淺析高中化學(xué)實驗的綠色化

【摘 要】綠色化學(xué)（Green Chemistry），又稱環(huán)境無害化學(xué)，環(huán)境友好化學(xué)，清潔化學(xué)。以實驗為基礎(chǔ)的化學(xué)，實驗始終是學(xué)習(xí)的重要環(huán)節(jié)?，F(xiàn)行高中教材中的化學(xué)實驗存在許多污染問題，而新課改下教師的課堂演示實驗、學(xué)生分組實驗以及“研究性學(xué)習(xí)”中化學(xué)實驗日益增多。隨著人們環(huán)保護意識的增強，實現(xiàn)化學(xué)實驗綠色化變得十分重要。

【關(guān)鍵詞】高中化學(xué)實驗 綠色化

一、提倡高中化學(xué)實驗綠色化的意義

中學(xué)化學(xué)實驗所使用的藥品，不少物質(zhì)是對環(huán)境、生物都是有毒有害。

1.化學(xué)實驗中所使用的藥品總量大。全國數(shù)以萬計的實驗室每天排放著總量不可忽視的污染物，其成份復(fù)雜，污染嚴重，治理非常困難。

2.大部分學(xué)校的實驗廢液和廢渣通過下水道直接排入江河或滲入地下，雖然污染沒有某些化工企業(yè)那么嚴重，但是其主要污染物為硫酸根、氯化物、重金屬等，可引起地下水總硬度、總礦化度升高，這些廢物最終進入生態(tài)系統(tǒng)，破壞環(huán)境，通過食物鏈傳遞、富集，影響人類健康。

3.綠色化實驗要求我們在實驗過程中盡可能環(huán)保，使學(xué)生學(xué)會、避免有害物質(zhì)排放的方法，學(xué)會簡單的廢物處理方法，讓學(xué)生在活動中感受環(huán)保的責(zé)任與意義，讓化學(xué)實驗不僅成為學(xué)習(xí)化學(xué)的方法與工具，而且成為學(xué)校環(huán)保教育的載體。

二、實現(xiàn)高中化學(xué)實驗綠色化的途徑

要實現(xiàn)中學(xué)化學(xué)實驗綠色化，必須解決兩個問題：培養(yǎng)學(xué)生綠色意識和改革高中化學(xué)實驗，消除現(xiàn)行實驗的污染。

1.最綠色化的途徑——計算機與多媒體模擬實驗

多媒體模擬實驗是一種化學(xué)試劑和儀器“零投入”及“廢棄物零排放”的特殊實驗方式，是綠色化程度極高的“實驗”，它能將許多不能或不易做、藥品消耗量大、易爆、操作不易控制、必須使用有毒有害試劑的實驗，通過制作高清的動畫效果，將實驗現(xiàn)象逼真地模擬出來，使學(xué)生在輕松愉快的環(huán)境中學(xué)習(xí)化學(xué)原理和實驗方法。

2.最為重要可行的措施——微型化實驗

微型化實驗，它的核心就是使“實驗藥品微量化，實驗儀器微型化”。微型化學(xué)實驗的特點：微型實驗儀器使用方便、便攜，安全可靠。

中學(xué)化學(xué)實驗中的性質(zhì)實驗，常用于驗證各類常見物質(zhì)的主要性質(zhì)，微型化實驗?zāi)軌驅(qū)崿F(xiàn)人手一套，便于邊講邊實驗，有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。另外試劑的用量大大減小，不僅降低實驗成本，還可減少實驗廢棄物的排放量，同時也使爆炸、燃燒、中毒等事件相應(yīng)減少，提高了實驗的安全性。

3.適當(dāng)降低試劑濃度

防止污染最重要的是從源頭控制廢物的產(chǎn)生與排放，現(xiàn)行化學(xué)教材中，有些實驗即使降低藥品濃度也可達到預(yù)期目的，比如做AgNO3溶液與HCl溶液反應(yīng)的實驗中用1mol/L的藥品與用0.1mol/L的藥品其現(xiàn)象無差異，而藥品的用量已減少了90%。如配制一定物質(zhì)的量濃度的溶液，將配制的2.0mol/lNaCl溶液改為1.0mol/l。銀鏡反應(yīng)中，將銀氨溶液、氨水濃度均可由2%降為1%。苯酚有劇毒，做苯酚與溴反應(yīng)時用1mol/L的苯酚和用0.01mol/L的苯酚與溴水反應(yīng)其實效果無差別，用量減少了近千倍。指示劑如酚酞、石蕊、甲基橙、品紅等變色很靈敏，即使用微量藥品也會有明顯的現(xiàn)象和效果，可將原濃度減少到0.1%～0.25%。既保證了實驗效果，又節(jié)約藥品，減少環(huán)境污染。

4.發(fā)展簡約化實驗

所謂簡約化實驗，是指實驗儀器中盛有相應(yīng)的藥品，根據(jù)某個特定的目的設(shè)計實驗。它裝置簡單，操作方便，現(xiàn)象明顯，實驗成品可回收、無污染產(chǎn)品、安全可靠。

例如：氯化銨不穩(wěn)定性實驗。利用簡約化實驗，將氯化銨晶體事先密封在玻璃管內(nèi)，用酒精燈加熱一端，會看見NH4Cl變成白煙，在上端凝聚成白色固體，用完后將密封管保存?？煞磸?fù)使用，不用重復(fù)準(zhǔn)備，不用每次都消耗NH4Cl，且避免了生成的氯化氫和氨氣污染空氣。

5.變廢為寶，利用生活中的小物品制作簡單實驗儀器

儀器選擇：用青霉素瓶、一次性注射器、輸液管、眼藥水瓶、廢衣夾、藥丸膠瓶等制作微型實驗儀器。如礦泉水瓶可代替好多儀器，把大的礦泉水瓶從下半部剪開即是水槽，把小的礦泉水瓶剪開，下半部分即可作燒杯，上半部分可作漏斗，往礦泉水瓶上安一個支管，利用塑料的熱塑性，把一根玻璃管的一端在酒精燈上加熱后往礦泉水瓶上一插即可，非常方便。

6.實驗后回收廢棄物

化學(xué)實驗的廢棄物主要包括廢渣、廢液、廢氣，要實現(xiàn)化學(xué)實驗綠色化，還要做到如下幾點：

（1）通過實驗讓學(xué)生感受實驗廢棄物直接排入環(huán)境是有害的。觀察實驗后收集的廢棄物的顏色、氣味，PH值，與正常水體比較，或做生物在廢物中存活實驗。如我們做完酸、堿、鹽實驗后的回收液中放入金魚只存活了十多分鐘。學(xué)生通過具體的事例與數(shù)據(jù)感受到直接將化學(xué)藥品排入環(huán)境的危害。

（2）回收實驗廢棄物。教師做演示實驗時要隨時回收廢棄物，教師的引導(dǎo)是實現(xiàn)實驗綠色化的關(guān)鍵。學(xué)生做分組實驗時準(zhǔn)備不同的回收容器回收廢棄化學(xué)藥品。

（3）對實驗后的廢棄物加以處理。例如一氧化碳有劇毒，我們可以利用它的可燃性將它燃燒處理；重金屬離子可用鋁、鐵等輕金屬置換處理，含少量重金屬離子的廢液，最有效和最經(jīng)濟的處理方法是加堿或硫化物，使其變成難溶性的氫氧化物或硫化物沉淀下來，再過濾和分離；實驗室廢水可先調(diào)節(jié)pH值，后進行活性污泥處理，活性碳吸收、臭氧處理、脫氨脫鹽等深度處理，這樣的水就可再用。萃取后的苯、四氯化碳要及時回收。如硫化氫與二氧化硫的實驗要在密封體系中進行，硫化氫燃燒實驗可用漏斗罩在火焰的上方，使產(chǎn)生的二氧化硫經(jīng)漏斗通過其連接的u型管（內(nèi)盛稀氨水）吸收液化作化肥使用等。

（4）變廢為寶。例如用氯酸鉀和二氧化錳混合加熱制取氧氣后的殘余物可以用作“過濾分離”實驗用，得到的氯化鉀可作植物的肥料，二氧化錳可重新使用；利用高錳酸鉀制氧氣后的殘余物可用作氯酸鉀分解制取氧氣的催化劑，最終的殘余物還可用于鉀的焰色反應(yīng)，或施用于花、木、草、樹的良好化肥，有些廢酸用于沖洗廁所，以減少廁所清洗劑的使用。

三、結(jié)語

綠色實驗教學(xué)，是化學(xué)教師義不容辭的責(zé)任，可有效減少化學(xué)實驗對環(huán)境的污染，培養(yǎng)學(xué)生良好的實驗習(xí)慣，形成可持續(xù)發(fā)展的觀念，有利于新課改的進行。在高中化學(xué)實驗中可通過選擇無毒低毒實驗藥品，開展微型化學(xué)實驗，借助計算機與多媒體，開展化學(xué)實驗改革與創(chuàng)新，可增強學(xué)生實踐能力，創(chuàng)新精神及環(huán)保意識，最終實現(xiàn)化學(xué)實驗綠色化。

參考文獻

[1]《中學(xué)化學(xué)實驗研究》西南師范大學(xué)出版1997年出版作者劉懷樂

[2]《高中化學(xué)實驗綠色化探索》河南師范大學(xué)作者侯文廣

[3]《淺淡中學(xué)微型化學(xué)實驗的三個問題》化學(xué)教學(xué)[J]朱思2002，（4）

[4]《中學(xué)化學(xué)融入綠色化學(xué)理念教育改進中學(xué)實驗》江陵縣第一高級中學(xué)許萬霞