淺談中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化設(shè)計(jì)

摘 要 中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)存在試劑用量大，有毒有害物質(zhì)的使用和排放大，對(duì)師生健康和環(huán)境造成危害，文章圍繞“綠色化學(xué)”對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行綠色化設(shè)計(jì)，增強(qiáng)學(xué)生樹立綠色化學(xué)理念，為社會(huì)培養(yǎng)出合格、創(chuàng)新的人才。

關(guān)鍵詞 化學(xué)實(shí)驗(yàn)；綠色化學(xué)

化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，因此化學(xué)實(shí)驗(yàn)就是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要環(huán)節(jié)。特別是在新形勢下，全國各地廣泛開展以知識(shí)創(chuàng)新與能力創(chuàng)新為核心的素質(zhì)教育，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)被提到十分重要的高度。無論是課堂演示實(shí)驗(yàn)、學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)還是“研究性學(xué)習(xí)”當(dāng)中學(xué)生選做的化學(xué)實(shí)驗(yàn)都比以前多了許多。而中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中所使用的藥品用量大，并且多數(shù)藥品對(duì)環(huán)境有害。我們?cè)诖撕粲踔袑W(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)要環(huán)保化、綠色化。

一、中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的意義

中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)所使用的藥品，大體可以分為這樣幾類：酸、堿、鹽（包括重金屬鹽）、有機(jī)物等幾大類。不少物質(zhì)是對(duì)環(huán)境、生物都是有毒有害。如果這些藥品使用后不加處理就排入環(huán)境是非常有害的。

（1）化學(xué)實(shí)驗(yàn)后的廢棄藥品如果不加處理而排入環(huán)境將十分有害。直接的后果是污染環(huán)境。雖然這種污染沒有某些化工企業(yè)那么嚴(yán)重，但如果直接將化學(xué)實(shí)驗(yàn)后的廢棄藥品如果不加處理而排入環(huán)境，這會(huì)給學(xué)校在樹立學(xué)生好的環(huán)境保護(hù)意識(shí)與培養(yǎng)環(huán)保自覺性等方面產(chǎn)生極大的負(fù)面影響。不難想象師生做完實(shí)驗(yàn)后都直接將廢棄物倒入下水道，學(xué)生的環(huán)境意識(shí)與環(huán)境道德何以得到教育。我們不僅要重視環(huán)境教育宣傳，更重要的是要在實(shí)際的教育教學(xué)活動(dòng)中培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保習(xí)慣，環(huán)保行為。使他們?cè)谧鲗?shí)驗(yàn)的活動(dòng)中學(xué)會(huì)一些簡單治理污染的方法。當(dāng)然這本身也是獲取化學(xué)知識(shí)的途徑。而更重要的是能提升他們關(guān)愛環(huán)境的道德情感。

（2）環(huán)境教育重要的方法是讓學(xué)生在環(huán)境中接受教育。綠色化的化學(xué)實(shí)驗(yàn)要求我們?cè)趯?shí)驗(yàn)的各個(gè)環(huán)節(jié)都盡可能的采取環(huán)保措施，減少有毒有害物質(zhì)的排放。使學(xué)生初步學(xué)會(huì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中減少甚至避免有毒有害物質(zhì)排放的方法，學(xué)會(huì)用一些簡單的廢物處理方法。讓學(xué)生在具體的活動(dòng)中感受環(huán)保的責(zé)任與意義，并在這一活動(dòng)中體會(huì)環(huán)境保護(hù)的價(jià)值。讓化學(xué)實(shí)驗(yàn)不僅成為學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的方法與工具，而且成為學(xué)校環(huán)保教育的載體。

二、實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的一些方法探索

1.改變?nèi)藗兙G色化意識(shí)觀念不強(qiáng)的問題

綠色化學(xué)是一門從源頭上阻止污染的化學(xué)，所以，我們應(yīng)該用化學(xué)的處理方法，充分利用現(xiàn)有資源及反應(yīng)產(chǎn)物。這不僅從源頭上防止了污染，而且增加了經(jīng)濟(jì)效益。但這需要我們樹立起綠色化學(xué)理念，并且應(yīng)用它來指導(dǎo)我們的實(shí)驗(yàn)。在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，萃取實(shí)驗(yàn)用的有機(jī)溶液CCL4、煤油、苯等，如果廢棄了，不僅污染了環(huán)境，而且會(huì)產(chǎn)生隱患。如果指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行回收、集中、化學(xué)處理，不僅可以重新使用，而且培養(yǎng)了學(xué)生節(jié)約和環(huán)保意識(shí)。硫酸銅晶體中結(jié)晶水含量的測定實(shí)驗(yàn)中的產(chǎn)物無水硫酸銅可以收集起來，以便配制CUSO4溶液進(jìn)行定性實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)行改進(jìn)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以利用一些廢棄物，使其變廢為寶，如一次性注射器，我們可以用來做一些微型實(shí)驗(yàn)反應(yīng)器。

2.在實(shí)驗(yàn)中養(yǎng)成回收實(shí)驗(yàn)廢棄物的好習(xí)慣

無論是教師在課堂上的演示實(shí)驗(yàn)，還是學(xué)生分組化學(xué)實(shí)驗(yàn)都必須作好回收實(shí)驗(yàn)廢棄物的工作。教師在課堂做演示實(shí)驗(yàn)時(shí)要隨時(shí)準(zhǔn)備好回收實(shí)驗(yàn)廢棄物的容器，教師的引導(dǎo)是實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的關(guān)鍵。學(xué)生做分組實(shí)驗(yàn)時(shí)準(zhǔn)備不同的廢物回收容器回收作實(shí)驗(yàn)時(shí)所產(chǎn)生的廢棄化學(xué)藥品。我們初步將廢棄物可分為液體、固體、重金屬鹽、有機(jī)物等幾類。教師要積極引導(dǎo)，宣傳教育，并加以督促檢查。通過這些手段使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中養(yǎng)成回收廢棄物的習(xí)慣。

例如：人教版全日制普通高級(jí)中學(xué)教科書（必修）化學(xué)第一冊(cè)第167面，一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制，只是讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)掌握方法技巧。我們可以縮小用量，將配制100ml2mol/L NaCl溶液，改為配制50ml1mol/LNaCl溶液，并將溶液回收保存留作Cl-檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)用，這樣同樣可以達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，但?jié)約了藥品用量。其實(shí)，現(xiàn)行高中教材中有很多實(shí)驗(yàn)都以微型化、綠色化。

3.把學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)改進(jìn)成具有實(shí)用性、科學(xué)性，又符合綠色化的實(shí)驗(yàn)

目前，高中規(guī)模擴(kuò)大，人數(shù)增多，實(shí)驗(yàn)分組也越來越多，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢物也在增加，造成的污染也日益嚴(yán)重。這在條件較差的地區(qū)就顯得尤為突出。因此對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行綠色化改進(jìn)就很有必要。在進(jìn)行改進(jìn)實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以利用一些廢棄物，使其變廢為寶，如一次性注射器，我們可以用來做一些微型實(shí)驗(yàn)反應(yīng)器。例如：Cu分別與稀硝酸、濃硝酸的反應(yīng)，演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)都有，如時(shí)按課本上做，不僅浪費(fèi)藥品，而且釋放出一氧化氮與二氧化氮有毒氣體。對(duì)此實(shí)驗(yàn)改進(jìn)如下：取一支廢醫(yī)用的一次性注射器，撥出活塞，放入一小片銅，塞上活塞，在試劑瓶中吸入0.4ml濃硝酸，立即套上橡膠塞塞住針頭，可觀察濃硝酸與銅反應(yīng)。當(dāng)產(chǎn)生2至3mL紅棕色氣體時(shí)，取下橡膠塞，吸入0.5ml左右的水，立即套上橡膠塞，可觀察稀硝酸與銅反應(yīng)，待注射器內(nèi)顏色變淺后，取下橡膠塞，把液體與氣體注入氫氧化鈉溶液中?？梢宰寣W(xué)生了解NO和NO2氣體的吸收。該實(shí)驗(yàn)裝置應(yīng)用于學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，大大節(jié)約了藥品用量，從經(jīng)濟(jì)角度看符合經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展要求，從環(huán)境觀點(diǎn)看，它從源頭上減少了污染，正符合綠色化學(xué)內(nèi)涵。

作為一名化學(xué)老師，在教學(xué)過程中應(yīng)該鼓勵(lì)學(xué)生積極參與到實(shí)驗(yàn)的綠色化設(shè)計(jì)和改進(jìn)過程中去，這樣不但可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和實(shí)踐精神，培養(yǎng)他們的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作能力，激發(fā)他們學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，而且可以提高學(xué)生節(jié)約能源和環(huán)保意識(shí)，多為社會(huì)培養(yǎng)出未來合格、創(chuàng)新的人才。

參考文獻(xiàn)：

[1]人民教育出版社化學(xué)室，全日制普中學(xué)教科書化學(xué)第一冊(cè)[M]，北京：人民教育出版社，2012。

[2]王震宇，二氧化硫的生成及性質(zhì)的微型實(shí)驗(yàn)[J]，

作者簡介：何維軍（1979-），男，甘肅會(huì)寧，甘肅省白銀市會(huì)寧縣郭城農(nóng)業(yè)中學(xué)，中學(xué)二級(jí)教師。