綠色化學在實驗教學中的應(yīng)用實例分析

摘 要：綠色化學是可持續(xù)發(fā)展的需要，是現(xiàn)代化學科學的新發(fā)展和重要特點之一。世界各國都在進行綠色化學的研究，并十分注重綠色化學教育。如何在化學教學中滲透綠色化學教育，是時代給化學教育提出的一個新的研究課題。新制定的《普通高中化學課程標準（實驗）十分注重使學生體驗和感悟綠色化學思想。在新課程背景下，作為教材重要組成部分的教科書無論是在呈現(xiàn)形式還是在內(nèi)容編寫上都發(fā)生了深刻的變化。

關(guān)鍵詞：綠色化學；實驗；教學

近年來，隨著環(huán)境污染的加劇和人類對環(huán)境問題的關(guān)心，化學和化學家面臨著前所未有的挑戰(zhàn)。很多人對化學工業(yè)提出質(zhì)疑，認為環(huán)境變差，化學是罪魁禍首，化學家應(yīng)負首責。化學在物資財富和現(xiàn)代文明方面為人類所做出的無與倫比的貢獻，似乎一下子被黑色的污水、黃色的煙塵、五顏六色的廢渣和看不見的無色毒物湮滅了。

一、綠色化學

1.綠色化學的定義

綠色化學又稱“環(huán)境無害化學”“環(huán)境友好化學”“清潔化學”等。綠色化學是人類和自然界動植物和諧相處的化學。它的目標是研究和尋找能充分利用的無毒害原材料，最大限度地節(jié)約能源，在化學工業(yè)中的各環(huán)節(jié)都實現(xiàn)凈化和無污染的反應(yīng)途徑。綠色化學是指使化學反應(yīng)效率更高，反應(yīng)物最大限度地變成有用的產(chǎn)物，而且產(chǎn)生的無用副產(chǎn)物和其他廢物越少的化學，它涉及的學科有有機合成、催化、生物化學、分析化學等，內(nèi)容廣泛。綠色化學的最大特點就是在始端就采用預(yù)防污染的科學手段，因而過程和終端均為零排放或零污染。

綠色化學與通常意義上的環(huán)境保護是屬于兩個不同的層次。綠色化學強調(diào)的是對環(huán)境的友善相處，是人類追求自然完美的一種高級階段，它更注重人和自然的尊重及人與自然的和諧關(guān)系。而環(huán)境保護實際是帶有一種被動色彩，是在已經(jīng)對環(huán)境造成破壞的前提下，迫使人們?nèi)シ此?，是一種不得已而為之的被動行為。因此，綠色化學更注重于控制化學污染源、減少或消除有害物質(zhì)，提高原料的使用率和副產(chǎn)品的再利用，實現(xiàn)污染的預(yù)防。它所提出的觀點實際體現(xiàn)了古樸的哲學思想——即防患于未然，從生產(chǎn)一開始就不產(chǎn)生有毒物質(zhì)和有毒產(chǎn)品。

2.綠色化學所遵循的原則

使用化學品的的原則體現(xiàn)在五個“R”上：

（1）拒用（Reject），嚴禁生產(chǎn)和使用對環(huán)境有嚴重危害或長期危害的產(chǎn)品。

（2）減量（Reduce），在實驗、生產(chǎn)與生活中，凡用到化學品時，都應(yīng)在不影響效果的情況下，盡量減少其用量。

（3）再生（Regenerate），要求在設(shè)計化工產(chǎn)品時，就應(yīng)考慮到原材料、產(chǎn)品的再生利用，特別是高分子材料。

（4）循環(huán)利用（Recycle），化學反應(yīng)或化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的副產(chǎn)物、排放物甚至是冷卻水等，都應(yīng)該回收循環(huán)使用，決不能不經(jīng)處理就排放到環(huán)境中去。

（5）再生利用（Reuse），對化學家而言，世界上沒有廢物，只有未被利用的物質(zhì)，本著這個原則，要盡可能地利用各種化學過程的“廢物”。

二、化學教學中滲透綠色化學理念的必要性

1.21世紀的科學—綠色化學

綠色化學是一種面向21世紀的高層次化學。它與傳統(tǒng)化學的最大區(qū)別就在于綠色化學考慮了環(huán)境負作用。而傳統(tǒng)化學追求化合物的功能、有效性和化學反應(yīng)的速率，較少去研究不利的、有害的因素，因為化學家欠缺這方面的知識和訓練。綠色化學就是針對傳統(tǒng)化學的這方面的不足提出來的。新任美國化學會會長P.Anderson在就職文章中指出，化學家在21世紀要學習研究的首要領(lǐng)域是更安全的化學，從而也說明了綠色化學的發(fā)展前景。

2.綠色化學—可持續(xù)發(fā)展的必由之路

迄今為止，化學工業(yè)的絕大多數(shù)工藝都是20多年前開發(fā)的，當時的加工費用主要包括原材料、能耗和勞動力的費用。近年來，由于化學工業(yè)向大氣、水和土壤等排放了大量有毒、有害的物，因此加工費用又增加了廢物控制、處理和埋放，環(huán)保監(jiān)測、達標，事故責任賠償?shù)荣M用。關(guān)閉造成嚴重污染的一些工廠，可暫時緩解環(huán)境問題，但工人下崗會造成社會不穩(wěn)定，況且國外資本家可能乘機低價傾銷，使我國的民族工業(yè)面臨危機。因此解決我國環(huán)境問題的根本出路是依靠科學技術(shù)的進步。我們必須找到一條不破壞環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的路。

3.綠色化學理念的教育是素質(zhì)教育的一部分

綠色化學教育與當今世界廣泛推崇的STS（科學Scienee、技術(shù)Technology、社會Society）教育思想是不謀而合的，應(yīng)該成為中學素質(zhì)教育的一部分。它有利于培養(yǎng)學生利用所學的化學知識，關(guān)心和參與社會熱點問題，認清社會上目前存在的一些對化學的誤解，更加堅信化學的未來，增強學習化學的興趣。它有利于引導學生熱愛自然、尊重自然、與自然和諧發(fā)展，牢固樹立綠色意識，自覺地成為未來的綠色人才。

三、綠色化學理念在化學實驗教學中的主要應(yīng)用

在碘的升華化學實驗教學中，所用到的化學藥品主要是固體碘，使用要的儀器主要包括酒精燈、試管夾以及玻璃管。實驗步驟也比較簡單，只需要在玻璃管中放入碘，并按照以下實驗說明加熱即可。

實驗說明： 取一支玻璃管，在玻璃管中放置碘晶體并密封好，將玻璃管中裝碘晶體的一端放在酒精燈上進行微熱，在這一過程中學生們就會看見玻璃管中生成的紫色碘蒸氣。蒸汽最終沿著試管上升到頂部，試管上端的低溫度會使其變成單質(zhì)碘，這就是碘的升華實驗。雖然在實驗中碘是有毒的，但按照這樣的實驗方法是沒有任何弊端的，學生們都可以放心對其操作。這些，都是對綠色化學的體現(xiàn)和應(yīng)用。

四、結(jié)語

綠色化學實驗是綠色化學新理念在化學教學的具體體現(xiàn)，是化學教學中實施教學改革與創(chuàng)新的必要內(nèi)容和保證。在化學教學過程中，綠色化學實驗不僅僅能使學生在良好的實驗環(huán)境中進行實驗和學習，而且利于改進化學實驗教學方法、改善環(huán)境污染、培養(yǎng)大學生創(chuàng)新能力和環(huán)保意識。

參考文獻：

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