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學習化學心得體會

探大化之境,悟變化之學

學習化學心得體會

——學習化學心得體會

化學,本是一 門“頂天立地” 的經典基礎科學,頂天指其具有以物理化學和結構化學爲代表 的高深理論,“立地” 指其研究內容非常實用接地氣,與衣食往行和社會發展緊密關聯。

化學支撐着現代科技的衆多前沿,如基因編輯、分子機器、納米技術等;它始終以其無可替代 的本領致力於改善人們的生活環境,比如生活污水和汽車尾氣的淨化,這些問題本來不是化學造成的,卻都要靠化學來解決。因此無論從國家社會的進步層面看還是從科技領域的發展角度說,化學學科都具有無可替代的地位和價值。

雖然很多人也覺得化學有意思,很實用。現在考慮將其作爲未來職業時,嗯卻對其安全風險問題存在過度誇大和過分擔心的傾向。因爲長期以來媒體對化學化工中的安全事故及時而頻繁的報道(如2015年清華大學化學實驗室爆炸事故,2019年江蘇鹽城特大化工爆炸等),有時甚至不當解讀,輿論很多時候無暇或無意對此進行及時正面引導,最終導致有些人一提起化學就聯想到有毒、爆炸、污染等負面場景,這種由對化學風險過度反應而帶來的偏見是一些人不喜歡化學的根源。

但首先我們應明確並非只有化學化工涉及安全風險問題。事實上,任何科學技術背後都可能潛藏風險,風險本是科學技術的內在屬性之一。如物理學中核與電的研究風險(電學研究初期,曾有人爲捕捉天空中的雷電而喪命)、生物學中克隆技術的倫理風險、學中的傳染病研究及自體實驗風險(如對新冠肺炎的臨牀研究)等。因此並非只有化學,化工涉及安全風險問題。其實生活中處處都潛藏着各種風險危機。每年因交通事故,自然災難,溺水,火災,傳染病等傷亡的人不計其數。至於有社會學家稱現代社會爲“風險社會”,但只要我們正確對待、科學應對,許多風險是可以規避的。風險(包括科技風險)的普遍存在,恰恰反映了人類認知的侷限、人的渺小脆弱和科技文明發展的不足。

其次,我們應該正確認識化學在生態環境問題中扮演的角色。一直以來,化學化工與環境問題的關係是一個敏感話題,其中的誤會也非常多。這些誤會若不澄清,公衆對化學的欣賞和認可就會大打折扣。

一是化學化工並非環境污染的元兇。環境污染按污染物來源可分人爲污染和天然污染。前者如燃料燃燒,功能液生產和交通運輸中尾氣的排放等,天然污染指自然界中某些自然現象產生有害物質而造成的污染(如火山噴發帶來的二氧化硫、森林火災產生的一氧化碳、氡的天然放射性污染、沙塵暴等)。因此,那種認爲“化學化工是環境污染元兇”的看法顯然不恰當。其一,即使沒有化學化工人類照樣會使用大量煤炭,且不會脫硫脫硝,照樣會有火山噴發,酸雨霧霾和溫室效應等現象;其二,如果所有化工生產都嚴格按綠色化學標準執行,是不會增加環境負擔的,這也是未來化學化工發展的必然追求;其三,人類當前環境問題的解決離不開化學的智慧。

二是化學在環境問題中有積極作爲與特殊貢獻。酸雨對建築,農田,植被,水域的危害已廣爲人知,由於其形成機制涉及衆多化學物質和反應,一些有拼行者想當然的將酸雨歸罪於化學(依這種邏輯,人生病當歸罪於生命科學。被電擊當歸罪於物理學)。事實上,酸雨的產生是人類工業文明快速發展的必然代價之一,而且某種程度上恰恰反映出人們對化學的重視不足,因爲對於酸雨問題的防治正是依靠化學智慧——化石燃料的脫硫脫硝、煤的氣化液化、煙道氣淨化、汽車尾氣的催化轉化、開發燃料電池等清潔能源等。再來說當下愈發嚴重的溫室效應,溫室效應放出的紅外輻射被大氣中的二氧化碳等物質吸收而使大氣變暖的效應,其實正常適度的溫室效應對人類是有利的,且負面的溫室效應並不是化學帶來的我嗯是主要源於化石燃料的過度使用,火山爆發等導致二氧化碳排放增多,以及植被和地板水的減少,使二氧化碳吸收量減少。然而化學卻在緩解溫室效應方面默默地發揮着自己的獨特智慧。比如近年來快速發展的二氧化碳捕集以及資源化技術。目前二氧化碳的資源化研究主要集中在將其轉化爲甲烷甲醇等低碳燃料,以及合成汽油和可降解塑料等,不過在這些轉化中,二氧化碳的活化問題仍是留給化學的一大挑戰,往往需要研發高效廉價的催化劑,比如在特殊納米鎳催化下加熱時,氫氣可將二氧化碳還原爲甲烷。

拋開科技發展不談,大學對人類精神文明有着無可替代的獨特貢獻。長期以來人類的思想文化交流主要靠紙質書籍,而紙的製作涉及大量化學知識──酸鹼蒸煮降解木質素和樹臘、進一步氧化除去木質素、漂白、加人色素和填料等,而且化學還爲提高現代紙張的壽命提供了很多保障,如採用脫酸技術處理紙張、利用高聚物薄膜形成保護層等(否則紙在使用中常因纖維素降解而變質易碎),這對重要圖書文獻的保存極爲重要。

再如文物的修復與保護(它爲人類精神文明的源遠流傳提供了更多可能), 其中也需大量化學知識。比如,對於年代久遠而變黑的名貴油畫,常用雙氧水修復,因古油畫的白色顏料常用 PbCO ,它會與空氣中少量H2S慢慢反應變爲黑色PbS ,雙氧水可將PbS 氧化爲白色且較穩定的PbSO4,從而使油畫恢復昔日美顏。

化學是一門極具個性魅力的自然科學,無論從國家社會的進步層面看,還是從科技領域的發展角度說,化學學科都具有無可替代的地位和價值,在展示和欣賞化學的貢獻時,除關注其在材料、能源、環境、生命健康和信息技術等物質層面的重要作用外,還應彰顯其對人類精神文明發展和思維觀念提升所具有的獨特價值。

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