|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
ВВЕДЕНИЕ В «ЗЕЛЕНУЮ ХИМИЮ»Стр 1 из 6Следующая ⇒
УТВЕРЖДАЮ Декан химического факультета ________________ В.В. Паньков (подпись) ____________________ (дата утверждения) Регистрационный № УД-______/баз. ВВЕДЕНИЕ В «ЗЕЛЕНУЮ ХИМИЮ» Учебная программа для специальности Химия (по направлениям) Направления специальности: 1-31 05 01-01 Химия (научно-производственная деятельность) 1-31 05 01-02 Химия (научно-педагогическая деятельность)
Минск 2010 г.
СОСТАВИТЕЛИ: Савицкая Татьяна Александровна, доцент кафедры физической химии Белорусского государственного университета, кандидат химических наук, доцент; Кимленко Ирина Михайловна, доцент кафедры радиационной химии и химико-фармацевтических технологий, кандидат химических наук; Матюшенков Евгений Александрович, заведующий кафедрой органической химии, кандидат химических наук, доцент; Паньков Владимир Васильевич, декан химического факультета, доктор химических наук, профессор.
РЕЦЕНЗЕНТЫ: Кафедра физической и коллоидной химии Учреждения образования «Белорусский государственный технологический университет» Василевская Елена Ивановна, доцент кафедры неорганической химии Белорусского государственного университета, кандидат химических наук
РЕКОМЕНДОВАНА К УТВЕРЖДЕНИЮ В КАЧЕСТВЕ УЧЕБНОЙ: Кафедрой физической химии Белорусского государственного университета (протокол № 7 от 30.12. 2009 г.);
Учебно-методической комиссией химического факультета Белорусского государственного университета
(протокол №___ от _________2010 г.);
Ответственный за редакцию: Т.А. Савицкая
Ответственный за выпуск: И.М. Кимленко
1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Человечество уже давно осознало неразрывную связь между пользой химии и ущербом, который она наносит окружающей среде и здоровью человека. Во многих крупных промышленных районах мира наблюдается значительное химическое загрязнение, для снижения которого тратятся немалые средства, идущие на создание очистных сооружений и утилизацию вредных веществ. Такое решение экологических проблем в конце производственного цикла называется подходом «конца трубы». Наряду с этим подходом в последние два десятилетия все чаще рассматривается так называемый «предупредительный подход», который фокусируется на предотвращении причин, а не на устранении последствий ухудшения экологической обстановки. На практике «предупредительный подход» включает в себя оптимизацию производственных процессов, внедрение энергосберегающих технологий, отбор более экологически чистого сырья, новый дизайн продукции, внутреннюю и внешнюю вторичную переработку отходов, уменьшение использования токсичных и вредных веществ. При таком подходе безопасность химического производства обеспечивается, в первую очередь, тем, что для получения химических продуктов выбираются экологически чистые исходные компоненты, а схемы синтеза исключают образование вредных веществ или их воздействие на окружающую среду минимизируется. Стратегию перехода к «более чистому производству» (БЧП) [1] можно смело назвать революционной, так как она позволяет не просто получить нужное вещество, но получить его таким способом, который не вредит окружающей среде ни на одной стадии технологического процесса и является безопасным для тех, кто занят на этом производстве. Данная тенденция привела к созданию нового направления в химии, которое назвали «зеленой химией» и которое, по сути, означает новый подход к производству химических веществ, а, с точки зрения стратегии БЧП, – один из её методов. Сегодня химики «зеленой химией» называют любые усовершенствования химических процессов, которые положительно влияют на состояние окружающей среды. Однако представление о «зеленой химии» будет не совсем точным, если воспринимать ее только как область химической науки, внедряющую новые безопасные промышленные процессы. «Зеленая химия» – это революционная философия, призванная уменьшить и предотвратить загрязнение окружающей среды. Не случайно «зеленую химию» называют химией в интересах устойчивого развития, поскольку она призвана улучшить качество жизни не только существующего, но и последующих поколений. Причем сегодня идеи «зеленой химии» выходят за рамки собственно химии и распространяются на различные области от энергетики до устойчивого развития общества. В настоящее время «зеленая химия» развивается по трем основным направлениям: новые способы синтеза, замена традиционных органических растворителей и получение химических продуктов из возобновляемых природных источников. «Зеленые» синтезы проводят, как правило, при нетрадиционных условиях, избегая применения высоких температур и давлений, а используя вместо этого СВЧ-излучение, УФ-излучение, механоактивацию, ультразвук и т.п., используя новые конструкции реакторов. Кроме того используют «зеленые» реагенты, например, «зеленым» окислителем является пероксид водорода. Для целей «зеленой химии» широко используют каталитические реакции. Как альтернатива традиционным растворителям предложены сверхкритические жидкости. Еще один путь достижения целей «зеленой химии» - это широкое использование биомассы вместо нефти для получения углеводородного сырья и топлива. Впервые курс лекций по «Зеленой химии» был прочитан в Ноттингемском университете (Великобритания) для студентов-химиков и химиков-технологов. В настоящее время «зеленая химия» преподается во многих университетах мира. Химия относится к числу тех естественных наук, которые составляют базис университетского экологического образования. Именно поэтому студентам необходимо усвоить концепцию «зеленой химии», которой принадлежит будущее. Цель преподавания дисциплины «Введение в «зеленую химию» – на основе ее двенадцати принципов показать возможность организации безопасного производства химических продуктов, ознакомить студентов с уже реализованными «зелеными» технологиями и стратегией действий на пути к устойчивому развитию общества. Материал, включенный в программу, дает четкое представление об основах этой достаточно новой области химического знания в ее современном состоянии. Особое внимание уделяется универсальной роли представлений «зеленой» химии в индивидуальном развитии различных химических дисциплин и формировании единого химического образовательного пространства, которое составляет основу фундаментальной подготовки специалистов-химиков, конкурентоспособных на современном рынке труда. Кроме того, предполагается показать большое значение «зеленой химии» для развития не только химии, но и других естественных наук: биологии, экологии, геологии и др., а также социальной сферы. Программа разработана специалистами в области физической химии, органической химии, экологии и охраны труда. Таким образом, в ней воплотился принцип межпредметной коммуникации, который важен для подготовки специалистов, способных интегрировать идеи из различных областей науки, оперировать междисциплинарными категориями, комплексно воспринимать инновационный процесс. Модульное построение материала соответствует европейским тенденциям болонизации учебного процесса.
Задачи изучения дисциплины: 1. Знакомство студентов с основными направлениями развития «зеленой химии», выработка у будущих специалистов грамотного подхода к решению практических задач получения химических продуктов безопасными способами. 2. Получение студентами представлений о принципах безопасного для окружающей среды и человека проведения химических процессов в лабораторных и производственных условиях.
В результате изучения курса студенты должны знать: - важнейшие принципы и направления развития «зеленой химии»; - современные стратегии развития мировой промышленности и программы производителей химической продукции, направленные на сохранение окружающей среды и достижение устойчивого развития общества; - законодательные документы, регламентирующие охрану окружающей среды в химической промышленности; - основные подходы и приемы проведения «зеленого» химического синтеза; - принципы выбора исходных материалов, реагентов, растворителей, условий проведения реакций с точки зрения общей эффективности химического синтеза; - технологические аспекты внедрения и аппаратное оформление «зеленых» химических процессов; - достоинства и недостатки традиционных и нетрадиционных методов активации химических реакций; - экологические преимущества каталитических химических процессов; - специфику проведения химических реакций без органических растворителей; - перспективы использования возобновляемых источников энергии и их вклад в общее мировое энергетическое производство; - подходы к получению продуктов из возобновляемых источников сырья; - разработки белорусских ученых в области «зеленой химии» и направления ее развития в Республике Беларусь.
Студенты должны уметь: - оперировать ключевыми понятиями «зеленая химия», «устойчивое развитие» и ориентироваться в современных тенденциях развития мировой химической промышленности; - оценивать эффективность проведения химических реакций и их экологические последствия; - анализировать существующие методики эксперимента и технологии получения химических веществ с точки зрения их безопасности для окружающей среды и человека; - предложить новые безопасные способы проведения химических процессов и внедрять их в лабораторных и производственных условиях; - применять современные информационные технологии при решении практических задач по реализации «зеленых» химических процессов; - готовить информацию и распространять идеи «зеленой химии» среди специалистов и общественности для достижения целей устойчивого развития общества.
Полученные знания и приобретенные компетенции дадут возможность будущим специалистам планировать и целенаправленно управлять физико-химическими процессами, обеспечивать безопасные условия их проведения, разрабатывать и внедрять современные энергоэффективные технологии на основе возобновляемых и экологически чистых источников энергии, получать продукцию с требуемыми свойствами, выполнять нормы и требования охраны окружающей среды от вредных промышленных загрязнений, совершенствовать старые и разрабатывать новые методы получения химических продуктов. Дисциплина «Введение в «зеленую химию» неразрывно связана с дисциплинами «Общая химия», «Неорганическая химия», «Органическая химия», «Физическая химия» (раздел «сверхкритические жидкости») и др. Учебная программа по дисциплине «Введение в «зеленую химию» составлена в соответствии с современными требованиями к методологическому и научному содержанию дисциплины «Зеленая химия» с учетом опыта его преподавания в ведущих вузах ближнего и дальнего зарубежья. Программа построена по модульному принципу. Она содержит 2 раздела, каждый из которых включает определенное количество модулей: первый – 3 и второй – 7.
ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА Основная 1. M. Lancaster. Green Chemistry: An Introductory Text. – New York: Royal Society of Chemistry – 2002. – 300 p. 2. J.Clark, D.Masquarrie. Handbook of Green Chemistry –Blackwell. – 2002. – 532 p. 3. P.Tundo, V.Esposito. Green Chemical Reactions – Springer. – 2003. – 213 p. 4. Почему химия «зеленеет» и где учат «зеленой» химии / Т.А.Савицкая. И.М.Кимленко, Е.А. Матюшенков, М.А. Лукашевич // Хiмiя: праблемы выкладання. – 2009. – № 2. – С.3 – 19. 5. Г.Я. Кабо, А.В. Блохин, В.В. Симирский, О.А. Ивашкевич. Использование растительной биомассы для производства различных видов топлива в Республике Беларусь // Химические проблемы создания новых материалов и технологий: сборник статей. Выпуск 3 / под ред. О.А. Ивашкевича. – Минск: БГУ, 2008. – 165-179 с. 6. Зеленая химия в России: сборник статей / под ред. В.Лунина, П.Тундо, Е.Локтевой, Изд-во Моск. ун-та, – 2004. – 231 с.
Дополнительная 1. G.Rothenberg. Catalysis: Concepts and Green Applications – WILEY-VCH Verlag. – 2008. – 275 p. 2. Л. Викторова. «Зеленая» химия побеждает // Химия и жизнь. – 2001. - №12. 3. М.Комаров. Кювета со сверхкритическим флюидом // Химия и жизнь. - 2000. – №2. – с.8 – 11. 4. Мартин Полякофф. Зеленая химия: очередная промышленная революция? // Химия и жизнь - XXI век. – 2000, № 2. 5. Джон Вос. Рынок топливной энергетики в Финляндии и Австрии // Переводное издание в рамках совместного проекта ПРООН/ГЭФ и Правительства Республики Беларусь «Применение биомассы для отопления и горячего водоснабжения в Республике Беларусь», Минск, 2007. – 72 с. 6. В. Г. Дебабов Химия без нефти // Химия и жизнь – XXI век. – 2005. – № 4. – С. 8–11. 7. Сайт Научно-образовательного центра «Химия в интересах устойчивого развития – зеленая химия». – http://www.greenchemistry.ru/ 8. Дебабов В. «Зеленая химия» и возобновляемое растительное сырье // Изобретатель. – 2006. – № 6. – C. 26. 9. «Зеленая» химия – наука 21 века» / Т.А.Савицкая, М.А. Лукашевич, И.М. Кимленко //Репетитор. –2009. – №4. – С. 20 – 23. 10. Системы экологического менеджмента для практиков/ под ред. С.Ю. Даймана. – М.: Изд-во РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2004. – 248 с.
ПРАКТИЧЕСКИЕ ЗАНЯТИя ЗАНЯТИЕ № 1 «Зеленая химия» - наука 21 века Примерное содержание
Вопросы для самоподготовки Отношение общества к химии. Пути решения экологических проблем химического производства. Основные черты химии будущего. Определение «зеленой химии». Основные принципы «зеленой химии». Главные направления развития «зеленой химии». «Зеленый» химический синтез в сравнении с традиционным. «Зеленые» технологии в химической промышленности. Университетское образование для устойчивого развития.
Задания 1. Напишите эссе «Зеленая химия – это научная дисциплина, революционная философия или…». Объем - не менее 1000 знаков, но не более 2000 знаков. 2. Сформулируйте 12 основных принципов «зеленой» химии и их мнемонический вариант (мнемоника – искусство запоминания) «PRODUCTIVELY». 3. Нарисуйте схему и охарактеризуйте главные направления развития «зеленой химии». 4. Приведите два промышленных способа получения фенола из бензола. Напишите балансовое уравнение для каждого процесса. Сравните их по атомной эффективности. 5. Антрахинон – вещество, широко используемое для производства красителей. Рассмотрите его получение по реакции взаимодействия 1,4 – нафтохинона с бутадиеном и бензола с фталевым ангидридом. Опишите механизмы для обеих реакций. Сравните атомную эффективность двух методов.
Литература Основная: 1. M. Lancaster. Green Chemistry: An Introductory Text. – New York: Royal Society of Chemistry – 2002. – 300 p. 2. J.Clark, D.Masquarrie. Handbook of Green Chemistry – Blackwell. – 2002. – 532 p. 3. Почему химия «зеленеет» и где учат «зеленой» химии / Т.А.Савицкая. И.М.Кимленко, Е.А. Матюшенков, М.А. Лукашевич // Хiмiя: праблемы выкладання. – 2009. – № 2. – С.3 – 19. 4. Зеленая химия в России: сборник статей / под ред. В.Лунина, П.Тундо, Е.Локтевой, Изд-во Моск. ун-та, – 2004. – 231 с. Дополнительная: 1. Л. Викторова. «Зеленая химия» побеждает // Химия и жизнь. – 2001. - №12. 2. Мартин Полякофф. Зеленая химия: очередная промышленная революция? // Химия и жизнь - XXI век. – 2000, № 2. 3. «Зеленая химия» – наука 21 века» / Т.А.Савицкая, М.А. Лукашевич, И.М. Кимленко //Репетитор. –2009. – №4. – С. 20 – 23.
ЗАНЯТИЕ № 2 Экологический менеджмент и Задания 1. Назовите, по крайней мере, три движущие силы, необходимые для создания EMS, на уровне: а) государства, б) компании, в) потребителя. 2. Что означает каждый из типов EMS, существующей в различных компаниях: · Environmentally Passive · Steered by the Authorities · Demand Optimizing · Environmentally aware · Environmentally adapted Какой из них является наиболее приемлемым в современных условиях? 3. Приведите примеры предприятий химической, нефтехимической промышленности (по одному на каждом континенте), сертифицированных по ISO 14001. Известны ли случаи, когда предприятия отказывались от EMS? 4. Назовите предприятия химической промышленности в РБ, имеющие сертификат ISO 14001. Проанализируйте причины, сдерживающие развитие EMS. 5. Расшифруйте аббревиатуры REACh и OSOR. Проанализируйте, где и как применяется REACh, как принимают регламент в разных странах, включая Беларусь. 6. Определите движущие силы и препятствия для внедрения REACH. Литература Основная: 1. Системы экологического менеджмента для практиков/ под ред. С.Ю. Даймана. – М.: Изд-во РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2004. – 248 с. 2. M. Lancaster. Green Chemistry: An Introductory Text. – New York: Royal Society of Chemistry – 2002. – 300 p. ЗАНЯТИЕ № 3 Задания для групп из 2-3 человек 1. В соответствии с Согласованной на Глобальном Уровне Системой Классификации и Маркировки Химической Продукции классифицировать следующие вещества: фенол, ацетилен, натрий, гидроксид калия, азотная кислота. Алгоритм действий: · Охарактеризуйте опасность вещества в соответствии с GHS (перечень классов опасностей представлен ниже). Оцените опасность вещества для окружающей среды, в частности, вред для водных экосистем и опасность разрушения озонового слоя. Physical hazard 1. EXPLOSIVES 2. FLAMMABLE GASES 3. FLAMMABLE AEROSOLS 4. OXIDISING GASES 5. GASES UNDER PRESSURE 6. FLAMMABLE LIQUIDS 7. FLAMMABLE SOLIDS 8. SELF-REACTIVE SUBSTANCES AND MIXTURES 9. PYROPHORIC LIQUIDS 10. PYROPHORIC SOLIDS 11. SELF-HEATING SUBSTANCES AND MIXTURES 12. SUBSTANCES AND MIXTURES WHICH IN CONTACT WITH WATER EMIT FLAMMABLE GASES 13. OXIDISING LIQUIDS 14. OXIDISING SOLIDS 15. ORGANIC PEROXIDES 16. CORROSIVE TO METALS Health hazard 1. ACUTE TOXICITY 2. SKIN CORROSION/IRRITATION 3. SERIOUS EYE DAMAGE /EYE IRRITATION 4. RESPIRATORY OR SKIN SENSITISATION 5. GERM CELL MUTAGENICITY 6. CARCINOGENICITY 7. REPRODUCTIVE TOXICITY 8. SPECIFIC TARGET ORGAN TOXICITY - SINGLE EXPOSURE 9. SPECIFIC TARGET ORGAN TOXICITY - REPEATED EXPOSURE 10. ASPIRATION HAZARD
Пиктограммы
· Опишите меры предосторожности при работе с данным веществом в соответствии с таблицей 1.
· Оформите отчет для заданного вещества на листе формата А4.
2. Заполните Safety Data Sheet для бензола. Алгоритм действий: Шаг 1: набрать адрес Интернет-сайта http://ull.chemistry.uakron.edu/erd/ Шаг 2: задать вещество Шаг 3: выбрать наиболее важные данные и заполнить досье.
ЗАНЯТИЕ № 4 «Зеленый» химический синтез Примерное содержание При подготовке используйте ресурсы интернета! Вопросы для самоподготовки Критерии идеального химического синтеза. Виды катализа. Типы и параметры катализаторов. Основные преимущества и недостатки гомогенного катализа. Нетрадиционные методы активации. Растворители в «зеленой химии». Задания 1. Выберите два крупнотоннажных современных химических продукта, получаемых с помощью каталитических процессов, и обсудите роль катализаторов с точки зрения экономики и экологии. Почему катализ оказывает меньшее экономическое и экологическое влияние при разработке тонких и фармацевтических продуктов?
2. Реакции окисления часто используются при производстве крупнотоннажных и тонких химических продуктов. Обсудите основные различия в процессах, используемых в каждом секторе, с точки зрения 12 принципов «зеленой химии».
3. Опишите преимущества и недостатки использования клеточных культур в сравнении с выделенными ферментами в промышленных биокаталитических процессах.
4. Обсудите и сравните механизмы переноса энергии при использовании перегретого пара, микроволн, ультразвука. Обсудите роль и ограничения применения растворителей для проведения химических реакций с этими источниками энергии.
5. Выберите любой крупнотоннажный химический продукт и обсудите на его примере, как продвинулся производственный процесс за последние 50 лет с точки зрении экологии и экономичности.
6. Сравните фотохимический и не фотохимический промышленные методы получения капролактама. Обсудите объемы и природу образующихся отходов в каждом процессе, а также энергозатраты.
7. Обсудите преимущества и недостатки использования сверхкритических воды и CO2 вместо органических растворителей.
8. Найдите и опишите примеры использования сверхкритического CO2 в химической практике, кроме тех, которые приводились на лекциях. 9. Классический метод синтеза гидрохинона из анилина включает использование стехиометрических количеств диоксида марганца, серной кислоты и металлического железа. а) Рассмотрите эффективность этого процесса с точки зрения принципа экономии атомов. б) Анилин может быть получен нитрованием бензола в нитробензол с последующим гидрированием нитро-группы до амино-группы. Используя принципы зеленой химии, придумайте схему нового метода получения гидрохинона из бензола (будьте совершенно свободны, предлагая необходимые катализаторы). в) Поищите в интернете информацию о методе получения гидрохинона, разработанном компанией Upjohn (Upjohn hydroquinone process). Сравните этот метод с классическим и придуманным вами методом. Какие у них преимущества и недостатки?
10.Флуоресцентные лампы содержат ртуть (10-20 мг в каждой лампе), которая попадает в окружающую среду после выбрасывания ламп на свалки. Обычные лампы накаливания не содержат ртути, однако требуют больше электрической энергии, что означает сжигание большего количества угля на электростанциях, причем при сжигании угля также происходит выброс ртути в окружающую среду (100 тонн угля содержит около 2 кг ртутных примесей). Типичная флуоресцентная лампа потребляет 11 Ватт/ч и служит 5000 ч, в то время как лампа накаливания потребляет 75 Ватт/ч и служит 1000 ч. Какой вид ламп более безопасен с точки зрения выбросов ртути в окружающую среду? Ответ подтвердите расчетом.
Примерный перечень вопросов, тестов и заданий Для контроля знаний МОДУЛЬ 1-1. Вопросы 1. Охарактеризуйте экологические проблемы химических производств и возможные пути их решения. 2. Дайте определение «зеленой» химии. 3. Назовите основные принципы «зеленой» химии и их мнемонический вариант. 4. Перечислите критерии, которым должна отвечать идеальная химическая реакция. 5. В чем заключается разница между химией окружающей среды и «зеленой» химией? 6. Перечислите существующие стратегии решения экологических проблем. 7. Охарактеризуйте основные направления развития «зеленой» химии.
Т ест 1. Впервые концепция «зеленой химии» была сформулирована: A. В 1990 году в виде Закона о предотвращении загрязнения окружающей среды (США); B. В 1998 году Полом Анастасом и Джоном Уорнером в книге «Зеленая химия: теория и практика»; C. В 1991 году Агентством США по охране окружающей среды; D. В 1997 году Американским химическим обществом. 2. «Зеленая химия» - это: A. Любое усовершенствование химических процессов, которое положительно влияет на состояние окружающей среды; B. Активное выведение более продуктивных сортов растений, расширение ирригации, применения удобрений, пестицидов; C. Революционная философия, которая призвана уменьшить и предотвратить загрязнения окружающей среды; D. Стратегия, направленная на достижение гармонии между людьми и между обществом и природой. 3. Пути, по которым сейчас развивается «зеленая химия»: A. Новые способы синтеза; B. Замена традиционных органических растворителей; C. Сохранение расширенного производства естественных экосистем; D. Получение химических продуктов из природных. 4. Научно-образовательный центр «Химия в интересах устойчивого развития – зеленая химия» был создан: A. В Миддлсекском Университете (Великобритания); B. В Московском Государственном университете им. М.В. Ломоносова; C. В Колумбийском колледже (США); D. В Университете Сарагосы (Испания). 5. Впервые в мире начали читать курс по «зеленой химии» для студентов-химиков: A. В Ноттингемском университете (Великобритания); B. В Университете Йорка (Великобритания); C. В Колумбийском колледже (США); D. В Университете Сарагосы (Испания).
Задания 1. Ограничивается ли “зеленая» химия требованиями только к процессу производства химического продукта? Должна ли интересовать химика дальнейшая «судьба» произведенного продукта? 2. Как «зеленая химия» включается в учебные программы большинства университетов мира: в виде отдельной дисциплины? Вопросы «зеленой» химии включены в программы других химически дисциплин?
МОДУЛЬ 1-2. Вопросы 1. Что такое устойчивое развитие общества и каковы его основные цели? 2. Перечислите основные положения Национальной стратегии устойчивого развития Республики Беларусь. 3. Охарактеризуйте основные проблемы химических производств и стратегию «Более чистое производство». 4. Приведите примеры реализации в химической промышленности концепции «Более чистое производство». 5. Сформулируйте принципы и цели программы мировых производителей химической продукции «Ответственная забота». Тест 1. Важнейший вклад в становление принципов и норм международного экологического права внесла: A. Международная конференция в Рио-де-Жанейро (1992 г.); B. Всемирный саммит по устойчивому развитию (2002 г.); C. Специальная сессия Генеральной Ассамблеи ООН Рио+5 (1997г.); D. Стокгольмская Конференция ООН по окружающей среде (1972г.). 2. В широкое употребление термин «устойчивое развитие» был введен: A. В 1987 г. Всемирной комиссией ООН по окружающей среде и развитию; B. В 1961 г. Всемирным фондом дикой природы; C. В 1972 г. на Стокгольмской Конференции ООН по окружающей среде; D. В 1992 г. на Международной конференции в Рио-де-Жанейро. 3. Национальная стратегия устойчивого развития (НСУР) Беларуси была разработана и одобрена правительством: A. В 1994 году; B. В 1997 году; C. В 1992 году; D. В 1998 году. 4. Документ, определяющий шаги, которые необходимо предпринять государству и обществу, чтобы приблизиться к идеалу устойчивого развития – это A. Повестка дня на ХХI век; B. Национальная стратегия; C. Рио-де-Жанейрская декларация; D. Декларация об охране окружающей среды. 5. Новый подход к производству химических веществ и повышению экологической безопасности химических предприятий назвали: A. «Безотходной технологией»; B. «Более чистым производством»; C. «Зеленой химией»; D. «Белой химией». Задания 1. Какова роль университетского образования для устойчивого развития? 2. Перечислите основные руководящие документы в области защиты потребителя и работника при использовании химических веществ на производстве.
МОДУЛЬ 1-3. Вопросы 1. Система экологического менеджмента: понятие, ключевые элементы, цикл Деминга, базовый стандарт. 2. Что такое REACH? Основные принципы и цели регламента. OSOR концепция. 3. Какие существуют регистрационные документы REACH? 4. Где и как применяется REACH? Как принимают REACH в разных странах? Беларусь и REACH. 5. Глобальная система классификации и маркировки химических веществ: цель внедрения, классы опасности веществ, сигнальные слова, пиктограммы. Тест 1. Первые стандарты серии ИСО 14001 были опубликованы в: А.1993; B .1996; С.1998; D . 2001 2. Законодательство REACH вступило в силу в: А. 2003; B . 2006; C . 2007; D . 2009 3. Регламент о глобальной системе классификации и маркировки химических веществ вступил в силу в: А.1996; B . 2003; C . 2007; D . 2009 4. Регламент EMAS (Eco-Management and Audit Scheme) вступил в силу в: А. 1993; B . 1996; C. 1998; D . 2003
А . H2O; B. NaOH; C. Cl2; D. NaCl Задания 1. Продолжите фразу из Дубайской декларации 2006 г. о международном регулировании химических веществ: Мы твердо обязуемся содействовать рациональному регулированию химических веществ и опасных отходов на протяжении … 2. Охарактеризуйте неблагоприятные эффекты воздействия кадмия, свинца и ртути на окружающую среду и организм человека
МОДУЛЬ 2-1. Вопросы 1. Перечислите и охарактеризуйте меры эффективности химических реакций. 2. Как количественно оценивают экологическое воздействие химических реакций? 3. Какие меры повышения эффективности химических реакций Вы знаете? 4. Приведите примеры «экономных» и «неэкономных» реакций с точки зрения принципа экономии атомов. 5. Чем линейные схемы синтеза отличаются от конвергентных? Какие схемы лучше? 6. Как правильно разработать стратегию «зеленого» химического синтеза? Тест 1. Е-фактор – это отношение: А. Массы побочных продуктов к массе исходных веществ; B. Массы целевого продукта к массе исходных веществ; С.Массы целевого продукта к массе к массе побочных продуктов; D . Массы побочных продуктов к массе целевого продукта. 2. Атомная эффективность – это отношение: А. Массы целевого продукта к массе всех продуктов; В. Массы целевого продукта к массе исходных веществ; С. Массы целевого продукта к массе побочных продуктов; D . Массы побочных продуктов к массе целевого продукта. 3. Самые большие значения Е-фактора характерны для промышленности А. Пищевой; В. Лакокрасочной; С. Фармацевтической; D . Нефтехимической. 4.Способами борьбы с «арифметическим» демоном являются: А. Переход о т конвергентных схем синтеза к линейным; В. Переход от линейных схем синтеза к конвергентным; С. Увеличение выхода на каждой стадии; D . Использование катализатора.
Задания 1. Поясните, почему с позиций «зеленой» химии выход реакции не используется как характеристика эффективности процесса получения химического продукта. 2. Насколько необходима оценка жизненного цикла (life-cycle assessment) химического продукта? Изобразите его в виде схемы. МОДУЛЬ 2-2. Вопросы 1. Охарактеризуйте «зеленые» способы активации химических реакций. 2. Что такое кавитация и как она влияет на химические процессы? 3. Какие преимущества и недостатки у микроволнового нагрева по сравнению с классическим термическим методом? 4. Почему вещества нагреваются под действием микроволн? 5. Возможно ли использование традиционных реакторов при «зеленых» способах активации? Т ест 1. Активирование твердых веществ их механической обработкой, называют: A. Фотохимической активацией; B. Механоактивацией; С. Микроволновой активацией; D . Ультразвуковой активацией. 2. Число химически прореагировавших молекул, приходящихся на один поглощенный квант света, называют: А. Фотохимический выход реакции; В. Квантовый выход реакции; С. Электромагнитный выход реакции; D. Ультразвуковой выход реакции. 3. Термином "МВ-излучение" в настоящее время обозначают электромагнитные колебания с частотой: A. От 300 МГц до 300 ГГц; В. От 30 МГц до 300 МГц; С. От 300 МГц до 800 ГГц; D . От 500 МГц до 800 ГГц. 4. Акустические колебания с частотой выше 20 кГц условно принято называть: A. Ультразвуковыми; B. Звуковыми; C. Инфразвуковыми; D. Микрозвуковыми. 5. Многокомпонентные жидкие коллоидные системы, характеризующиеся термодинамической устойчивостью, называются: A. Эмиссии; В. Микроэмульсии; С. Золи; D . Гели. 6. Сонохимия – это химия, использующая индуцирование A. Микроволнами; B. Светом; C. Ультразвуком; D. Механоактивацией. Задания 1. Дайте краткую характеристику одного из «зеленых» методов активации химических реакций (параметры процесса , преимущества перед обычными методами, механизм, применяемое оборудование, примеры проведения реакций под действием «зеленого» метода активации). 2. Использование механоактивации было известно еще алхимикам. Для ее осуществления они растирали смеси веществ в ступке. Какие устройства применяют современные исследователи? МОДУЛЬ 2-3. Вопросы 1. Какие типы катализаторов вы знаете? 2. Что такое биокатализ? Какие преимущества и недостатки биокаталитических методов? 3. Приведите примеры «зеленых» каталитических реакций. 4. Каталитические реакции окисления. Пероксид водорода как «зеленый» окислитель. 5. Как Вы себе представляете мицеллярный катализ? Чем обусловлена его эффективность?
Тест 1. В каком агрегатном состоянии находится, как правило, катализатор при гетерогенном катализе: А. Жидком; В. Твердом; С. Газообрзном; D . Сверхкритическом. 2. Самая высокая скорость характерна для: А. Гомогенного катализа; В. Гетерогенного катализа; С. Биокатализа; D. Катализа металлами. 3. Активность катализатора характеризуется: А. Количеством исходного вещества, превращающегося в желаемый продукт; В. Скоростью протекающей реакции в присутствии катализатора; С. Временем жизни катализатора в технологических процессах; D . Количеством образующегося продукта реакции. 4. Фермент лиаза в качестве катализатора используется в реакциях: А. Образования двойных связей, которым предшествует разрыв связи С—С, С—О, С—N или др.; B . Окисления-восстановления; С. Гидролиза; D . Присоединения по двойным связям. Задания 1. Нарисуйте схему каталитического цикла. 2. Назовите 4 причины, по которым гетерогенные катализаторы более предпочтительны в промышленных процессах по сравнению с гомогенными. 3. Поясните, в чем выражается «зеленость» синтеза ибупрофена в случае каталитического процесса по сравнению со стехиомерическим.
МОДУЛЬ 2-4. Вопросы 1. Перечислите принципы интенсификации технологических процессов. 2. Укажите основные подходы к дизайну «зеленых» процессов синтеза. 3. Какие типы реакторов для проведения «зеленых» синтезов Вам известны? 4. Что означает принцип создания реакторов с более безопасным по своей природе дизайном (Inherently safer design)? 5. Приведите примеры химических процессов, реализуемых в новых видах реакторов. Т ест 1. Причина трагедии в Бхопале: А. Исходные вещества; B . Конечный продукт; C. Конструкция реактора; D . Промежуточные вещества. 1. Какие реакторы в наибольшей степени подходят для продуктов фармацевтической промышленности: А. Непрерывного действия; В. Периодического действия; С. Замкнутого типа; D . Открытого типа. 2. Для проведения «зеленых» синтезов необходим аналитический контроль: А. Непосредственно в реакторе; В. В лаборатории; С. На входе в реактор; D. На выходе из реактора. 3. Миниатюризация как конечная цель стратегии интенсификации технологических процессов была предложена: А. П.Анастасом и Дж.Уорнером в 1998 году; B . К.Рамшау в 1980 году; С. Р.Шелдоном в 1994 году; D . Б.Тростом в 1991 году. 4. Высокоэкзотермический реактор позволяет: А. Селективно выводить реагенты из сферы реакции; В. Увеличивать скорость реакции; С. Удалять тепло по мере его образования; D . Уменьшить число стадий химического процесса. Задания 1. Как можно было предотвратить трагедию в Бхопале, следуя принципам «зеленой химии»? 2. Перечислите преимущества и недостатки каталитических мембранных реакторов. МОДУЛЬ 2-5. Вопросы 1. Приведите примеры реакций без использования растворителей. 2. Что такое сверхкритическое состояние вещества и каковы его особенности? 3. Как можно использовать диоксид углерода для растворения жидких или твердых веществ? 4. «Сверхкритическая» вода как растворитель. 5. Ионные жидкости: понятие, основные свойства и использование. 6. Приведите примеры фторированных бифазных растворителей и области их применения в химических процессах. Тест 1. К недостаткам использования сверхкритического диоксида углерода относится: А. Низкая токсичность; В. Необходимость использования оборудования для высокого давления; С. Хороший массоперенос; D . Легкость удаления из сферы реакции. 2. К недостаткам использовании сверхкритической воды как растворителя «зеленой» химии относится: А. Высокая удельная теплоемкость; В. Нетоксичность; С. Низкая стоимость; D . Негорючесть. 3. Какова критическая температура для Н2О: А. 9 0С; В. 31 0С; С. 374 0С; D. 132 0С. 4. К ионным жидкостям можно отнести: А. Гексафторфосфат метилалкилимидазолия; B . Хлорид натрия; C . Диметилкарбонат; D . Жидкости, содержащие только ионы. Задания 1. Назовите применяемые в настоящее время альтернативные пути замены традиционных органических растворителей. 2. Диоксид углерода является парниковым газом. Почему его называют «зеленым» растворителем и широко используют?
МОДУЛЬ 2-6. Вопросы 1. Что такое биомасса? Какие вещества составляют основную часть биомассы планеты? Какие химические вещества получают сегодня из биомассы? 2. Какое топливо наиболее эффективно с точки зрения удельной теплоты сгорания? 3. Какие методы конверсии биомассы в топливо Вы знаете? 4. Приведите преимущества и недостатки этанола как топлива из возобновляемых источников сырья. 5. Что такое биопластики? 6. Из чего в промышленности получают аскорбиновую кислоту? Тест 1. Спрогнозируйте в каком году доля углеводородного сырья из биомассы станет равна доле углеводородного сырья из нефти: A . 2010; В. 2020; С. 2035; D. 2050. 2. Толчок к разработке идеи использования биомассы для получения углеводородного сырья и топлива дали: А. «Холодная» война XX века; В. Мировой экономический кризис последних лет; С. Нефтяной кризис в 70-х годах XX века; D . Создание в Японии сети «зеленой» и возобновляемой химии в 1999 г. 3. К биопластикам относится: A. Полиэтилен; B. Полипропилен; С. Полиметилметакрилат; D . Полилактид. 4. Для сухой биомассы наиболее эффективны технологии: А. Сжигания; B . Газификации; C . Разложения органического сырья; D . Сбраживания.
Задания 1. Изобразите схему превращения биомассы в углеводородное сырье. 2. Какие продукты можно получить сбраживанием биомассы?
МОДУЛЬ 2-7. Вопросы 1. Какие виды биотоплива Вам известны? Что Вы знаете о производстве биотоплива в РБ? 2. Какие химические продукты могут быть получены из биомассы? 3. Охарактеризуйте направления развития «зеленой» химии в РБ. Тест 1. В РБ биодизель производят в: А. Минске; В. Гомеле; С. Гродно; D . Могилеве.
2. В РБ работы по организации производства экологически чистых видов топлива начаты в: А. 2005 г.; С. 1998 г.;
3. Основным сырьем для получения отечественного биотоплива является: А. Все виды растительных масел; В. Рапсовое масло; С. Животные жиры; D . Рисовая солома.
4. Какое топливо в Беларуси дешевле: А. Нефтяное дизельное (ДТ); В. Биодизельное с содержанием 20% метиловых эфиров жирных кислот(ДТ Б20); C. Бензин; D. Биодизельное с содержанием 5% метиловых эфиров жирных кислот (ДТ Б5).
Задания 1. Назовите преимущества использования отечественных видов биотоплива по сравнению с импортными аналогами. 2. Почему биобутанол считают более перспективным продуктом с точки зрения его использования в качестве добавки к бензину, чем биоэтанол?
[1] Термин «более чистое производство» означает системный подход к охране окружающей среды, включающий и рассматривающий все фазы процесса производства или жизненного цикла продукции с целью предотвращения и/или минимизации как ближайших, так и отдаленных рисков для человека и окружающей среды. УТВЕРЖДАЮ Декан химического факультета ________________ В.В. Паньков (подпись) ____________________ (дата утверждения) Регистрационный № УД-______/баз. ВВЕДЕНИЕ В «ЗЕЛЕНУЮ ХИМИЮ» |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2019-04-10; Просмотров: 669; Нарушение авторского права страницы
5. Какому веществу соответствует эта пиктограмма?