修、继续教育方面；

树立终身学习的观念，积极参加学历进修、继续教育等学习活动，不断给自己充电；提升个人修养，做有品位的教师。

四、对应措施

1.争取坚持写教育教学日记，养成及时反思和勤于积累的习惯。及时记录自己在课堂教育教学、专业理论学习、教育科学研究等方面的学习心得体会。

2.积极参加市、区教育部门组织的继续教育学习和学校组织的校本研训活动。

3.每天有一定的读书时间，用自学形式完善与深化化学教育专业理论与教学。保证每天有1小时的读书时间，阅读与教育教学有关的书籍，不断充实自己。

4.积极参加有关的科研论文撰写与评比活动，争取在专业刊物上发表文章。5.努力改进课堂教学，千方百计激发学生的学习兴趣，养成主动学习的好习惯。

6.认真上好每一节课，把教学能力的提高落实在每一天的课堂教学中。认真参加每一次的教研活动，认真思考并虚心学习。利用每一节课巩固、提升自身的教育、教学能力，认真作好课例分析。

7.通过学生评价和考试成绩检验课堂教学能力，力争使所教的同类学生有较大提高。

电化学的奠基与发展 篇6

【关键词】原电池；电解池；电化学

电，作为一种神秘的能源，与其他能源不同，他并不是自然界随处可见的，而是通过一定的条件才能够触发的，然而电在我们的生活中随处可见，比如雷电，摩擦起电，干燥起电，等等。人类又是如何发现电的呢？

17世纪，法国化学家发现了正负两种电荷，并总结出了同种电荷互相排斥异种电荷互相吸引的观点，1791年，伽伐尼在一次偶然的实验中发现了金属丝能让青蛙的腿部抽搐，进而认为青蛙体内与金属产生电，使得腿部肌肉抽搐，通过他的大胆设想小心求证，最后从中得到启发，用不同的金属片夹湿纸制成了全世界第一个化学电源，称为伏打堆，虽然此电源不能被用在生产，但是它为人类开启了一扇门，让人类可以看到，化学和电并不是完全割裂开的两种物质，电是通过化学物质的反应实现的，并不只能够通过物理接触或者天然采集。

随着人们对于电的理解愈加深入，人类发现了电的越来越多的用途，同时电与化学反应的联系也愈加紧密起来，人类发现电和化学物质可以通过电化学反应互相转化，而电化学则是研究这些过程的。电化学反应装置一般都分为原电池和电解池两种

1.原电池

原电池，顾名思义，就是化学物质通过一定的组合与反应，可以起到电池的作用。原电池最早的起源就是来自于伏打堆，因为伽伐尼认为是蛙腿组织液与金属之间存在电流刺激才会产生抽搐，后来伽伐尼的猜想得到了进一步的证实与完善，原电池的形成需要几个条件：（1）电极材料要有两种活泼性不同的金属或者其他可以导电的材料（2）电极在电解质溶液中，并且其中至少一个电极要与电解质发生自发的氧化还原反应（3）两电极之间有导线连接，形成闭合回路。这三个条件缺一不可，一旦都具备，就可以形成原电池，产生电流，作为电源使用。

原电池的反应机理很简单，就是氧化还原反应得失电子的过程，不过与一般的氧化还原反应不同的就是，氧化反应和还原反应不在一起进行，电源的负极需要与电解质发生氧化反应，电极质量减少或者不断溶解，同时把反应中失去的电子通过导线传到正极；与此同时，正极发生还原反应，电极质量不变或者增加，同时接受负极传过来的电子，电子的转移产生电流。

原电池可以为人类通过化学反应创造电，但是同时也有不好的影响，例如钢铁的锈蚀。一般来讲，钢铁的锈蚀分为两种，一种是发生在干燥且特殊的环境下产生的锈蚀，而大多数则来自于原电池反应。原因在于工业炼制的钢结构都是有碳元素的加入，碳具有良好的导电性能，一旦钢铁上沾染了水，加上溶解于水中的二氧化碳和其他电解质，形成了电解质溶液，铁作为负极，碳作为正极，三者一起就形成了一个原电池，与氧气反应是钢铁锈蚀，如果水偏酸性腐蚀则将更加严重，并且原电池还有促进反应的开始与进行的作用，使得钢铁锈蚀更加剧烈。所以在钢铁生产出之后，往往会加一些保护措施，例如涂保护层，加保护金属，经常保持金属干爽等，或者利用原电池的特性，采用牺牲负极的正极保护法，在钢铁上外加比其活泼性更强的金属如铝等，构成原电池，使得钢铁作为正极被保护下来。因而了解电化学，可以帮我们避免一些生产生活材料的消耗，更加合理地保护和利用资源，趋利避害。

原电池在我们的生活中有很广泛的应用，例如锌锰电池，平时生活中常用于手电筒等小型用电设施中，一般电压为1.5V—1.8V之间，它以锌作为负极，以二氧化锰作为正极放电，有防漏性能好，电压稳定，放热少，能量密度大等优点。很简单的设计，例如海上航标灯的电源就是海水电池，以铝为负极，碳为正极，海水作为电解质溶液，通过铝和空气的反应，产生电流，如此既可以最大化利用资源，又不产生有害物质，并且操作简便。而最近流行的一种燃料电池，也是利用了原电池的原理，例如甲烷原电池，氢氧原电池，这样的原电池利用的是燃料与氧气的燃烧反应，燃料在负极反应，氧气在正极反应，用酸或者碱溶液作为电解质溶液，这样的燃料电池与普通的燃烧反应相比，可以产生更少的光能，热能等的消耗，更大化地转化为电能这一清洁能源，提高利用效率。同时产生的二氧化碳等物质可以被吸收而进一步加工和利用，从而减少碳排放，保护环境，合理利用资源

2.电解池

电解池的作用与原电池恰恰相反，电解池需要外接电源，通入电流，推动反应进行，是一种将电能转化为化学能的装置。电解池的构成条件有：（1）阴阳两极连接在直流电源上；（2）有可以导电的两个电极，其中与电源正极相连的为阳极，与负极相连的为阴极；（3）阴阳两极放置在电解质溶液中；（4）形成闭合回路。四个条件中，既有构成完整电路的必要条件，也有发生氧化还原反应的必要条件。电解池的反应机理是，阳极上失电子，发生氧化反应，阳极如果是活泼金属构成，则是活泼金属与失电子变成金属离子进入到电解质溶液，如果是非活泼金属如铂或者是非金属如碳等物质则是电解质溶液的阴离子反应，而此时阴极溶液中的阳离子发生还原反应，得到电子，反应平衡。电解池的好处是可以使得两极的产物分离，并且可以完成一些正常条件下不能完成的反应。

电解池在钢铁工业中应用颇丰。利用电解池，可以实现在金属表面镀上一层其他金属，称为电镀。镀上的金属称为镀层金属，待镀的金属称为镀件，电镀时，将镀层金属作为阳极，镀件作为阴极，含有镀层金属离子的溶液作为电解质溶液，通过电解池反应，镀层金属从阳极转移到阴极，在镀件上形成金属膜，得到的镀件表面平滑，不影响性能，反应平缓快速。同样的道理，也可以通过电解池提炼有杂质的金属。如提纯铜，将粗铜作为阳极，精铜作为阴极，硫酸铜溶液做电解质溶液，就可以达到提纯粗铜的目的。利用电解池还可以保护金属不被锈蚀，在金属上外加电源，金属作为阴极就可以实现。电解池帮化工行业解决了不少难题，例如活泼金属的制备。铝是一种活泼的金属，常温下就可以与氧气反应，还原性很强，很难在常温下在其化合物中置换出来，而工业上利用电解池，在冰晶石的催化下，电解三氧化二铝，就可以得到铝的单质。钠是比铝更活泼的金属，工业上则使用电解熔融氯化钠的方式制取钠单质。电解池使得工业生产很多物质都成为可能。

烧碱，NaOH，作为一种工业原料，在化学药品制造，造纸，纺织等方面应用广泛；氯气，黄绿色气体，在消毒，漂白剂，农药，化学药品，有机溶剂等制造上应用广泛，氢气，作为一种新兴的清洁燃料，工业原料，作用也极大，而电解饱和食盐水的反应就可以同时实现这三个物质的制备与分离，采用两个惰性电极作为阴阳极，饱和食盐水作为电解质溶液，阳极产生氯气，阴极产生烧碱溶液和氢气。这个反应已经成为一个单独的工业称为氯碱工业，生产这三种物质，是化学工业中较为重要的一环。

总而言之，电化学作为一种时间较短的科学，早已经进入到每个人的生活，电和化学反应已经紧紧地联系在一起，只要人类合理地利用电化学的奥妙，趋利避害，一定可以更加充分，巧妙地利用地球的资源，获得最大的方便。

【参考文献】

[1]司大均，许力，仁宗礼，赵玉玲.盐通式原电池的设计和应用[J].实验室探索与研究，2011（11）.

[2]张芹，朱元荣，黄志勇.化学/电化学腐蚀法快速制备超疏水金属铝[J].高等学校化学学报，2009（11）.

绿色化学及其发展方向 篇7

绿色化学是用化学的技术和方法去消灭或减少那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂在生产过程中的使用,同时也要在生产过程中不产生有毒有害的副产物、废物和产品。绿色化学具有重大的社会、环境和经济效益,它避免了化学的负面作用,显现了人的能动性,它比环保意识要高一个层次。绿色化学体现了化学科学、技术与社会的相互联系和相互作用,是化学科学高度发展以及社会对化学科学发展的作用的产物,对化学本身而言是一个新阶段的到来。

1 绿色化学理念认识

从环境观点认识,绿色化学是从源头上消除污染,从全球上防范污染。

从经济观点认识,绿色化学是科学合理利用资源和能源,降低生产成本,实现循环经济,符合可持续发展的战略要求。

绿色化学的目的是把现有化学和化工生产的技术路线,从“先污染,后治理”转变为“最佳利用资源能源”,“从源头上根除污染”,实现物流和能流的良性高效利用和优化循环,走循环经济之路,关键是原料的可再生性和生物可降解性。

绿色化学是依靠科学技术进步的综合能力,发展对环境友好,同生态和谐,与自然和合相融的化学及化工技术,从根本上解决环境污染与可持发展之间的矛盾。发展绿色化学的核心问题是要研究新反应体系,包括新合成方法和路线,寻求新的化学原料(包标生物质资源),探索新的反应条件如超临界流体,环境无害的介质以及设计和研制绿色产品。这要求进一步认识和揭示化学物质本身的科学规律,通过对相关化学反应的势力学,动力学和动态学研究,探索新型化学键的形成和断裂的可能性及其选择性调节与控制,发展新型化学反应,特别是催化反应和酶系(或拟酶系)反应以提高反应的选择性,专属性而获得理想的目的物。

绿色化学是我国重点支持的重大基础研究领域之一。

2 绿色化学原则

1998年P.Anastas和J.Warner出版了《绿色化学理论和实践》一书,提出了绿色化学12条原则,可概括为:

(1)预防环境污染,预防废物。

(2)原子经济性,力求尽可能提高合成直收率。

(3)无害化学合成。

(4)设计安全高效低毒化学品的使用。

(5)使用安全溶剂和助剂。

(6)提高能源经济性。

(7)使用可再生原料。

(8)避免和减少衍生物生成。

(9)开发新型催化剂。

(10)降解设计,功能终结之后,不会残留于环境。

(11)预防污染中的实时分析。

(12)防止意外事故的安全工艺。

3 绿色化学的原子经济性

绿色化学的主要特点是原子经济性,即在通过化学原理和化工技术工程的实施中,获取新的化学物质的转化过程中要充分利用每个原料原子,实现“零排放”。可以充分利用资源,又不产生污染。原子经济性体现资源节约型发展模式和环境友好的实现,是可持续发展战略的具体化。绿色化学是对传统化学及其工程实践的反思。传统化学向绿色化学的转变是化学从粗放型向集约型的转变。

绿色化学的关键内容可描述为:绿色化学在理念意识上遵循“天人合一”原则。尊奉人道主义和环境道德,力求在实现中零排放。绿色化学的关键是必须做到原子经济性。所谓原子经济性是指原料中的原子转化成产物的百分率。1991年Trost提出原子经济性概念,理想的原子经济反应要求原料分子中的原子能够百分之百地转化为产物,不产生任何副产物或废物,真正实现废物的零排放。

传统化学工程中采用反应产物选择性或产率作为评价反应过程或工艺技术的优劣之标准,这种认识和做法已沿用百多年,迄今许多开发和研究仍然至力于改进工艺,希冀提高产率。产率指标的建立是基于追求最大经济效益或经济回报率的理念意识而提出的,它没有考虑外部经济性问题,也没有考虑环境影响,无法估计所排放废物的特性和数量以及其造成的生态环境损害,并同国民经济回报率往往相悖。因之,产率不能当成对化工项目的唯一评价指标,而应全面考虑环境友好和资源节约,用原子利用率代替产物选择性或产率。

4 绿色化学发展的主要方向

4.1 高效

高选择性的催化剂可以实现“原子经济性”反应。不对称合成的催化反应,是获得单一手性分子的重要方法,不对称催化具有独特优势,由于它有“手性增殖”或“手性放大”作用,即通过使用合适的手性催化剂可以立体选择性地生成大量手性化合物。异构化酶专门催化手性合成或不对称合成,具有高度的选择性和催化活性。手性合成或不对称合成是化学合成中最富挑战性的领域,许多手性催化剂往往用其化学计量级,近年来发现有许多手性试剂可用催化量级,并有效地用于众多合成中,产物的对映选择性很高。Corey及其合作者认为催化量的手性试剂可称之为化学酶。如目前在不对称合成中得到广泛应用的噁唑硼烷类化合物,就是一类著名的化学酶。

化学酶是可溶性有机小分子,其催化有机反应在许多方面与天然酶催化反应相同。噁唑催化的酮不对称还原,从烷基硼酸[RB(OH)2]和二苯基脯氨醇所制备得到的噁唑硼烷A,在用化学计量的硼烷或二苯酚硼为还原剂时,是对映选择性还原各类酮类的好催化剂,产物的ee值(光学产率)和产率都很高,产物的构型可以预测,催化剂在反应后可以再生,适用于大量制备。反应的最佳条件是:在THF(四氢呋喃)中、25℃、混合0.6 mol/dm3硼烷、0.05mol/dm3的催化剂A和1mol/dm3的酮,反应很快,混和反应物后1min内就完成。值得注意的是,该反应的对映选择性因增加BH3·THF量到0.6mol/dm3以上或降低反应温度而降低。所以,加强有关酶化学和模拟酶的研究可能是绿色催化反应的核心或关键性课题。

4.2 开发和研究符合绿色化学要求的新反应

寻求反应条件平和,流程短,原子选择性高的新反应,如:硝化反应、氧化反应、催化反应、自由基反应等,其中关键是催化剂的开发和应用,特别是酶反应和模拟酶的研究,以及相应的工艺技术与装备的研究,避免使用和力求减少对生态环境有害的原料,减降副产品的排放,力求实现零排放。生命机体中各种功能酶的生化反应具有特异性,高选择性,可在温和条件下高速实现各种生化合成和代谢反应。了解认识各种酶反应的化学机制,科学巧妙地利用各种模拟酶反应机理于各种有机合成反应,实现模拟酶的反应特异性,高选择性,高速性,使化学反应按分子设计要求实现高组织化的有序进行,并可节能,节约资源,实现最有效的充分利用能量与资源。

例如:尿素传统的合成工艺主要反应方程式

2NH3(液)+CO2(气)=NH4COONH2(液)

NH4COONH2=CO(NH2)2(液)+H2O

工艺流程简述:尿素合成塔内温度为186～190℃,压力为200kg左右。

合成尿素的绿色化学工艺:

NH3+CO+S (Se)=

(NH4)2CO+H2S(Se)

H2S(Se)+1/2O2→CO

用硫作循环剂的反应,可在100～120℃,320～2000kPa下进行,若用硒作循环剂,该反应可在常温常压下进行。

4.3 无公害

生态化与环境友善的反应介质的开发与利用,替代传统反应介质的研究,其中包括超临界流体(水、二氧化碳等),近临界水,液体水,离子液体等,如:二氧化碳在常温下是气体,无色、无味、不燃烧、化学性质稳定,不会形成光化学烟雾,也不会破坏臭氧层,来源丰富,价格低廉,超临界二氧化碳可很好地溶解一般有机化合物,可以替代机械、电子、医药和干洗等行业中普遍采用的挥发性有机清洗剂;代替氟氯烃作泡沫塑料的发泡剂;超临界CO2为溶剂,生产氟化物单体和聚合物等。

4.4 绿色能源的开发利用

传统燃料燃烧方式放出的化学能受热力学第二定律的限制,只有一部分(低于40%)被转化为有用能,其余的能量则以种种不可避免的方式损耗了,如活动部件之间的摩擦消耗,作为废热从烟囱和冷却塔排放出等。

燃料电池直接将化学能转化为电能没有任何机械和热的中间媒介。燃料电池取决于不同用途,其效率可高达90%。靠这种高效率,以燃料电池技术为基础的发电厂比起普通发电厂将消耗更少的燃料,同时相应地减少了污染物的排放。

可再生能源中目前已获得商业应用的是水力发电,发电量约占全球发电量的18%,但这仅仅是开发利用了全世界水能资源的10%。而未开发的资源大部分在发展中国家,其开发利用受到资金和技术等方面的限制。目前看来,小水电比大型水电项目更有发展前途。风能提供的电力仅次于水电,鉴于风能利用的良好前景,国际上已在风轮机设计制造技术、功率储存技术方面展开激烈竞争。利用模拟酶和高分子金属配位化合物实现能量(尤其是太阳能)的固定与储存,吸收固定的能量又可按需求予以方便利用,使能量流生态化,与环境友好,与生态和谐。

可持续发展中有四大变量:能源,资源,生物多样性与空间,如若利用模拟酶实现绿色化无害能源,就基本上解决了可持续发展中的重大变量,尽可能多的利用太阳能和其他可再生能源(如生物质能、风能、水能等),尽量少用或降低化石燃料的使用,大幅减少温室气体(二氧化碳、甲烷等)的排放,将有益于气候变化。

4.5 可重复使用可再生材料

可降解材料和生物质的利用以及人类生活中废弃物的资源化再利用。目前国际上研究生物基材料的热点主要集中在聚乳酸、PH A (聚羟基脂肪酸酯)、1,3-丙二醇和高附加值精细化学品,特别是发挥生物质的特有骨架结构,通过化学转化衍生出各种具有特殊功能的高附加值精细化学品。

针对我国的国情,引领化学工业的绿色革命,开展生物乙醇制乙烯等相关技术和产业也是国内目前的重要课题。例如,从乳酸、乙醇、甘油、丁二酸等出发,分别合成大宗化学品和精细化学品,已经取得了良好的进展。聚羟基烷酸酯(PHA)、淀粉基生物降解塑料、聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)、壳聚糖等将作为化工原料而被人们广泛利用。以下领域的研究将越来越被人们重视:碳二平台化合物(乙烯、乙酸、羟基乙酸);碳三平台化合物(甘油、乳酸、丙烯酸);多碳平台化合物(碳四二元酸包括丁二酸、富马酸、苹果酸、2,3-丁二醇及甲乙酮、碳五酸包括谷氨酸、衣康酸衍生物、乙酰丙酸、木糖醇衍生物、长链烷基二元酸);生物基高分子材料(聚乳酸制备技术、聚氨基酸制备技术、天然高分子改性、PHA、PHB制备技术);生物基精细化学品的关键技术开发与产业化(生物基手性化合物产品、氨基酸衍生物、糖基及核苷酸类化学品、1,3-二羟基丙酮、甾类衍生物、γ-氨基丁酸制备(生物转化发酵)。

4.6 绿色农药化学

农药化学是有机化学和生物学交叉形成的应用基本研究的分支学科,在全球化化学污染过程中农药起着主导作用,农药污染是环境全球化的重要内容之一,特别是斯德哥尔摩POP公约中列出的12种POPS (持久性有机污染物)。其中有9种是农药,二恶英类(PCDDS/PCDFS多氯二苯呋喃)往往是许多农药(如2,4D、2.3.5.T等)合成过程中的副产品(杂质),可以说首批全球性控制的12种POPS基本上是农药或者同农药制造有关,因此,农药的“绿色化”是时代的要求。

据估计,现在和可预见的将来,化学农药仍将在植物保护方面占主导地位,在国际上,发展高效,选择性强,环境友好的化学农药是主要方向,并在农药的思维理念和概念设计上会逐步实现由对生物(如昆虫,菌类等)物种的“杀灭”转向“调控”的概念转变与设计思路的更新。绿色农药化学的主要方向有:A非传统机制的化学农药,包括生物调控剂,仿生物化学农药,植物防御剂,免疫激活剂。B构效关系理论(QSAR)与分子设计,包括受体结构未知和基于基因组学及生物信息学的构效关系(QSAR)研究及分子设计。C组合化学合成技术及高通量生物活性测试筛选技术。D生物基因工程与化学合成的结合协同。

近年来,我国在新农药创制方面有所进展,但同国际水平相差距离还很大,主要是思维理念缺乏创新,基础理论研究不够深入和系统,缺乏原创性的概念设计和分子设计,研究课题大多是跟踪性的,前沿性和独创性的少。

还有:利用生物和生物工程合成有关化学物质,如用细菌发酵法合成聚羟基烷基酯(PHA),聚丙交酯(PLA),聚乳酸酯,聚对苯二甲酶丙二醇酯(PTT)等化合物实现原料可再生和产物可降解的环境友好生物化学工程。利用基因工程,纳米技术的原理和方法以深化开拓绿色化学。如利用基因工程生产无公害绿色食品;利用纳米材料制备自洁净材料,降解高分子有毒有害物质等。但又要注意到科学技术的两面性,有着双刃剑的特性,应用中要谨慎,并认真作好环境评估。

5 结语

绿色化学是要求化学从一个崭新的角度来审视“传统”的化学研究和化工过程,并以“与环境友好”为基础和出发点提出新的化学问题,创新出新的化工技术。绿色化学符合可持续发展理论。

化学发展史 篇8

1 地球化学勘查技术的发展及应用

1.1 地球化学探矿的起源

地球化学探矿最早起源与北欧和苏联。其中有几位大师对地球化学探矿工程有着很重要的影响。戈尔德施密特和俄罗斯的维尔纳茨基以及费尔斯曼为化学探矿学科的发展做了很大贡献。在分析地球化学探矿时, 他们首先运用了光谱分析法。慢慢的, 这种用光谱分析地球化学探矿的方法从俄罗斯和北欧向着美国, 整个欧洲, 中国, 乃至全世界传播, 地球化学探矿工程才得到普遍的重视。

1.2 从地球化学探矿到地球化学勘查的转变

地球化学勘查, 早期也称之为地球化学探矿, 自从《Geochemistry in Mineral Exploration》这一经典著作出版之后, 人们更多的习惯称之为地球化学勘查。1973年, 一本叫做《地球化学勘查杂志》的书问世, 为地球化学勘查奠定了基础。但真正的将地球化学勘查作为一门学科来分析, 是在1974年。Levinson于1974年在《Introduction to Exploration Geochemistry》一书中首先正式提出来的地球化学勘查的学科。在1967到1980这个时间段, 地球化学勘查在太平洋以及非洲的一些地方取得了很大成就。

1.3 地球化学勘查的具体应用

在环太平洋, 南美洲西海岸一带, 人们寻找斑岩铜矿就运用了地球化学勘查技术。除此之外, 美洲的大铀矿也采用了地球化学勘查技术。为了促进发展中国家的经济发展和科学技术的提高, 联合国在这个时间段也开展了一系列为发展中国家找矿产的项目, 其中地球化学方法占据了首要位置。

1.4 地球勘查技术开始出现下降的原因

20世纪80年代之后, 有关地球勘查技术的相关文献资料开始减少。从总得方面上来讲, 大致有三个原因。首先, 矿产业的前景不容乐观, 这使得地球勘查技术没有可以用到的地方, 自然减少了对其关注和研究;还有就是, 地球勘查技术已经经历了一定的发展时间, 这让很多人误以为这门学科不管是从理论上还是从技术都已经很成熟了, 只要矿业公司做好应用就可以了;最后就是因为近几年来, 环境问题已经成为了影响人们生活水平和生活质量的首要问题, 许多原本关注勘查地球的化学家们都已经转行去做环境研究去了。

2 地球化学勘查技术与其他学科的交叉应用

2.1 地球化学勘查技术早期来源于找矿工作

早期的地质找矿工作, 主要是依靠地球物理和地球化学两门科学。1997年, 科罗拉多州矿业学院的Closs教授对地球化学勘查作了一个总结性的发言, 他认为这门学科的基本原理已经成立, 以后只要我们在运用过程中, 加强对其技术的深化, 只要做得更加精细, 这门学科就已经达到了成熟。尽管他的看法代表了很多勘查化学家的理论和观点, 但我们依旧对其观点依旧存在异议。因为在后期的应用过程中, 地球化学勘查技术依旧不够娴熟。

2.2 地球化学勘查技术与环境科学的关系

地球化学勘查技术是从化学分散模式的基础上发展起来的。地球化学分散模式主要是从矿中分散到四周介质的物质及其分散过程, 这是一种追踪找矿的过程。这种工作方式也是促使勘查化学家转入环境领域工作的主要原因。当勘查地球化学家刚刚进入环境化学领域时, 他们依旧是以矿业为中心, 通过对矿床风化的研究, 提出怎样才能更好的利用矿产, 怎样才能在开采矿产的过程中更好的保护矿上环境。也就是说他们所关注的环境也仅仅只是和矿产环境有关。

世界上最早的化学图集是J.S.Webb在1973年出版的北爱尔兰地球化学图集。自1973年以后的40年中, 世界上正在进行地球化学研究的共有50余项。而这些图集主要是由勘查地球化学家研究出的。他们打破了勘查地球化学的局限, 对地球化学图做了更进一步的研究。但是因为测定的元素存在差异性, 以及衡量信息的不完整性, 使得大部分化学图没有取得所设想的结果。这是地球化学图本身的技术缺陷造成的, 目前已经得到了科学家的重视。

3 化学填图技术的改变促进应用地球化学的发展

3.1 化学填图技术的转变以及具体应用

因为地球化学填图本身的技术缺陷给我们研究地球矿产资源带来了很大不便。因此, 改善地球化学填图技术势在必行, 全世界都在为改善这一技术而努力。就这方面, 我国做出的贡献最大, 并且已经得到了国际的认可。

经过研究总结, 我们以后勘查地球化学的发展方向, 不应该只限于矿床的研究, 而应放眼整个地球形成后的演化。从研究分散的元素模式, 到研究整套的元素分布模式。研究地球化学方向的转变, 将使勘查地球化学在资源、环境、农业与健康等等我们关注的问题上得到广泛应用。

比如: (1) 通过新的勘查方式, 可以找到影响国际民生的矿产资源; (2) 对整个地球矿产资源的演化的研究, 可以很快查明全球的矿产资源分布情况; (3) 对矿产资源分布图的研究, 可以合理规划农业、工业; (4) 还可以对未来的环境污染及其变化做到预测作用, 对环境污染做到预防和修复。

3.2 化学填图技术的转变使得地球化学勘查技术正在向着应用地球化学转变

近几年的化学填图技术主要是在勾绘一个化学元素地表空间分布图。各种各样的地球化学图是地球化学理论领域最为基础的图件, 对于解决资源与环境中的一些问题有着很重要的作用。因此可以看出, 勘查地球化学家的贡献早已超出了他本身的学科范畴, 将其称之为应用地球化学更确切, 也更符合其发展潮流。到目前为止, 应用地球化学学科正在逐渐成熟, 来自数学、物理、化学、生物、地学等多个领域的人物将越来越多的参与其中。

结束语

应用地球化学, 实际上是由勘查地球扩大范围而得来的。应用地球化学的建立, 将聚集一大批来自各个学科领域的专业人才, 这些专业学科人才将各自的知识与勘查技术结合, 将有力的推动了应用地球化学的发展。对于促进应用地球科学研究的更加深入有着重要作用。我国目前的勘查地球化学技术在整个世界来说, 处于领先地位, 我们也希望我国应用地球化学这一领域可以吸引更多不同学科的人才, 为地球化学的发展做出更大贡献。

摘要：勘查地球化学作为一门年轻的地球化学分支科学, 对于保护地球环境做出了很大贡献。据科学家推测, 勘查地球化学发展以后将在地球化学应用范围有着很大的作用, 因此, 又将其称之为应用地球化学。应用地球化学是由化学家、地质学家、物理学家、数学家、农学家与环境学家等多种学科综合的结果, 还尚未成形。多种学科的综合可以使得应用地球化学的研究更加深入发展, 而勘查地球化学家的思维方式也可以带动其他学科发展。

关键词：勘查地球化学,应用地球化学,矿产,技术

参考文献

[1]谢学锦.勘查地球化学的现状与未来展望[J].地质论评, 1996, 42 (4) :346-355.

[2]谢学锦, 邵跃, 王学求.走向21世纪矿产勘查地球化学[M].北京:地质出版社, 1999.

运用化学实验发展学生能力 篇9

运用化学实验, 通过一系列有效的方法和手段, 能够较好地发展学生的智能。

一、改验证性实验为探索性实验, 用”探索法”组织教材和教学

通常情况下, 学生实验都是安排在讲完新课后进行的, 而且大多是让学生重复教师课堂上演示过的实验。这样的实验只是起到巩固书本知识和训练操作技能的作用, 属于验证性实验。它有如下弊端:

(一) 不利于调动学生的积极性, 甚至挫伤了学生的探索积极性。

(二) 验证性实验的一切现象和结论都是学生已知的。

严格的操作程序和方法把学生的智慧、手脚束缚得死死的, 不利于发展智力、培养能力。

(三) 不利于培养学生实事求是、严肃认真的科学态度。

”反正书上的结论是正确的, 做不做一回事。””如果实验事实与书上有矛盾, 照书上写的填不会错。”这些想法反映了学生们的惰性和无可奈何。

与验证性实验相反, 探索性实验具有明显的优越性。

(一) 实验前学生不知道实验的现象和结果, 这就要求他们认真、正确地操作, 仔细敏捷地观察, 忠诚老实地记录。谁不认真谁就不能获得正确的结论, 这有利于培养他们科学实验的基本品格。

(二) 有利于发展智力, 培养能力。化学实验的现象总是多方面的, 而这些复杂的现象又是人们认识物质变化的向导。探索性实验不仅要求有一定的操作能力、观察能力, 还要求把观察实验的过程和抽象思维的过程结合起来, 要求有”去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里”的分析方法, 通过宏观现象, 认识到微观世界的本质变化, 把感性认识上升到理性高度。

“探索法”的教学过程, 不是简单地、直接地让学生去掌握前人的科学结论, 而是要引导学生”像以前的科学家”那样, 通过实验探索规律、发现真理。例如, 我在讲二氧化碳的实验室制法时, 事先准备了如下几组实验:

(一) 碳酸钠与稀盐酸反应;

(二) 纯碳酸钙粉末与稀盐酸反应;

(三) 石灰石与稀盐酸反应;

(四) 石灰石与浓盐酸反应;

(五) 石灰石与稀硫酸反应。

让五名学生到前面来依次分别做这五个实验, 然后让同学们共同讨论:在实验室条件下制取二氧化碳选用哪组实验最合适?为什么?在经过讨论和争论之后, 同学们得出共同的结论:实验室应用石灰石 (或大理石) 跟稀盐酸反应制取二氧化碳最适合。从而不仅使学生们牢固地掌握了二氧化碳的实验室制法, 而且也使学生们学会了对比实验和优化实验的方法。

二、灵活变通各种实验, 加强实验教学

化学实验是最直观的教学手段, 它模拟人类认识事物的实践过程, 符合人类认识客观事物的自然规律, 因而最大限度地利用实验教学是化学教学最成功的教学手段。另一方面, 让学生自己动手做实验则是培养学生能力的最有效的途径。为了更有效地加强实验教学, 我把教材规定的实验做了如下的改进和变通。

(一) 演示实验本来是由教师在

课堂上做并指导学生观察的实验, 在初学时, 这种演示实验必须由教师亲手去做, 它对于以后的学生实验有着示范的作用。到了一定阶段, 在学生们做了几个分组实验之后, 就可以最大限度地将演示实验转化为学生在教师指导下完成的演示实验。初三学生的好奇心强, 富有参与精神, 很乐于自己动手做实验, 而且每次实验的成功都给他们带来无比的欣喜。一些学生在前面做实验, 下面的同学也仿佛自己在做实验, 全部注意力都集中在一起, 使得整个课堂的教与学融为一体。动手做实验的学生由于是在全体同学面前做实验, 注意力特别集中, 收效特别好。这不仅创造和培养了他们的观察能力、思维能力和实际操作能力, 也锻炼了他们大胆、心细、勇于表现的良好品质。

(二) 将演示实验改为边讲边实验。

一些演示实验的现象不明显, 可见度校尽管操作较简单, 但如果由教师在前面做, 学生们在下面观察, 效果就会很不好。而把它改成边讲边实验, 效果就很显著, 由不受学生欢迎到很受学生欢迎。

(三) 将分组实验改为单人实验。

浅谈化学发展与循环经济 篇10

现代化学工业的发展模式依旧遵循着“大规模生产和大规模消费”的理念, 其行业性质带来的高速的经济增长模式依然是粗放式的。粗放式的工业化时代的到来首先使人们把目光从资源耗竭转移到了废物大量的产出以及所引发的生态失衡方面;其次是在政策方面由环境污染物质的控制向大宗非污染性物质转移;再次是人类开始重视化学污染物并采取一些有效措施来应对。面对如此开放的国际大工业环境, 我国的经济快速发展仍旧多以环境污染和化学污染为代价。尽管原有的化学发展模式带来了可观的经济收益, 但是却潜藏巨大的危机, 如资源的过度消耗、环境污染严重、生态破坏等等。

(2) 经济发展大潮中, 化学发展面临巨大的压力

化学是人类生存必不可少的催化剂, 是社会及现代生产运行不可或缺的要素。据分析, 今后十几年我国环境污染以及化学污染将严重制约我国的经济发展。因此, 在经济发展大潮中, 化学发展面临巨大的压力。目前我国化学发展面临的挑战有:首先是快速的追求经济增长给化学污染防治带来了越来越大的压力;其次城市化进程的加快和人们对生活水平和质量的要求的提高使得化学发展不得不与循环经济和谐共处, 改革和转型就成为化学及化学工业发展新方向;再次发达国家技术进步带来的经济压力使得化学的发展就更加趋向国际化, 其标准和约束因素将越来越严格。

二、化学工业和循环经济 (1) 定义及特点

化学工业是经济发展的重要原材料产业, 是造就大规模生产和大规模消费模式的主因, 其涉及资源加工以及能源转化过程。据调查显示, 我国化学工业的经济效益年增长率要远大于GDP的增长率, 乙烯产量、原油加工等位居世界前茅。然而由于化学工业面临着资源密集型的高耗能、高污染, “三废”排放量大难治理、资源利用率低等诸多制约瓶颈, 我国的能源消费量、三废”排放量、环境污染程度也位居前列。

循环经济是一种节约经济、生态经济。循环经济是一种最大限度地利用资源和保护环境的经济发展模式, 它主要是通过对传统行业的技术改造, 最大限度地减少资源消耗和废物排放。

(2) 化学与循环经济的关系

化学与经济发展的关系是密不可分的, 化学发展为经济的发展提供了新型原材料及科技设备, 而经济的腾飞是化学飞速向前发展的前提。20世纪末循环经济作为一种新的经济发展模式, 为化学工业的发展提供了一个可持续发展的途径。化学与循环经济两者是一个互补的整体, 缺一不可。化学工业是最有条件、最具潜力走循环经济模式的产业, 而循环经济模式为化学工业的发展指引方向, 使其摆脱困境从低谷走向光明。

三、循环经济模式是化学发展不断转型的桥梁 (1) 绿色化学为循环经济提供了坚实的基础

绿色化学又称环境友好化学, 是一门具有明确的社会需求和科学目标的新兴交叉学科。“绿色化学”一词产生于20世纪末。2002年美国《科学》杂志发表了以“化学走向绿色”为主题的文章并指出化学工业正向绿色化迈进。1995年我国科学院化学部多名院士共同提出以“绿色化学与技术推进化工生产可持续发展的途径”作为重要的科研选题, 从此“绿色化学”一词在我国慢慢成长。绿色化学的主要特点表现在: (1) 提倡资源和能源的合理利用以及生产资料的无毒、无害性; (2) 提倡化学反应过程中的少污染、少排放; (3) 提倡能量优化原则, 加大微观原子利用的研究, 力图提高原料的原子利用率进而实现“零排放”; (4) 提倡化学的环境友好型发展, 产品尽可能是生物可降解或对环境友好型的。

(2) 从循环经济的视角看化学发展

从循环经济视角来看化学发展, 就是从经济的可持续发展来定位, 指导化学工业以绿色化学为原则, 遵循从源头上减少和消除工业生产对环境的污染, 最大程度的实现原料全部转化为期望的最终产物。目前循环经济已经在生产和消费这两个最重要的环节发挥作用, 如美国杜邦化学公司就已经在企业的层面上建立了清洁生产和资源循环利用的小循环模式;如丹麦卡伦堡模式就是在区域层面上实现共生企业或产业间的生态工业网络。在我国, 化学工业依然还有许多方面需要加强, 如加强化工产品的物质减量化设计, 实现自身产品和其他工业产品的良性循环利用;化工企业自身的责任心和社会责任感;加强生态工业园区建立;优化设计化学工业与循环经济品共生方案等。

摘要：化学是人类生存必不可少的催化剂, 是社会进步及现代生产运行不可或缺的要素。在我国, 经济的发展多以环境污染和化学污染为代价。21世纪的今天, 如何做好化学发展方向的定位和模式转型从而带来更好的经济效益, 适应未来社会的发展需要就成为化学与经济发展的最大瓶颈。循环经济模式的提出为化学发展提供了一个很好的契机。要实现化学及化学工业的稳定、健康、可持续发展, 循环经济模式势在必行。

关键词：化学发展,化学工业,循环经济,绿色化学

参考文献

[1]刘思齐, 关于化学与经济若干问题的研究与分析, 产业研究, 2006[1]刘思齐, 关于化学与经济若干问题的研究与分析, 产业研究, 2006

[2]高学艳, 化学工业与循环经济的关系, 商场现代化, 2009, 565[2]高学艳, 化学工业与循环经济的关系, 商场现代化, 2009, 565

[3]匡跃平:化学工业与循环经济[J].石油化工技术经济, 2006, 2[3]匡跃平:化学工业与循环经济[J].石油化工技术经济, 2006, 2

[4]石磊, 张天柱, 化学工业与循环经济, 现代化工, 2004, 7 (24) [4]石磊, 张天柱, 化学工业与循环经济, 现代化工, 2004, 7 (24)

第49课时 化学与材料的发展 篇11

A. 炼铁 一氧化氮、二氧化氮

B. 炼钢 一氧化碳、棕色烟尘

C. 氨氧化法制硝酸 二氧化硫、三氧化硫

D. 接触法制硫酸 一氧化碳、黑色烟尘

2. 硅酸盐工业的一般特点是（ ）

①以含硅物质作为原料 ②主要产物是硅酸盐 ③反应条件是高温 ④反应原理是复杂的物理变化和化学变化

A. ①③ B. ②③ C. ①②③④ D. ③④

3. 下列关于金属保护的说法，正确的是（ ）

A. 在铁制品表面涂上搪瓷可以防腐，若搪瓷层破损后仍能起防止生锈的作用

B. 镀锌铁制品表面的锌层破损后仍能起到防止铁生锈的作用

C. 钢铁制造的暖气管外常涂有一层沥青，这是一种改变金属内部结构的方法

D. 轮船外壳水线以下常装有一些锌块，这是利用了牺牲阴极的阳极保护法

4. 最近研制的一种可降解塑料，代号为3HB，结构简式为[H—O—CH—C—OH][CH3] [n] [O]，具有良好的生物适应性，能在自然界中自行降解，下列说法中正确的是（ ）

A. 可降解塑料3HB，在自然界中通过水解反应降解为该聚合物的单体

B. 该聚合物的单体中含有的官能团仅有醛基

C. 1 mol该单体分别与钠、碳酸氢钠溶液完全反应时，消耗钠和碳酸氢钠的物质的量之比为1∶2

D. 由单体生成降解塑料3HB的反应为加聚反应

[铁矿（Fe2O3）][高温尾气

（CO2+H2O）][CH4][合成气（CO+H2）][合成其

他产品][Fe][还原

反应室][燃烧室][混合气（CH4+O2，其体积比为1∶2）][催化

反应室] 5. 竖炉冶铁工艺流程如图，使天然气产生部分氧化，并在特殊的燃烧器中使天然气燃烧：CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g），催化反应室发生的反应为：CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g） [Δ]H1=+216 kJ·mol-1；CH4（g）+CO2（g）?2CO（g）+2H2（g） [Δ]H2=+260 kJ·mol-1（不考虑其他平衡），下列说法正确的是（ ）

A. 增大催化反应室的压强，甲烷的转化率增大

B. 催化室需维持在550～750℃，目的仅是提高CH4转化的速率

C. 设置燃烧室的主要目的是产生CO2和水蒸气作原料气与甲烷反应

D. 若催化反应室中，达到平衡时，容器中n（CH4）=a mol，n（CO）=b mol，n（H2）=c mol，则通入催化反应室的CH4的物质的量为[a+b+c4]

6. 下列说法中正确的是（ ）

A. 天然纤维就是纤维素

B. 合成纤维的主要原料是石油、天然气、煤和农副产品

C. 化学纤维的原料不能是天然纤维

D. 生产合成纤维的过程中发生的是物理变化

7. 下图表示某些化工生产的流程（有的反应条件和产物已略去）。

请回答下列问题：

（1）写出下列物质的名称：E ，H ，K ；

（2）流程中所涉及的化学工业 （写出两个即可）；

（3）反应I需在500℃进行，主要原因是 ，实际工业生产中，反应Ⅱ的条件是 ；

（4）工业上，析出K后，再向母液中继续通入E，并加入细小食盐颗料，其目的是 ；

8. 氯化亚铜（CuCl）是有机合成工业中应用较广泛的催化剂，它是白色粉末，微溶于水，不溶于乙醇，在空气中会被迅速氧化。从酸性电镀废液（主要含Cu2+、Fe3+）中制备氯化亚铜的工艺流程图如下：

[调节pH、温度

过滤][酸浸（pH≈4）

蒸发、过滤][电镀废液][电镀污泥][滤液][铁粉][高浓度硫

酸铜溶液][氯化钠][滤液][CuCl晶体] [碱

过滤]

金属离子含量与pH、CuCl产率与混合液的pH的关系图：

[1.6

1.4

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0][95

90

85

80

75][pH][1 2 3 4 5 6 7 8 9][10][CuCl][Cu2+][Fe3+][产率%][的浓度][（g·L-1）][Cu2+的浓度][Fe3+的浓度][CuCl产率]

请回答下列问题：

（1）电镀污泥的主要成分是 （写化学式）；

（2）酸浸时发生反应的离子方程式是 ；

（3）析出CuCl晶体时的最佳pH在 左右；

（4）铁粉、氯化钠、硫酸铜在溶液中反应生成CuCl的离子反应方程式为： 。

运用化学实验发展学生能力 篇12

运用化学实验, 通过一系列有效的方法和手段, 能够较好地发展学生的智能。

一、改验证性实验为探索性实验, 用“探索法”组织教材和教学

通常情况下, 学生实验都是安排在讲完新课后进行的, 而且大多是让学生重复教师课堂上演示过的实验。这样的实验只是起到巩固书本知识和训练操作技能的作用, 属于验证性实验。它有如下弊端:

1、不利于调动学生的积极性, 甚至挫伤了学生的探索积极性。

2、验证性实验的一切现象和结论都是学生已知的。

严格的操作程序和方法把学生的智慧、手脚束缚得死死的, 不利于发展智力、培养能力。

3、不利于培养学生实事求是、严肃认真的科学态度。

“反正书上的结论是正确的, 做不做一回事。”“如果实验事实与书上有矛盾, 照书上写的填不会错。”这些想法反映了学生们的惰性和无可奈何。

与验证性实验相反, 探索性实验具有明显的优越性。

1、实验前学生不知道实验的现象和结果, 这就要求他们认真、正确地操作, 仔细敏捷地观察, 忠诚老实地记录。谁不认真谁就不能获得正确的结论, 这有利于培养他们科学实验的基本品格。

2、有利于发展智力, 培养能力。化学实验的现象总是多方面的, 而这些复杂的现象又是人们认识物质变化的向导。探索性实验不仅要求有一定的操作能力、观察能力, 还要求把观察实验的过程和抽象思维的过程结合起来, 要求有"去粗取精、去伪存真、由此及彼、由表及里"的分析方法, 通过宏观现象, 认识到微观世界的本质变化, 把感性认识上升到理性高度。

“探索法”的教学过程, 不是简单地、直接地让学生去掌握前人的科学结论, 而是要引导学生"像以前的科学家"那样, 通过实验探索规律、发现真理。例如, 我在讲二氧化碳的实验室制法时, 事先准备了如下几组实验: (一) 碳酸钠与稀盐酸反应; (二) 纯碳酸钙粉末与稀盐酸反应; (三) 石灰石与稀盐酸反应; (四) 石灰石与浓盐酸反应; (五) 石灰石与稀硫酸反应。

让五名学生到前面来依次分别做这五个实验, 然后让同学们共同讨论:在实验室条件下制取二氧化碳选用哪组实验最合适?为什么?在经过讨论和争论之后, 同学们得出共同的结论:实验室应用石灰石 (或大理石) 跟稀盐酸反应制取二氧化碳最适合。从而不仅使学生们牢固地掌握了二氧化碳的实验室制法, 而且也使学生们学会了对比实验和优化实验的方法。

二、灵活变通各种实验, 加强实验教学

化学实验是最直观的教学手段, 它模拟人类认识事物的实践过程, 符合人类认识客观事物的自然规律, 因而最大限度地利用实验教学是化学教学最成功的教学手段。另一方面, 让学生自己动手做实验则是培养学生能力的最有效的途径。为了更有效地加强实验教学, 我把教材规定的实验做了如下的改进和变通。

1、演示实验本来是由教师在课堂上做并指导学生观察的实

验, 在初学时, 这种演示实验必须由教师亲手去做, 它对于以后的学生实验有着示范的作用。到了一定阶段, 在学生们做了几个分组实验之后, 就可以最大限度地将演示实验转化为学生在教师指导下完成的演示实验。初三学生的好奇心强, 富有参与精神, 很乐于自己动手做实验, 而且每次实验的成功都给他们带来无比的欣喜。一些学生在前面做实验, 下面的同学也仿佛自己在做实验, 全部注意力都集中在一起, 使得整个课堂的教与学融为一体。动手做实验的学生由于是在全体同学面前做实验, 注意力特别集中, 收效特别好。这不仅创造和培养了他们的观察能力、思维能力和实际操作能力, 也锻炼了他们大胆、心细、勇于表现的良好品质。

2、将演示实验改为边讲边实验。

一些演示实验的现象不明显, 可见度校尽管操作较简单, 但如果由教师在前面做, 学生们在下面观察, 效果就会很不好。而把它改成边讲边实验, 效果就很显著, 由不受学生欢迎到很受学生欢迎。

3、将分组实验改为单人实验。