xuchuantao
人类正面临有史以来最严重的环境危机，由于人口急剧的增加，资源的消耗日益扩大，人均耕地、淡水和矿产等资源占有量逐渐减少，人口与资源的矛盾越来越尖锐；环保问题就成为经济与社会发展的重要问题之一。作为国民经济支柱产业之一的化学工业及相关产业，在为创造人类的物质文明作出重要贡献的同时，在生产活动中不断排放出大量有毒物质，化学工业也为环境和人类的健康带来一定的危害。发达国家对环境的治理，已开始从治标，即从末端治理污染转向治本，即开发清洁工业技术，消减污染源头，生产环境友好产品。“绿色技术”已成为21世纪化工技术与化学研究的热点和重要科技前沿。 绿色化学又称绿色技术、环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学即是用化学及其它技术和方法去减少或消除那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂、试剂、产物、副产物等的使用和产生。 化学可以粗略地看作是研究从一种物质向另一种物质转化的科学。传统的化学虽然可以得到人类需要的新物质，但是在许多场合中却既未有效地利用资源，又产生大量排放物，造成严重的环境污染。绿色化学则是更高层次的化学，它的主要特点是“原子经济性”，即在获得物质的转化过程中充分利用每个原料原子，实现“零排放”，因此既可以充分利用资源，又不产生污染。传统化学向绿色化学的转变可以看作是化学从“粗放型”向“集约型”的转变。绿色化学可以变废为宝，可使经济效益大幅度提高。绿色化学已在全世界兴起，它对我国这样新兴的发展中国家更是一个难得的机遇。1 采用无毒、无害并可循环使用的新物料1 原料选择 工业化的发展为人类提供了许多新物料，它们在不断改善人类物质生活的同时，也带来大量生活废物，使人类的生活环境迅速恶化。为了既不降低人类的生活水平，又不破坏环境，我们必须研制并采用对环境无毒无害又可循环使用的新物料。 以塑料为例，据统计，到1989年美国在包装上使用的塑料就超过43亿kg（20世纪90年代数量进一步上升），打开包装后即被抛弃，这些塑料废物破坏环境是我们面临的一大问题：掩埋它们将永久留在土地里中；焚烧它们会放出剧毒。 我国也大量使用塑料包装，而且在农村还广泛地使用塑料大棚和地膜，造成的“白色污染”也越来越严重。解决这个问题的根本出路在于研制可以自然分解或生物降解的新型塑料，目前国际上已有一些成功的方法，例如：光降解塑料和生物降解塑料。前者已经投入生产。光生物双降解塑料研究是我国“八五”科技攻关的一个重大项目，已取得一些进展。2 溶剂的选择 大量的与化学制造相关的污染问题不仅来源于原料和产品，而且源自在其制造过程中使用的物质。最常见的是在反应介质，分离和配方中所用的溶剂。在传统的有机反应中，有机溶剂是最常用的反应介质，这主要是因为它们能较好地溶解有机化合物。但有机溶剂的毒性和难以回收又使之成为对环境有害的因素。因此，在无溶剂存在下进行的有机反应，用水作反应介质，以及超临界流体作反应介质或萃取溶剂将成为发展洁净合成的重要途径。1 固相反应 固相化学反应实际上是在无溶剂化作用的新颖化学环境下进行的反应，有时可比溶液反应更为有效并达到更好的选择性。它是避免使用挥发性溶剂的一个研究动向。2 以水为溶剂的反应 由于大多数有机化合物在水中的溶解性差，而且许多试剂在水中会分解，因此一般避免用水作反应介质。但水作为反应溶剂有其独特的优越性，因为水是地球上自然丰度最高的“溶剂”，价廉、无毒、不危害环境。此外水溶剂特有的疏水效用对一些重要有机转化是十分有益的，有时可提高反应速率和选择性，更何况生命体内的化学反应大多是在水中进行的。 水相有机合成在有机金属类反应，水相Lewis酸催化的反应现都已取得较大进展。因此在某些有机化学反应中，开发利用以水作溶剂是大有可为的。3 超临界流体作为有机溶剂 超临界流体是指超临界温度及超临界压力下的流体，是一种介于气态与液态之间的流体。在无毒无害溶剂的研究中，最活跃的研究项目是开发超临界流体（SCF），特别是超临界CO2作溶剂。超临界CO2是指温度和压力在其临界点（10℃，7 79KPa）以上的CO2流体。它通常具有流体的密度，因而有常规常态溶剂的溶解度；在相同条件下，它又具有气体的粘度，因而又具有很高的传质速度。而且，由于具有很大的可压缩性，流体的密度，溶剂溶解度和粘度等性能可由压力和温度的变化来调节。其最大优点是无毒、不可燃、价廉等。3 催化剂的选择 许多传统的有机反应用到酸、碱液体催化剂。如烃类的烷基化反应一般使用氢氟酸、硫酸、三氯化铝等液体酸做催化剂，这些液体酸催化剂的共同缺点是：对设备腐蚀严重，对人身危害和产生废渣污染环境。为了保护环境，多年来人们从分子筛、杂多酸、超强酸等新催化材料入手，大力开发固体酸做为烷基催化剂。其中采用新型分子筛催化剂的乙苯液相烃化技术较为成熟，这种催化剂选择性高，乙苯收率超过6%，而且催化剂寿命长。2 化学反应的绿色化 为了节约资源和减少污染，合成效率成了当今合成方法学研究中关注的焦点。合成效率包括两方面，一是选择性（化学、区域、非对映体和对映体选择性），另一个就是原子经济性，即原料分子中究竟有百分之几的原子转化为产物，理想的原子经济反应是原料分子中的原子百分之百的转变为产物，不产生副产物或废弃物，实现废物的“零排放”。为此，化学化工工作者在设计合成路线时，要减少“中转”、增加“直快”、“特快”，更加经济合理地利用原料分子中的每一个原子，减少中间产物的形成，少用或不用保护基或离去基，避免副产物或废弃物的产生。实现原子经济反应的有效手段很多，在些不作赘述。3 生物技术的应用 生物科学是当代科学的前沿。生物技术是世界范围内新技术革命的重要组成部分，生物化工是21世纪最具有发展潜力的产业之一，它将成为创造巨大社会财富的重要产业体系。采用生物技术已在能源、采油、采矿、肥料、农药、蛋白质、聚合物、表面活性剂、催化剂、基本有机化工原料、精细化学品的制造等方面得到广泛应用。从发展绿色化学的角度出发，它最大的特点和魅力就在节约能源和易于实现无污染生产而且可以实现用一般化工技术难以实现的化工过程，其产品常常又具有特殊性能。因此，生物技术的研究和应用倍受青睐。 绿色化学是人类的一项重要战略任务。绿色化学的根本目的是从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革传统化学，从而使我们对环境的治理可以从治标中转向治本。绿色化学的发展不仅将对环境保护产生重大影响，而且将为我国的企业与国际接轨创造条件！ 
随着社会主义现代化建设的不断发展，环境保护作为我国的一项基本国策已越来越受到人们的关心与重视。发达国家曾经走过一条先污染后治理的弯路，并为此付出了高昂的代价。我们作为发展中国家，现代化建设刚刚起步，理应吸取发达国家的经验教训，在进行现代化建设的同时，尽量减少污染，走一条发展与治理同步、以预防为主的环保工作新道路。为此，必须大力普及环境科学知识，提高人们的环境意识。 一、培养学生环境意识的必要性与紧迫性 我国的环境状况并不容乐观。大气污染、水污染等已经给人们的生产、生活带来灾害性影响。曾经风景如画的南京十里秦淮，如今已是垃圾充溢臭气熏天的“龙须沟”，淮河水无法饮用，大运河鱼虾绝迹，九七年的黄河断流，九八年的长江洪水，去年的沙尘暴等等，其后果已是触目惊心。至于城市的酸雨、近海的赤潮、湖水的干涸等，早已不再是新闻。因此，提高全民族的环境保护意识，已经摆上了国民教育的重要议事议程。而中学生正处于世界观与人生观形成的关键时期，环保意识一旦形成，对其一生的社会行为乃至对整个中国的经济发展与环境保护，无疑将产生巨大的影响作用。培养学生的环境保护意识，是一件事关未来、影响深远的大事情。 二、化学教育在培养学生环境意识中的重要地位 化 学 学 科 的特点，决定了化学教育在培养学生环境意识中占有重要地位。它同物理、生物等都是对学生进行环境教育的主要学科。许多污染物的成分、特性、形成过程、对人类生产生活的危害以及如何防治等，都与化学教学内容有着密切的联系。初中、高中化学教学大纲中也明确提出，化学教育应培养学生关心自然、关心社会的情感，对学生进行环境保护意识的教育。 三、化学教育如何培养学生的环境意识 在化学教育中，化学教师应有意识的对学生进行环境教育，概括起来，主要有以下几个途径： 1、在化学课堂教学中，渗透环境教育 在中学化学教材中，包含许多与环境保护有关的内容，例如作为大气污染物中的头两号“杀手”so2和co，在初中课本和高中一年级课本中都做过初步和系统地学习。教师在讲授该节内容时，就应给学生讲清so2、co的产生、特性及对人类的危害，并可根据学生的实际情况，讲解如何避免so2、co的产生及so2、co中毒后如何处理等。并由so2的特性讲解“酸雨”这种污染物的形成及危害。对于大气污染中的另一“杀手”——光化学烟雾，在高中第二册（试验本）教材中也介绍过，教师可结合1942年的美国洛杉矶光化学烟雾事件，给学生讲清其形成过程及危害，从而提高学生对环境污染的重视程度。 2、在化学试验过程中，进行环境教育 化学试验作为化学教学的重要组成部分，同样担负着对学生进行环境教育的重要职责，并且较之课堂教学更具有直观性。一方面，教师可以以环境污染物为试验样品，进行观察分析与研究。例如测定大气飘尘的浓度、测定雨水的ph值、用so2形成硫酸、硝酸的过程等等。另一方面，化学教师在自己做或指导学生做实验时，也可以切身实地的进行环境教育。例如在做有有毒性气体（如so2、co等）放出的试验时，可增加尾气处理装置，以减少有毒气体排放。对实验结束后的试验废液、废物应放入指定地点，这样既可减少污染物污染，也教育学生环境保护要身体力行，从自身做起，只有这样，才能形成良好的环保习惯。 3、在化学课外活动中，加强环境教育 一方面，可以通过化学课外兴趣小组，开展环境保护活动。例如组织学生测定大气污染物浓度、测定附近河、湖水的酸碱度，到附近工厂进行污水排放观察及污水处理参观，利用节假日到野外收集废电池等等，让学生亲身体验环境污染的程度及其危害性，增强环境观念。另一方面，要教育学生在日常生活中，从自身做起，从一点一滴的小事做起，时刻牢记环保使命，充分利用节约能源（如节水、节电、充分燃烧煤气、石油液化气等），合理分类存放生活垃圾（如电池回收、不乱到污水等），不使用污染环境的物品（如含p洗衣粉、喷发胶等），敢于同浪费资源、污染环境的行为作斗争，努力将环境污染降低到最低程度，保护好我们的家园。 总之，利用化学教学培养学生的环境意识，有着其他学科所不具备的优越条件。广大中学教师应充分利用这一优越性，为保护好我们的生活环境，使我国的现代化建设在未
TbCl3-CdCl2-HCl-H2O(15K)的相平衡 学 生： 指导老师： 年级： 专业： 班级：摘 要 测定了四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O（15K）的相平衡溶度数据，绘制了相应的溶度图。该四元体系是复杂体系且有1个新物相化合物4CdCl2· TbCl3·14H2O生成。关键词 四元体系，相平衡，TbCl3 ，CdCl2 一 前 言稀土卤化物与稀碱卤化物所形成的化合物具有特殊的光学性质。文献[1-3]研究了稀土卤化物与稀碱金属卤化物在盐酸介质中的相平衡关系，且发现新化合物CsEuCl8·14H2O、Cs2EuCl5·4H2O、3CsCl·CeCl3·3H2O、CsCl·CeCl3·4H2O具有上转换发光性能。文献[4-6]分别研究了DyCl3-CdCl2- H2O和DyCl3-CdCl2-HCl-H2O（15K）的相平衡，YCl3-CdCl2-H2O和YCl3-CdCl2 -HCl-H2O(15K)的相平衡，在15K时CeCl3-CdCl2-H2O和CeCl3- CdCl2-HCl-H2O的相平衡，均发现了新的化合物，并且也具有上转换发光性能和较强的荧光性能。为比较过渡元素/稀土氯化物与稀碱金属/稀土氯化物盐水体系中相关系间的差异，丰富盐水相化学，和为合成新的化合物寻找可能的途径，本文在前述研究的基础上研究了在15K时四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O的相平衡关系，发现了1个未见文献报道新物相化合物。 二 实验部分1、试剂及仪器配制TbCl3·6H2O试剂：（1）称取适量Tb2O3固体，放在小烧杯中，加少量水。（2）量取适量浓度为35%的盐酸溶液，缓慢加入到盛有Tb2O3试剂的小烧杯中，搅拌。（3）加热至溶解成无色透明的液体，将其自然冷却。（4）过滤。将滤液加热至产生结晶膜后，自然冷却。（5）抽滤，晶体放入干燥器中自然干燥[1]。化学反应方程式： Tb2O3+6HCl＝2TbCl3+3H2O。CdCl2、EDTA、AgNO3、六次甲基四胺、甲基红、二氯荧光黄、二甲酚橙、邻二氮菲均为分析纯试剂。使用蒸馏水。使用仪器：恒温搅拌装置（自制）。2、实验及分析方法设定一系列递变点，按四元体系斜截面布点配样，密封于塑料管中，在15K的恒温条件下进行搅拌。五天后调整试样的酸度，调节酸度，使各试样酸度一致。将调节过酸度的各试样封闭，继续恒温搅拌。待平衡后，取样，分析液体与湿渣组成。分析方法如下：以甲基红为指示剂，用标准氢氧化钠溶液滴定试样中盐酸的含量；用邻二氮菲掩蔽Cd2+后，以二甲酚橙为指示剂，六次甲基四胺为缓冲溶液，用标准EDTA溶液滴定试样中的三氯化铽的含量；以二氯荧光黄为指示剂，加稍过量碳酸钙固体中和盐酸，加糊精，用标准硝酸银溶液滴定氯离子；用差减法可求得试样中二氯化镉的含量。 三 结果与讨论1、四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O的溶度图表1为四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O在15K时的溶度数据及其在底面三角形TbCl3-CdCl2-H2O上的投影数据。图1为相应的溶度图。 由图一知，该体系的溶度曲线由三段构成，分别对应化合物CdCl2·H2O、4CdCl2·TbCl3·14H2O（4:1型）和TbCl3·6H2O。其中4:1 型化合物是固液同成分溶解的化合物，可从体系中直接得到，是未见文献报道表1 四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O在15K时的溶度数据及其在底面三角形TbCl3-CdCl2-H2O上的投影数据液相（%） 湿固相（%）四面体 三角形 四面体 三角形序号 HCl CdCl2 TbCl3 CdCl2 TbCl3 HCl CdCl2 TbCl3 CdCl2 TbCl3 平衡固相平均酸度 = 95%1 71 62 0 16 0 --- --- --- --- --- A 2 08 94 26 07 46 10 02 13 97 18 A 3 67 81 48 70 85 89 42 15 23 23 A 4 82 35 37 37 82 37 29 48 18 78 A+B 5 09 96 97 00 49 95 61 53 77 08 B 6 14 59 90 54 51 29 77 31 56 82 B 7 12 33 72 07 49 19 64 17 34 67 B 8 26 73 02 31 01 82 51 63 00 14 B 9 23 58 75 95 98 83 79 63 27 17 B 10 75 39 95 45 37 63 51 73 87 26 B 11 32 76 49 58 95 23 70 97 26 64 B 12 08 77 67 34 32 99 38 41 13 90 B+C 13 06 31 83 84 49 71 96 93 96 43 B+C 14 19 49 67 08 35 59 37 19 83 50 B+C 15 61 57 91 33 63 12 57 18 80 40 C 16 03 34 71 90 60 98 26 71 41 89 C 17 18 31 45 39 63 44 28 54 34 45 C 18 25 64 60 96 08 43 68 14 72 05 C 19 33 95 34 67 10 37 07 26 08 15 C 20 13 0 61 0 89 --- --- --- --- --- C 双饱点组成（平均值）：E1: CdC37%， TbC82%; E2: CdC08%， TbC39%A:CdCl2·H2O ; B: 4CdCl2·TbCl3·14H2O; C:TbCl3·6H2O图1 四元体系TbCl3-CdCl2-HCl-H2O在三角底面TbCl3-CdCl2-H2O的溶度图的新物相化合物。2、四元体系RECl3-CdCl2-HCl-H2O（RE=La、Ce、Nd、Dy、Tb）间的比较轻稀土元素之间或重稀土元素之间，其相化学行为具有相似性及相异性。如轻稀土元素均有4:1型化合物和9:1型化合物。而重稀土元素有9:2型化合物。本文研究的铽属中稀土元素，其新化合物的类型却为4:1型，说明中稀土元素与轻稀土相比，具有相似性也具有相异性，而与重稀土元素具有相异性。这充分说明稀土元素具有“分组效应”。 四 结论研究了氯化铽与氯化镉在盐酸介质中相关系，绘制了相应的溶度图，在体系中发现和得到了新化合物4CdCl2·TbCl3·14H2O。本文的研究结果为合成新化合物提供了相关系依据。参考文献[1]Wang Hui，DUAN Jin-Xia，TAN Xin-Quan，Study on phase diagram of (cesium chloride+europium trichloride+hydrogen chloride+ water)quaternary system at T=15K and the fluorescence spectra of its J CThermodynamics， 2002，34，1495～1506[2]Wang Hui，DUAN Jin-Xia，TAN Xin-Quan，Study on phase diagram of (CsCl-CeCl3-HCl-H2O system and the propertier of the Chinese Journal of Chemistry，2002，20（9）：904-908[3]Wang Hui，DUAN Jin-Xia，TAN Xin-Quan，Phase equilibrium system of CsCl-YCl3-HCl-H2O at T=15K and its Chinese Journal of chemistry，2004，22（10）：1128-1132[4]乔占平，卓立宏，王惠三元体系YCl3-CdCl2-H2O和四元体系YCl3-CdCl2-HCl-H2O(15K)的相平衡及其固相新化合物的研究[J]无机化学学报，2004，20（8）：929-932[5] 乔占平，卓立宏，王惠四元体系LaCl3-ZnCl2-HCl(7%)-H2O(15K)和三元体系ZnCl2-HCl-H2O(15K)相平衡的研究[J]无机化学学报，2003，19（3）：303-306[6] 卓立宏，乔占平，郭应臣，王惠 CeCl3-CdCl2-H2O和CeCl3-CdCl2-HCl-H2O的相平衡物理化学学报，2005，21(2):128-131Phase Equilibrium of the System TbCl3-CdCl2-HCl-H2O at 15KAbstract: The equilibrium solubilities of the quaternary system TbCl3-CdCl2-HCl-H2O was determined at 15K and the corresponding equilibrium diagram was The systems is complicated with one new compounds 4CdCl2· TbCl3·14H2O Keywords: quanternary system， phase equilibrium， cadmium chloride， terbium chloride
