對(duì)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化提出的相關(guān)教學(xué)和管理建議

羅艷玲

摘 要：中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)在獲得物質(zhì)及其化學(xué)變化的有關(guān)信息后，其產(chǎn)物即變成廢棄物。這樣，全國數(shù)以萬計(jì)的中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室就成了一座座小型污染源，幾乎每天都在排放著數(shù)量不可小看的污染物。本文針對(duì)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化提出了相關(guān)教學(xué)和管理建議。

關(guān)鍵詞：綠色化學(xué)；實(shí)驗(yàn)化學(xué)；環(huán)保意識(shí)；環(huán)境污染；零排放

綠色化學(xué)是指在獲取新物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)中充分利用參與反應(yīng)的每個(gè)原料原子，在始端就采用實(shí)現(xiàn)污染預(yù)防的科學(xué)手段，因而過程和終端均為零排放和零污染，是一門從源頭阻止污染的化學(xué)。它不同于環(huán)境保護(hù)，它是主動(dòng)的防止化學(xué)污染，從而在根本上切斷污染源，而不是被動(dòng)地治理環(huán)境污染，所以綠色化學(xué)是更高層次的環(huán)境友好化學(xué)。其核心內(nèi)容包括：1.減量：“減量”是從省資源、少污染角度提出的，包括二層意思：①減少資源用量。在保證產(chǎn)量的情況下如何減少用量，有效途徑之一是提高轉(zhuǎn)化率，減少損失率；②減少“三廢”排放量。2.重復(fù)使用：重復(fù)使用不僅是降低成本的需要，也是減廢的需要。諸如化學(xué)反應(yīng)過程中的催化劑、載體等，從一開始就應(yīng)考慮有重復(fù)使用的設(shè)計(jì)。3.回收：回收可以有效實(shí)現(xiàn)“省資源、少污染、減成本”的要求，回收包括：回收未反應(yīng)的原料，回收副產(chǎn)物（含“三廢”），回收助溶劑、催化劑、穩(wěn)定劑等非反應(yīng)試劑。4.再生：再生是變廢為寶、節(jié)省資源能源、減少污染的有效途徑。5.拒用：拒絕使用是杜絕污染的最根本辦法，它是指對(duì)一些無法替代，又無法回收、再生和重復(fù)使用的藥品原料，拒絕在化學(xué)反應(yīng)過程中使用。結(jié)合。綠色化學(xué)的原則和中學(xué)化學(xué)課堂的實(shí)際，筆者提出以下幾點(diǎn)建議：

一、推廣微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，節(jié)約藥品，減少污染，激活綠色化學(xué)意識(shí)

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是在實(shí)驗(yàn)操作技術(shù)許可的條件下以盡可能少的試劑來獲取所需的化學(xué)信息的實(shí)驗(yàn)方法。它具有現(xiàn)象明顯、效果良好、節(jié)約實(shí)驗(yàn)材料和時(shí)間、減少污染、安全、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)。在微小型的儀器中，用盡可能少的試劑來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（一般為常規(guī)量的十分之一至千分之一）。因?yàn)橹挥袃x器微型化了，才能減少試劑在器皿上的附著量，同時(shí)還應(yīng)盡可能減少中間產(chǎn)物的轉(zhuǎn)移過程，以減少試劑在器皿上的附著。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)不是常規(guī)實(shí)驗(yàn)的簡單微縮，也不是對(duì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充，更不是與常規(guī)實(shí)驗(yàn)的對(duì)立，它是在綠色化學(xué)思想下用預(yù)防化學(xué)污染的新實(shí)驗(yàn)思想、新方法和新技術(shù)對(duì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革和發(fā)展的必然結(jié)果。利用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)除能真正體現(xiàn)綠色化學(xué)預(yù)防污染（而不是治理污染）的原則外，它在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、強(qiáng)化動(dòng)手能力的訓(xùn)練、幫助學(xué)生養(yǎng)成創(chuàng)新思維習(xí)慣、潛移默化地讓學(xué)生樹立綠色化學(xué)觀念也有著獨(dú)特的功效。因此，我們應(yīng)該加強(qiáng)微型實(shí)驗(yàn)的研究和應(yīng)用，使它在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮更大的作用。

二、降低藥品濃度，提高實(shí)驗(yàn)效果，減少環(huán)境污染，滲透綠色化學(xué)意識(shí)

在現(xiàn)行中學(xué)化學(xué)教材中，有些實(shí)驗(yàn)指明了藥品濃度，有些實(shí)驗(yàn)沒有指明藥品濃度。對(duì)許多涉及藥品濃度的實(shí)驗(yàn)探索和改進(jìn)。既節(jié)約了藥品、保證了實(shí)驗(yàn)效果，又減少了環(huán)境污染。指示劑濃度的減少，指示劑酚酞、石蕊等原濃度為0.5%～1.0%，經(jīng)改進(jìn)可減少到0.1%～0.25%。例如：⑴對(duì)苯酚性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，苯酚溶液濃度由2%降至0.5%～1.0%，溴水濃度也可降低為橙紅（稍濃）。⑵對(duì)定性檢驗(yàn)劑硝酸銀濃度改進(jìn)，配制銀氨溶液，硝酸銀濃度、氨水濃度可由2%降為1%。一般離子檢驗(yàn)，硝酸銀濃度0.1%就足夠了。⑶濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響，硫氰酸鉀、三氯化鐵溶液的濃度可由0.01mol/L降為0.0005mol/L。這樣調(diào)整后既減少了實(shí)驗(yàn)藥品的濃度并且增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)效果。

降低實(shí)驗(yàn)藥品濃度的例子還很多，作為一名中學(xué)化學(xué)老師，應(yīng)具有綠色化學(xué)的思想，并指導(dǎo)日常工作，盡可能地降低實(shí)驗(yàn)藥品濃度，減少藥品的損耗，預(yù)防環(huán)境污染。

三、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置，培養(yǎng)綠色化學(xué)意識(shí)

綠色化學(xué)是設(shè)計(jì)研究沒有或盡可能少的對(duì)環(huán)境產(chǎn)生負(fù)作用的化學(xué)反應(yīng)和化學(xué)過程。在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，對(duì)部分實(shí)驗(yàn)從實(shí)驗(yàn)技術(shù)、方法、儀器等進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，把分散的實(shí)驗(yàn)綜合起來，這樣既可防止有毒氣體進(jìn)入空氣，而且還可以節(jié)約藥品和縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間。

例如：銅分別與稀硝酸、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，如果按課本上做，不僅浪費(fèi)藥品，而且產(chǎn)生釋放出一氧化氮與二氧化氮等有毒氣體。我們可以利用廢棄的醫(yī)用一次性注射器作為發(fā)生裝置，待實(shí)驗(yàn)結(jié)束后吸取少量氫氧化鈉溶液，這樣做，使整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程都貫穿了綠色化學(xué)的思想。

這樣的例子還不少，例如在制取HCl、SO2、NH3等易溶于水氣體的反應(yīng)裝置上，再增加一個(gè)漏斗或一個(gè)干燥管，把氣體導(dǎo)入水中或相應(yīng)的吸收液中。再如制備乙酸乙酯的反應(yīng)裝置上連接一個(gè)干燥管，干燥管的細(xì)口插入試管中的Na2CO3溶液里，既可防止倒吸，又能迅速收集生成的乙酸乙酯，同時(shí)也防止了乙酸、乙醇、乙酸乙酯氣體進(jìn)入空氣，這樣反應(yīng)物用量也能減少一半以上。

對(duì)演示實(shí)驗(yàn)后的有毒物質(zhì)的處理，也是對(duì)學(xué)生實(shí)施保護(hù)環(huán)境思路和方法教育的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。將學(xué)生所學(xué)的環(huán)保知識(shí)與實(shí)驗(yàn)的后處理結(jié)合起來，既能使學(xué)生所學(xué)知識(shí)得以鞏固，又可培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)的意識(shí)。

四、設(shè)計(jì)綠色實(shí)驗(yàn)方案，充分利用反應(yīng)產(chǎn)物

綠色化學(xué)是一門從源頭上防止污染的化學(xué)，所以，我們可以優(yōu)化化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方案，充分利用現(xiàn)有資源及反應(yīng)產(chǎn)物。這樣不僅從源頭上防止了污染，而且還能增加經(jīng)濟(jì)效益。

例如，在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，萃取實(shí)驗(yàn)用的有機(jī)溶劑有CCl4、煤油等，如果廢棄了，不僅污染環(huán)境，而且會(huì)產(chǎn)生新的隱患。如將它們進(jìn)行回收、集中后再化學(xué)處理一下，則可重新使用。對(duì)于萃取碘的CCl4、煤油可以用稍濃的NaOH溶液洗液、分液。又可重新得到CCl4、煤油。

實(shí)驗(yàn)既是化學(xué)教學(xué)的重要組成部分，也是培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)意識(shí)的最有效途徑。中學(xué)化學(xué)教材中的許多實(shí)驗(yàn)都已經(jīng)滲透了綠色化學(xué)思想，但還有不少實(shí)驗(yàn)值得討論與重新考慮，這給改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力提供了良好契機(jī)。我們作為中學(xué)化學(xué)教師，應(yīng)把綠色化學(xué)的思想深入到常規(guī)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)改進(jìn)中，把綠色化學(xué)理念貫穿于化學(xué)教學(xué)的始終，使它成為中學(xué)化學(xué)課堂改革的一個(gè)重要組成部分，使學(xué)生了解綠色化學(xué)，接受綠色化學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生從事綠色研究與開發(fā)的能力和興趣。學(xué)生在畢業(yè)以后，還會(huì)將這種思維方式應(yīng)用于工作中，從而使綠色化學(xué)思想在人們的生活中生根發(fā)芽。

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