浅谈应用电化学与生活中的化学(5篇)

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第一篇:浅谈应用电化学与生活中的化学

浅谈应用电化学与生活中的化学

电化学是研究电和化学反应之间的相互作用。电化学技术成果与人类的生活和生产实际密切相关,如化学电池、腐蚀保护、表面精饰、金属精炼、电化学传感器等等,同时也应用于电解合成、环境治理、人造器官、生物电池、心脑电图、信息传递等方面。它的发展推动了世界科学的进步,促进了社会经济的发展,对解决人类社会面临的能源、交通、材料、环保、信息、生命等问题已经作出并正在作出巨大的贡献。

下面简单介绍几种应用电化学在生活中的应用:

一、金属腐蚀防护

金属腐蚀在生活中十分常见,全世界每年因腐蚀而造成的金属损失相当于全世界金属产量的1/4以上,我国因腐蚀造成的经济损失达200亿以上。因此金属腐蚀防护研究具有很高的现实意义。

由于绝大部分的金属腐蚀都是电化学腐蚀,因此,电化学方法在金属防护上有极大的应用。

常用的防腐蚀方法有调节PH、阴极保护、阳极保护、金属钝化、金属镀层。

金属的电化学腐蚀:若金属与非电解介质直接反应而腐蚀称为化学腐蚀。1:金属与电解质溶液(潮湿空气,溶解有杂质或污染物的水,海水)接触。2:金属/电解质溶液界面可发生阳极氧化溶解过程。

3:若存在相应的阴极还原反应,就构成了自发的原电池,持续放电而腐蚀。

金属之所以受到腐蚀,是由于在金属表面的区域之间存在着电极电势差,即存在着电化学不均匀而造成的,各种不均匀性加速腐蚀,称为局部腐蚀。

金属腐蚀的防护:

1:金属的化学钝化(强氧化剂作用,在表面形成一层致密的氧化物膜)。2:选配设计合金,改善钝化性能。

3:阴极保护(牺牲阳极,与直流电源的负极相连使成为阴极)。

4:阳极保护(与直流电源的正极相连,使处于f-pH图的钝化区,阳极钝化)。5:镀层(耐腐蚀金属,油漆,搪瓷,塑料,橡胶等)。6:缓蚀剂

a:在介质中添加,无机盐类,氧化剂,有机物,减慢反应速度,加大极化。

b:生成胶体粒子,生成难溶性沉淀,发生钝化,有机分子吸附,从而覆盖电极表面,妨碍反应进行,阻止或减缓金属腐蚀。

二、化学电源 1:干电池

酸性锌锰干电池:负极为锌筒,正极为MnO2和活性炭混合物,电解质溶液为NH4Cl和ZnCl2水溶液,加淀粉糊凝固,电极反应为Zn氧化和MnO2还原。

碱性锌锰干电池:负极为汞齐化的锌粉,正极为MnO2粉和炭粉混合物装在一个钢壳内,电解质溶液为KOH水溶液。2:蓄电池

锂电池:质量轻,Li/Li+标准电极电势最负,导电性和机械性能都很好。

以金属锂或锂合金作为负极,无机物或有机材料做正极如锂|二硫化钼,锂|钒氧化物,锂|二氧化锰,有机聚合物或导电高分子作正极。

3:燃料电池:是一种将存在于燃料与氧化剂中的化学能直接转化为电能的发电装置。a:燃料电池中的燃料和氧化剂都是由外部供给,理论上电池的电极不消耗。b:只要连续供给燃料和氧化剂,电池就可以连续对外放电。c:燃料电池所发生的电化学反应实质上就是燃料的燃烧反应。d:燃料的供给可分为直接式和间接式燃料电池。

燃料电池以其高效率、低能耗、低污染,在许多领域都有了较好的应用前景。燃料电池手机、燃料电池汽车、燃料电池笔记本电脑等新型产品都已经有了较好的研究成果。燃料电池已经深入到我们的生活,可以预见到,不久的将来,燃料电池将以其种种优势,成为生活中不可或缺的清洁能源。

燃料电池作为新型燃料电池,具有以下优势:

1:能量转化效率高:不经过燃烧,直接将化学能转化为电能,不受卡诺循环节制,效率可达45%~60%,而火力发电站和核电站只有30%~40%。

2:对环境污染小:没有硫氧化物和氮氧化物的排放,也降低了二氧化碳的排放,噪音排放也因无机械振动而降低。

3:燃料使用范围广,电池负荷反应快,响应高等优点。

三、有机物的电解合成 医药品、农药、香料等精细化学品,采用电解合成,相对于传统的有机合成和发酵合成,有许多优势。

有机电合成方法可以在温和的条件下,制取许多精细化学品。用电子代替高污染的氧化剂与还原剂,是一种对环境友好的洁净合成。且反应电流电压可调,反应易控制。

1:可以免于使用有毒或危险的试剂,而且电子是最清洁的反应剂,在反应体系中除了原料和生成物外,通常不再含其他反应试剂,因此所得到的产物容易分离和提纯,产品纯度高,环境污染小。

2:可以通过改变电极电势制备不同的有机产品,具有高度的选择性,副反应少。3:对于使用化学方法难以合成,或者热力学上非自发的反应也可以进行。

4:电合成反应一般在常温常压下就可进行,与化学法相比,无需加热和加压设备。5:有些电化学反应体系,电反而可能成为化学品生产的副产物,从而减低电能的消耗。6:反应的装置具有通用性,同一电解合成槽可用于多种合成反应。7:可以通过调节超电势控制反应速率,甚至可以随时终止或启动反应。8:电能直接转换化学能效率高。

电解合成由于其易于控制、对环境污染小、可在常温常压下进行等优势,具有良好的应用前景。但由于有消耗大量电能、占用厂房面积大、电极制造困难、电极易受污染易被腐蚀等缺点,限制了其应用前景。现阶段,国内外电解合成精细化学品的研究极为活跃,研究成果众多。

四、电化学其他应用和研发 1:电解和电镀。

2:金属电化学加工:金属的提炼,电溶解与电沉积,成型和表面性能加工,微建造。3:电极的修饰:物理覆盖,吸附或键合一些有机物或无机物,使溶液不与电极直接接触,阻止一些电极过程发生,促进另一些电极过程发生,实现选择性或催化等功能。

4:电活性聚合物:电子导电聚合物离域的p键共轭高分子体系,氧化还原聚合物含有电活性基团,之间可进行电子交换。

5:生物电化学:生物膜,生物电,生物能学。6:光电化学:太阳能电池,光电催化。a:光照射电极,产生电。

b:溶液,如染料,官能团光激发。7:选择性电极和膜电极。

在物理化学的众多分支中,电化学是唯一以大工业为基础的学科。它的应用主要有:电解工业,其中的氯碱工业是仅次于合成氨和硫酸的无机物基础工业;金属冶炼工业,铝、钠等轻金属的冶炼,铜、锌等的精炼都用的是电解法;机械工业使用电镀、电抛光、电泳涂漆等来完成部件的表面精整;环境保护可用电渗析的方法除去氰离子、铬离子等污染物;化学电源;金属的腐蚀防护问题;生物技术,许多生命现象如肌肉运动、神经的信息传递都涉及到电化学机理。应用电化学原理发展起来的各种电化学分析法已成为实验室和工业监控的不可缺少的手段。

应用电化学是将有关的电化学原理应用于与实际生产过程相关的领域,其任务是多种多样的,其中重要的有:电化学新能源体系的开发和利用,金属的表面精饰,电化学腐蚀和防腐,电化学传感器的开发以及无机、有机化合物的电解合成等。在电化学合成领域,许多传统的化学方法在很短时间内已被电化学方法所取代,而且,电化学方法已成为生产氯气、某些过氧化物等氧化剂和钠、钴、镁等金属的惟一方法。可以说应用电化学在国民经济中的作用正日益加强。目前电化学研究正在寻找新的应用领域,电化学可能在未来的动力工程中起重要作用。要实现这些设想,就需要我们掌握电化学理论和方法,并应用于实际中,为电化学基础学科和应用技术的发展做出进一步的贡献。

总之,应用电化学与我们的生活息息相关。

第二篇:电化学与生活

电化学与生活

(哈尔滨工业大学能源学院)

摘要:电化学作为化学学科中对社会影响极为广泛的一部分是一个极为重要的学科。本文主要简单介绍了电化学对人们日常生产生活方面的影响和电化学的相关原理,并对原电池和电解池等电化学典型案例进行结构分析和原理介绍。同时将电化学在生活中的具体问题进行了分析,并找出了电化学与人类社会发展之间密不可分的联系。

关键词:电化学,电解池,原电池,氧化还原反应,金属腐蚀,电子转移

一、引言

化学是一门以实验为主的学科,但同时也是用途十分广泛的一门学科,它说涵盖的内容涉及到了人类发展的各个方面,从社会到生活,从学习到工作,从学校到工厂,化学的影子无处不在。化学学科的具体分类分为无机化学,有机化学,物理化学,分析化学,高分子化学,核化学和生物化学等。而本文将要讨论的电化学就是隶属于物理化学科目下的具体学科。

电化学是研究电和化学反应相互关系的科学。电和化学反应相互作用可通过电池来完成,也可利用高压静电放电来实现(如氧通过无声放电管转变为臭氧),二者统称电化学,后者为电化学的一个分支,称放电化学。电化学是研究两类导体形成的带电界面现象及其上所发生的变化的科学。如今已形成了合成电化学、量子电化学、半导体电化学、有机导体电化学、光谱电化学、生物电化学等多个分支。电化学在化工、冶金、机械、电子、航空、航天、轻工、仪表、医学、材料、能源、金属腐蚀与防护、环境科学等科技领域获得了广泛的应用。当前世界上十分关注的研究课题, 如能源、材料、环境保护、生命科学等等都与电化学以各种各样的方式关联在一起。

二、电化学的相关原理

电化学基本原理就是我们在高中时再熟悉不过的氧化还原反应,通过两种物质或在经过中间物质的电子转移来实现电解或发电等相应的化学反应。电化学反应主要包括电解池反应和原电池反应。

1.原电池反应

原电池是主要是利用两个电极之间金属活动性的不同,产生电势差,从而使电子的流动,产生电流。多数原电池的反应是不可逆的,即是只能将化学能转换为电能,而不能像蓄电池那样将电能与化学能相互转化。其中在负极发生氧化反应,即失去电子的反应;正极发生还原反应,即得到相应电子的反应。

原电池的发明历史可追溯到18世纪末期,当时意大利生物学家伽伐尼正在进行著名的青蛙实验,当用金属手术刀接触蛙腿时,发现蛙腿会抽搐。大名鼎鼎的伏打认为这是金属与蛙腿组织液(电解质溶液)之间产生的电流刺激造成的。1800年,伏打据此设计出了现在被称为伏打电堆的装置,锌为负极,银为正极,用盐水作电解质溶液。1836年,丹尼尔发明了世界上第一个实用电池,并用于早期铁路信号灯。

原电池主要由三部分组成,分别是两个半电池,盐桥和导线。其中两个半电池上的一般是两种金属活动性相差较大的金属,而铅蓄电池和燃料电池等原电池的两极则是由化合物或燃料气体组成的,它们也是通过相应的化学反应来确保电子的定向转移的。构成原电池时,将这两种金属极板浸泡在相应的电解质溶液中,在电解质外两种金属极板通过导线相连接,以此来保证电子在原电池中的通常运行。

以我们在学校中最常见到的铜锌原电池为例,它就是以锌电极作为负极,铜电极作为阳极。将两块电极分别放在装有硫酸锌溶液和硫酸铜溶液两个烧杯中,由于锌的活动性远强于铜,所以锌极就是该原电池的负极,铜极就是原电池的正极,在在两个烧杯之间用装有氯化钾的盐桥来进行电子转移时的平衡。2.电解池反应

使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极上引起氧化还原反应的过程叫做电解。把电能转变为化学能的装置叫做电解池或电解槽。电解池的阴极就是与电源负极相连的电极;阳极就是与电源正极相连的电极。

电解池反应与原电池反应的原理正好相反,一个是由化学能转变为电能,另一个是将电能转变为化学能。具体的应用有电解饱和食盐水来制取氯气、氢气以及氢氧化钠,电镀应用,金属防护以及冶炼金属等用途。其中电解饱和食盐水又被称为氯碱工业,在工业生产上有着很广泛的用途,可以用来进行较为纯净的氢气和氯气的制取。电镀则是被广泛应用与汽车、船舶以及大部分精密仪器的制造行业。金属防护则是通过在要防护的表面嵌入活性较强的金属块来参与氧化还原反应来代替保护金属进行腐蚀。而电解池反应在冶炼金属上的应用则是体现在电解熔融活泼金属氧化物,如三氧化二铝等氧化物。

3.电化学腐蚀

金属表面由于外界介质的化学或电化学作用而造成的变质及损坏的现象或过程称为腐蚀。介质中被还原物质的粒子在与金属表面碰撞时取得金属原子的价电子而被还原,与失去价电子的被氧化的金属“就地”形成腐蚀产物覆盖在金属表面上,这样一种腐蚀过程称为化学腐蚀。由于金属是电子的良导体,如果介质是离子导体的话,金属被氧化与介质中被还原的物质获得电子这两个过程可以同时在金属表面的不同部位进行。金属被氧化成为正价离子(包括配合离子)进入介质或成为难溶化合物(一般是金属的氧化物或含水氧化物或金属盐)留在金属表面。这个过程是一个电极反应过程,叫做阳极反应过程。被氧化的金属所失去的电子通过作为电子良导体的金属材料本身流向金属表面的另一部位,在那里由介质中被还原的物质所接受,使它的价态降低,这是阴极反应过程。在金属腐蚀学中,习惯地把介质中接受金属材料中的电子而被还原的物质叫做去极化剂。经这种途径进行的腐蚀过程,称为电化学腐蚀。在腐蚀作用中最为严重的是电化学腐蚀,它只有在介质中是离子导体时才能发生。即便是纯水,也具有离子导体的性质。在水溶液中的腐蚀,最常见的去极化剂是溶于水中的氧(O2)。

二、电化学在生活中的应用

首先,说一下电化学在我们日常生活中的作用。或许,平时人们没有认识到电化学在生活中的作用,但其实它们的影子无处不在。就以电镀为例,电镀可以增加物品的光泽,达到美观的效果兼防止锈蚀,如餐具、汽机车的零件等。或只用来防止锈蚀,如马口铁、镀锌的缆线绳索等。也可镀硬铬以提高表面硬度,增加耐磨耗性。

电镀技术中,铜电沉积是近年内工业界最重要的技术之一。目前,铜沉积层用在许多领域,如印刷电路板材料电解铜箔、超大规模集成电路里铜金属化制程、印刷电路板穿孔电镀与铜金属凸块制程等。铜金属薄膜有许多沉积技术,如电镀法、物理气相沉积、雷射退火回流法以及化学气相沉积法等。其中,电镀法(电沉积铜)具有低成本、高产率、高质量的铜膜、良好的孔洞填沟能力等,优点最多。无电电镀是沉积薄膜金属层的另一种电化学方法。就是在无需外加电压的情形下,把溶液中的金属离子藉由自动催化的化学反应方式,沉积在固体表面上。这种反应程序与电镀极为类似,不同的是反应发生时,电子传递并不经由外部导线,而是藉由溶液中的物质在固体表面上发生反应的同时,直接进行传递。

无电电镀的基本原理,乃是利用与金属离子与共同存在于镀液中的还原剂,在固体表面上,藉由化学反应将金属离子还原成固态金属,而逐层沉积于固体表面上。由于此氧化还原反应仅在具有活性物质的固态表面上发生,故无电电镀的施行,并不会因为镀件的表面形状、大小或是否导电等因素而受到限制。因此,若想要在非导体如硅晶圆或塑料等的表面上沉积金属层,利用无电电镀是一种兼具便利与效率的方法。

由此可见,电化学与我们的生活息息相关,为人类社会的发展提供了很多优质便利的方法,具有极其重要的意义。而我们当代的大学生更应该学好电化学,并努力将其应用在以后的工作和生活中。

参考文献

[1] 电化学的相关原理及应用领域的介绍和发展趋势

[2] 陈国华,王光信等.电化学方法应用.化学工业出版社2003,2:7-5025-4236-1 [3] 电化学合成聚噻吩薄膜提高光伏电池的开路电压-光谱学与光谱分析-2011年 第1期(31)[4] 电化学法处理高浓度有机废水的研究进展-科协论坛:下半月-2011年 第1期 [5] 溶胶-凝胶法制备Li1.05CrxMn1.95-xO4及其电化学性能研究-电源技术-2011年 第1期(35)

第三篇:电化学在实际中的应用

电化学在实际中的应用

王斌 0809401046 摘要:本文介绍了电化学在物理化学中的地位,在实际中的应用。关键词:电化学 氰化金钾

物理化学是大学里很重要的一门课,对于想考化学方向研究生的人来说,物理化学尤为重要。它的研究对象涵盖范围广阔,是一门基础课程,几乎每个学校化学方向的考研都要考物理化学,学好物理化学这门课是考研的必要条件。电化学是物理化学的一个重要组成部分,它不仅与无机化学、有机化学、分析化学和化学工程等学科相关,还渗透到环境科学、能源科学、生物学和金属工业等领域。在物理化学的众多分支中,电化学是唯一以大工业为基础的学科。

它的应用分为以下几个方面:1 电解工业,其中的氯碱工业是仅次于合成氨和硫酸的无机物基础工业、耐纶66的中间单体己二腈是通过电解合成的;铝、钠等轻金属的冶炼,铜、锌等的精炼也都用的是电解法;2 机械工业要用电镀、电抛光、电泳涂漆等来完成部件的表面精整;3 环境保护可用电渗析的方法除去氰离子、铬离子等污染物;4化学电源;5金属的防腐蚀问题,大部分金属腐蚀是电化学腐蚀问题;6许多生命现象如肌肉运动、神经的信息传递都涉及到电化学机理;7应用电化学原理发展起来的各种电化学分析法已成为实验室和工业监控的不可缺少的手段。我想谈谈电化学合成方面的应用,同时也借此加深对电化学的理解。

何谓电化学?电化学就是主要研究电能和化学能之间互相转化以及转化过程中相关规律的科学。我们物理化学书上涉及到的电化学知识,有三个方面,分别是:电解质溶液;可逆电池的电动势及其应用;电解与极化作用。这三个方面总结起来看,就是介绍的电解池与原电池的各个部分。电解质溶液研究的是这两个池的导电介质,可逆电池的电动势及其应用研究的是电池的电动势,电解与极化作用谈论的是电极极化作用和电解池的电解。可见电池是贯穿电化学始终的关键概念。

电化学的应用实际就是利用电化学反应进行电化学合成。如何使本来不能自发进行的反应能够进行下去呢?较便捷的方法就是给反应体系通电,这就是电化学反应。利用电化学反应进行合成的方法即为电化学合成法。电化学合成本质上是电解。要想将电能输入反应体系,使不能自发进行的反应能够进行,就必须利用电化学的反应器—电解池或者简称电池。下面我将列举一个利用电化学反应进行一些物质合成的例子。这是一项专利技术,是由我院教授发明的。

氰化金钾,化学式为K[Au(CN)2],是一种镀金液,主要用于纯金的电镀和用作化学试剂。纯金的电镀用于仪表精密工、防腐。在电子工业上应用尤其广泛。如高频电子元件镀金,可提供良好的导电性。K[Au(CN)2]以前的生产工艺复杂,且中间产物过多,多为环境污染物,并且难以得到高纯度的K[Au(CN)2],生产出的产品不符合生产需要。后来我院教授,顾建胜,发明了一种电化学的方法合成K[Au(CN)2]。这种方法不产生环境污染物,唯一的废气是H2,对环境友好,且原子利用率高。

具体的生产方法如下:

金锭经高能压片机压制成金片,金片经洗涤后装进钛篮中,放入电解槽内,以金片为阳极,不锈钢为阴极,一定浓度的氰化钾为阳极液,氢氧化钾为阴极液,中间用隔膜隔开,在电流作用下发生电化学反应,金以亚金离子进入阳极电解液(即电解槽中的电解液),由于受到隔膜的阻碍,亚金离子不能进入阴极电解液中,而其它离子可以自由通过,这样阴极上无金析出,而只放出氢气,亚金离子便在阳极液中积累起,当电解液中金达到一定浓度时,电解液经冷却结晶得到粗氰化亚金钾晶体,粗的氰化亚金钾经洗涤、干燥等工序得到氰化亚金钾成品。电化学反应式: 阳极: Au-e= Au+ 阴极: H + e= 1/ 2H2 ↑

金盐: Au++ K++ 2CN-= KAu(CN)2 凭借这种方法,顾建胜教授在昆山开创了一家公司,电化学的方法不仅简化了氰化金钾的生产工艺,还使顾建胜教授在商业上获得了成功。

当然关于电化学的应用例子还有很多,如今有许多的公司就是凭借一项或者几项电化学合成技术发展的,这里我就不一一列举。电化学合成往往都是简化了各种产品的生产工艺,减少了各种污染物的排放。电化学在实际生产中有很高的地位,甚至已成为生产氯气、某些过氧化物等氧化剂和钠、钴、镁等金属的惟一方法。

参考文献:《氰化金钾的生产工艺》,作者:付宏芳,文献出处:有色矿治,2006年02期

《无机合成化学》,张克立,孙聚堂,袁良杰,冯传启 +

第四篇:应用电化学教学大纲

西北大学化学与材料科学学院

材料物理与化学(080501)专业硕士研究生课程

课程名称:应用电化学 课程编号:0805012F02 学

分:2 总学时数:36 开课学期:第2学期 考核方式:笔试

课程说明:(课程性质、地位及要求的描述)。

应用电化学课程是化学系材料物理与化学专业硕士研究生专业选修课程之一。电化学是物理化学的一个重要组成部分,主要是研究电能和化学能之间的相互转化及转化过程中有关规律的科学。电化学所研究的内容有:电解质溶液理论、电化学热力学、电化学动力学和电化学应用。电解质溶液和电化学热力学的有关知识已在物理化学教材中作了介绍。

电化学是一门极其重要的边沿学科。随着现代科学技术的不断发展,它与化学领域中的其他学科、电子学、固体物理学、生物学等学科有着日益紧密的联系。诸如,出现了电分析化学、有机电化学、催化电化学、熔盐电化学、量子电化学、半导体电化学、腐蚀电化学、生物电化学、环境电化学等交叉学科。这些学科涉及能源、交通、材料、生命以及环境等重大问题的研究,推动了国民经济和尖端技术的快速发展。

教学内容、要求及学时分配:

本课程总学时为36学时,2学分;授课手段:课堂讲授为主,并通过观看录像;课外活动:专题讨论、课程小论文及参观等;考试方式:开卷。

主要包括以下几个内容:

1.电化学理论基础(6学时):包括电极反应与电极过程、电极过程的主要特征及其研究方法、三电极体系及极化曲线的测量、电极与溶液界面的基本性质、电极与溶液界面附近液相传质过程、电化学测量方法等。

西北大学化学与材料科学学院

2.化学电源(12学时):包括化学电源总论、一次电池(锌锰电池、锂原电池)、传统二次电池(铅酸电池、镉镍电池)、绿色高能电池(金属氢化物电池、锂离子二次电池)、燃料电池等。

3.电镀(10学时):包括金属电沉积原理、金属镀前处理、各种电镀技术(合金电镀、复合镀、化学镀、非金属材料电镀、脉冲电镀、电刷镀、激光镀、电泳涂装、化学转化膜、金属腐蚀与防护)。

4.电化学合成(4学时):包括无机电合成、有机电合成等。

5.生物电化学(4学时):包括电化学与生物的关系、蛋白质的电化学、生物相关物质的电化学、生物功能与电化学。教材或主要参考书目:

本课程选用教材为:

杨辉,卢文庆编著,应用电化学,北京:科学出版社,2002 主要参考文献:

1.杨绮琴等,应用电化学,广州:中山大学出版社,2000 2.查全性,电极过程动力学导论,北京:科学出版社,2002 3.宋文顺,化学电源工艺学,北京:中国轻工业出版社,1998 4.章葆澄,电镀工艺学,北京航空航天大学出版社,1993 5.屠振密,电镀合金原理与工艺,国防工业出版社,1993 6.姜晓霞等,化学镀理论及实践,北京:国防工业出版社,2000 7.马淳安著,有机电化学合成导论,北京:科学出版社,2002 8.小泽昭弥主编[日],吴继勋等译,现代电化学,北京:化学工业出版社,1995

(大纲起草人:郭慧林

大纲审定人:)

第五篇:生活中的化学与化学教学

生活中的化学与化学教学相渗透的实施策略

【摘 要】在以往的高中化学教学实践过程中,教师往往将化学基本知识及其解题方法作为教学的重点,对化学与现实生活联系的关注程度不够,而且对课堂教学中如何处理这些社会生活中的化学存在一定的疑惑或认识上的偏差,不能很好的调动学生学习化学的积极性,文章基于此分析了将生活中的化学与高中化学教学相渗透的实施策略。

【关键词】教学改革 生活中的化学 高中化学教学

现阶段高中化学教学受到应试教育的影响,以知识的传授为基本宗旨,课堂教学为主要的教学模式来进行,极大的限制了学生的学习积极性,反而让学生感到枯燥乏味,认为化学就是“理科中的文科”,不利于学生化学的学习和化学应用能力的提升。化学与人类的生活息息相关,对于化学知识的学习和教学可以从社会生活入手,从而活化化学知识,让我们的化学课形象、生动,让学生喜爱。教师应该协助学生从科学角度理解社会生活,从社会生活中获取化学知识,又用化学知识去解释社会生活。在教学实践中根据学生的已有经验和心理发展水平,结合教材内容对引入的社会生活内容进行筛选并确定合适的结合点来开展教学。以下主要论述将生活中的化学与高中化学教学相渗透的实施策略。

一、课堂内外联系教学

课堂教学是学校教学活动的主体,课堂教学应摒弃传统的教学模式,在课内渗透社会生活中的化学,并使其紧密结合教学内容和进度来进行,只有这样才能巩固课内知识,同时也能及时拓展课外知识,使课内、外知识有机地结合起来,使学生在学习的过程中没有累赘感,反而觉得所学知识更丰富,实用性更强,让学生感受到化学在生活中无处不在,做到学有所用,学以致用。例如,在“氮和磷”的教学中,以“我们每时每刻都在氮气的包围之中”的现实场景引入氮气的物理性质,说明氮气的化学性质不活泼,进而引出氮气的分子结构和化学性质。也可以讲述在打雷闪电时氮分子与氧分子分裂为原子,原子重新组合成一氧化氮分子的场景,介绍了后续几个反应后,得出谚语——“雷雨发庄稼”的结论。在讲到NO的毒性时,补充NO作为信使分子在生命过程中的重要功能,让学生带着惊讶的情绪对NO产生了新的认识。

通过紧密结合教材基础知识或重点知识的应用性知识的补充、讨论与交流,一方面可以使学生从化学的角度逐步认识自然与环境的关系,分析有关的社会现象,培养学生联系生活、社会中的化学问题的意识,另一方面可以提供给学生未来发展所需要的基础的化学知识和技能,培养学生运用化学知识和科学方法分析和解决简单问题的能力,提高学生对学习化学的兴趣,培养学生学习化学的高度热情。

二、进行热点渗透教学

教学过程中为学生提供与学习内容相关的各种情景素材如化学史料,日常生活中生动的自然现象和化学事实等,能够强化学生对化学与生活有关、对生活有用的意识,激发学生的学习动机。如现行高中化学教材中“人类保护臭氧层的行动”,这既是一个自然科学问题,也是一个“人文意识”问题,围绕“从电冰箱的普及与换代到臭氧层”开展探究,指导学生查阅文献,访问网站,获得知识。在讲授重金属汞的性质时,可以结合生活实际讨论其危害,讲述汞蒸汽对人体的危害可以使学生们认识到用行动防止汞污染的重要性,例如怎样清理破碎的水银温度计、如何处理含汞的废旧电池、废日光灯管等,使学生养成良好的生活习惯,这使化学教学更贴近于社会实践,同学们在学习过程中会觉得所学知识富有时代感,具有实用价值,有助于培养学生对未来的人文关怀,将自然科学融入整个人类文化的背景中思考和分析。

三、与生活中化学知识相关的实验探究教学

化学实验是进行科学研究的重要手段,是培养学生动手操作能力的有效途径,在化学实验的基础上,学生从具体的形象思维转入抽象的逻辑思维,从而提高理性认识。化学实验还可以培养学生谨慎的科学态度,以贴近生活和发生在身边的化学现象为素材,组织探究实验活动,既培养学生学习化学兴趣,又使学生感受到化学在国民经济及生活中的实际运用。例如选取日常生活的素材可进行“鲜果中维生素C的还原性”、“自制肥皂与肥皂的洗涤作用”、“用生活中的材料制作简易电池”、“温度对加酶洗衣粉的洗涤效果的影响”等实验。选取与化学有关的社会问题为实验内容可进行“用氧化还原滴定法或电化学分析法测定污水中的化学耗氧量”、“用淀粉自制吸水材料,并进行模拟保水试验”等实验。通过化学实验来解释和解决日常生活和社会实际问题,对于拓展化学实验的功能,提高学生的科学素养,具有十分重要的意义和价值。

四、进行与生活有关的论文写作教学

布置学生撰写小论文或课题报告,探讨实验中的问题或写出自己的体会。教师向学生介绍撰写小论文的基本要求和方法,从学生实际出发,文字能力不做高要求,只要论据能说明论题,条理清楚,说得明白就达到了要求。例如,将“糖类”设计成主题为“糖类与生活”的拓展课,课前充分发动学生积极参与,提出他们感兴趣的课题,引导他们提炼成“糖在生活中的分布”、“血液中的葡萄糖”、“糖与糖尿病”、“糖与减肥”、“糖与健康”等小课题。然后把全班学生组合成几个组进行专题研究,同学们查找资料、走访调查、统计数据、进行实验,在组内充分交流讨论的基础上,形成课题报告。

此外,遵循自愿的原则,鼓励学生将课外新闻记者材料用自己的语言加以组织,写出科技小论文。在将阅读材料整理成文章,并发表自己的见解的过程中,培养学生科学研究问题的学风,促进学生独立思考,提高自学能力的组织语言的能力,这对学生来说是一个很好的锻炼机会,既增强了学生化学知识方面的积累,也对语言组织以及口才能力方面的一次提高。教材中的教学内容是教师教和学生学的直接依据,不同的教学内容对应不同的教学策略和教学方法。化学教学内容可分为基本概念、基本理论、元素化合物知识、化学用语、化学计算以及化学实验等,不同类型的教学内容具有不同的特点。并非所有的教学内容都适合或者说都能很好地联系社会和生活实际。本文就当前化学教学与学生生活不能紧密联系的现状提出将生活中的化学渗透在化学教学中的相关教学方法,将所学知识运用在社会生活中,这有助于提高学生学习化学的兴趣,丰富学生的学习方式,提高学生的科学素养。这样的教学方式也给教师提出了更高的要求,要求教师要接受这样一种适应学生发展的教学方式,并愿意在教学中付诸实现,同时还要加强自身的专业化学习,注意搜集各种新知识,注重引导学生认识各科知识的普遍联系,自身必需有一定的化学课外知识积累,并且能够梳理好这些课外知识,搞清楚化学课堂教学与这些生活中的化学联系的紧密度。只有这样才可以在教学中引导学生真正的进入化学学科的殿堂。

参考文献:

[1]张爱玲.化学与生活[J].中学化学教学参考,2002,(11):58-59.[2]李琴.将社会生活中的裕学渗透在化学教学中[D].华中师范大学,2008:3-27.[3]张俊英.现代生活中的化学[J].沧州师范专科学校学报,2002.[4]刘长笑.生活中的化学问题与绿色化学[J].中国科技信息,2008.[5]吴君磊.让化学课堂回归生活世界[J].吉林省教育学院学报,2008,(5):91-92

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