綠色化學(xué)理念在有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)中的滲透

郭麗娟

摘 要：本文根據(jù)在民辦醫(yī)學(xué)院校有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)過程中出現(xiàn)的環(huán)境污染問題，通過實例對比、微量化實驗、整合教學(xué)內(nèi)容和手段、廢棄物的處理等方法來實現(xiàn)有機(jī)化學(xué)實驗綠色理念。

關(guān)鍵詞：有機(jī)化學(xué)實驗 綠色化學(xué) 滲透

綠色化學(xué)又稱“環(huán)境無害化學(xué)”“環(huán)境友好化學(xué)”“清潔化學(xué)”，是近十年才產(chǎn)生和發(fā)展起來的，是一個“新化學(xué)嬰兒”。它涉及有機(jī)合成、催化、生物化學(xué)、分析化學(xué)等學(xué)科，內(nèi)容廣泛。綠色化學(xué)的昀大特點是在始端就采用預(yù)防污染的科學(xué)手段，因而過程和終端均為零排放或零污染。世界上很多國家已把“綠色化學(xué)”作為新世紀(jì)化學(xué)進(jìn)展的主要方向之一。

有機(jī)化學(xué)實驗是民辦醫(yī)學(xué)院校中所有醫(yī)學(xué)專業(yè)生必須完成的重要的基礎(chǔ)實驗課，對學(xué)生掌握有機(jī)化學(xué)知識，對培養(yǎng)思維能力有著十分重要的作用。傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)實驗中試劑的使用量較大，種類較多，而且大部分試劑都具有毒副作用和較強(qiáng)的揮發(fā)性，因此對環(huán)境影響很大，都易對環(huán)境產(chǎn)生污染，影響實驗者的健康，所以在有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)中實行綠色化學(xué)教育，培養(yǎng)學(xué)生的綠色化和環(huán)保意識有十分重要的意義。如何在教學(xué)中滲透綠色化學(xué)理念，培養(yǎng)學(xué)生尊重自然，追求人與自然和諧發(fā)展的意識，是擺在我們面前義不容辭的責(zé)任和義務(wù)。作為多年從事有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)的教師，結(jié)合實際教學(xué)情況和體會，對有機(jī)化學(xué)實驗的綠色理念，提出了一些想法，總結(jié)如下。

一、通過實例說明“綠色化學(xué)”的好處

在課堂實驗教學(xué)中通過對有機(jī)合成反應(yīng)方法的對比，可以說明綠色合成的優(yōu)點。本文以薄層色譜法分離染料混合物為例。在此實驗過程中，首先制版，在乳缽中加入

0.3%CMC-Na水溶液 14～16ml，將 5g250目以下的硅膠 G慢慢撒入溶液中，調(diào)成均勻的糊狀，將此糊狀物倒在潔凈的玻璃板上，利用糊狀物的流動性，振動玻璃板，使其均勻分布于整塊玻璃板上，平放晾干，再活化，將晾干后的薄層板放入烘箱中，緩慢升溫至 110℃，恒溫活化 30～60min，取出，稍冷后置于干燥器中備用，然后點樣。而在展開步驟中，在層析缸中加入展開劑苯 15ml，展開劑苯是有毒的，顯而易見，從綠色化學(xué)的角度，我們應(yīng)當(dāng)舍棄苯作為展開劑，可以換成以乙酸乙酯為展開劑，從而降低對實驗者身體健康的影響。

二、提倡半微量化操作模式，嘗試探索微型化實驗

微型化學(xué)實驗，就是以盡可能少的化學(xué)試劑來獲取所需化學(xué)信息的實驗方法。有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)中所需的化學(xué)藥品用量比較大，涉及一系列容易導(dǎo)致環(huán)境污染的藥品，如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、有機(jī)溶劑和部分重金屬鹽等，同時，化學(xué)反應(yīng)和具體操作都有可能污染環(huán)境。從單次實驗來說，可能造成的污染不大，但是累積效應(yīng)卻不容忽視。因此，探索如何將綠色化學(xué)的 12項基本原則應(yīng)用在實踐教學(xué)環(huán)節(jié)中就具有極為重要的意義。時代的進(jìn)步和人們對于生活環(huán)境質(zhì)量要求的提高使得傳統(tǒng)的常量實驗的缺點凸顯出來。過去我院有機(jī)化學(xué)實驗普遍是常量實驗，出現(xiàn)試劑消耗量大、廢棄物污染嚴(yán)重等實驗室難以處理等問題。昀近幾年，隨著微量實驗的開展，化學(xué)實驗使用藥品的量很少，產(chǎn)生的廢棄物也很少，一般只有常規(guī)實驗用量的幾十分之一甚至幾千分之一，但其效果卻可以達(dá)到安全、準(zhǔn)確、靈敏、高效、方便和防污染的目的；另一方面，微型實驗對學(xué)生的操作技能要求更高，與常量實驗相比，微量實驗在操作上有較大差別，所以微量化學(xué)實驗不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、提高教學(xué)質(zhì)量，也有利于師生的身心健康以及培養(yǎng)環(huán)保意識和綠色化學(xué)的理念。因此在高校有機(jī)實驗中是盛為推行的方法。

三、整合教學(xué)模塊，更新實驗內(nèi)容和實驗手段

在實驗教學(xué)改革過程中，要不斷更新實驗內(nèi)容和實驗手段，在更新過程中圍繞幾點要求： 1.盡量避免使用有毒有害

或難以回收的反應(yīng)溶劑或試劑。如在教學(xué)內(nèi)容上，我院在有機(jī)化學(xué)實驗內(nèi)容上進(jìn)行了相關(guān)的調(diào)整。在之前開設(shè)了醇、酚、醛、酮的驗證實驗，但在此實驗過程中，會散發(fā)許多難聞的味道，加之民辦院校實驗室條件的限制，同時實驗者也會吸入有毒的蒸氣，嚴(yán)重影響實驗者的心情，以綠色化為本，把實驗內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整，刪除此實驗。也因為驗證性實驗只是為了復(fù)制，缺乏創(chuàng)新性、探索性，違背了大學(xué)教學(xué)的本質(zhì)目的，不利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)意識。 2.合理改進(jìn)合成路線，盡可能減少“三廢”的產(chǎn)生和排放。 3.采用節(jié)能的實驗手段，如微波促進(jìn)反應(yīng)。

四、實驗廢棄物處理

有機(jī)化學(xué)實驗所產(chǎn)生的“三廢”危害性極大，部分學(xué)生為了省事，隨意倒掉這些有機(jī)溶劑，不僅對環(huán)境造成嚴(yán)重污染，還會造成藥品的浪費?；诰G色化學(xué)原則，這些廢棄物如果不“綠化性”處理，會極大污染實驗環(huán)境，也會對師生身體健康造成巨大危害。所以，應(yīng)在每次做完實驗之后，讓學(xué)生對實驗產(chǎn)生的廢棄物進(jìn)行“綠化性”、無危害化處理，如在用到水銀溫度計的實驗中，對水銀溫度計破損灑出的汞認(rèn)真進(jìn)行收集，并撒硫黃粉進(jìn)行處理，盡可能減少對身體的危害。又如在乙酸乙酯制備實驗中或阿司匹林的制備中，沒有反應(yīng)完的殘余液，倒在指定的垃圾桶中，實驗過程中多取的酸堿試劑，不能隨意倒入水池，都倒在指定的容器中。通過有機(jī)化學(xué)實驗綠色化實踐，有效地做到實驗藥品循環(huán)使用，減少了環(huán)境污染，使綠色化學(xué)教育在實驗教學(xué)中對學(xué)生起到潛移默化的作用，提高了學(xué)生的環(huán)保意識。

總之，在有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)過程中，要把綠色化學(xué)的理念貫穿到整個有機(jī)化學(xué)實驗操作中，而且事實證明，在有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)中滲透綠色化學(xué)理念是可行的。傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)實驗存在實驗內(nèi)容零散，重點不突出，與理論課程的進(jìn)程不協(xié)調(diào)，實驗的重點內(nèi)容限于物質(zhì)性質(zhì)的驗證性實驗和一些簡單的制備實驗，教學(xué)方法側(cè)重“依葫蘆畫瓢”式的照單抓藥操作，而且整個實驗室所有的學(xué)生的實驗內(nèi)容和方式都一樣，缺乏創(chuàng)造性的激勵等弊端。因此，學(xué)生對有機(jī)化學(xué)實驗沒有多大興趣，把做實驗當(dāng)作完成任務(wù)，將學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的重點放在記憶一些理論有機(jī)化學(xué)中的基本理論、基本概念和一些反應(yīng)以應(yīng)付考試，不能理論聯(lián)系實驗深刻理解有機(jī)化學(xué)中的精華。在教學(xué)改革的進(jìn)程中，特別是教學(xué)時數(shù)減少，教學(xué)內(nèi)容日趨增多和難度日益增大的今天，有機(jī)化學(xué)實驗課程改革顯得尤為重要。有機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)應(yīng)以培養(yǎng)學(xué)生的思維能力、動手操作能力、觀察能力、設(shè)計實驗的能力、提出實驗中遇到的問題并設(shè)計方案來解決問題的能力、以實驗為基礎(chǔ)理解化學(xué)的能力為重點，特別是要以培養(yǎng)具有基礎(chǔ)科研能力的人才為教學(xué)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生對有機(jī)化學(xué)的思維方式，培養(yǎng)學(xué)生對有機(jī)化學(xué)實驗現(xiàn)象的觀察、分析、比較、綜合、概括、歸納、演繹、推理等能力，這就需要優(yōu)化整合教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)手段。因此，有必要在實驗教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段、教學(xué)方式等方面展開研究探索利于達(dá)到上述目標(biāo)的教學(xué)模式。

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