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.

 

 

Всего часов	Аудиторных часов	Лекции	Лабораторные занятия	Практические занятия
3 семестр:
34	30	22	-	8

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН

Раздел курса	Аудиторных часов	Лекции	Лабораторные занятия	Практические занятия
«Зеленая химия» – химия в интересах устойчивого развития	12	6	-	6
Основные направления развития «зеленой химии»	18	16	-	2

СОДЕРЖАНИЕ УЧЕБНОГО МАТЕРИАЛА

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: