綠色化學(xué)與高中化學(xué)教學(xué)中的環(huán)保教育

羅雪紅

摘 要：綠色化學(xué)是科學(xué)研究以及實(shí)際生成過程中不可或缺的一門科學(xué)，因此，樹立綠色化學(xué)的意識(shí)應(yīng)該從小學(xué)、中學(xué)、甚至從啟蒙教育就開始。因此普及綠色化學(xué)，保護(hù)我們賴以生存的環(huán)境已成為當(dāng)務(wù)之急。

關(guān)鍵詞：綠色化學(xué)；高中化學(xué)教學(xué)；環(huán)保教育

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，人類的生活發(fā)生著翻天覆地的變化。而近幾年發(fā)展速度更快，處在了科技大爆發(fā)的時(shí)期，規(guī)模也在向著多元化發(fā)展，科技成果的輸出速度已大大超過經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度。然而在人們享受著新科技帶給我們高度的物質(zhì)文明和精神文明的同時(shí)，卻逐漸的發(fā)現(xiàn)另外一個(gè)越來越凸顯的問題——環(huán)境污染！不經(jīng)意間，我們?yōu)榇烁冻隽顺林氐拇鷥r(jià)，環(huán)境的日益惡化，不僅給我們帶來了災(zāi)難，連地球上其他的生命也沒能逃過，它們也正和我們一起經(jīng)受著嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

好在人類已經(jīng)意識(shí)到日益嚴(yán)重的污染問題，更值得慶幸的是，人類這個(gè)智慧的群體，正在通過各種各樣的途徑和方式來彌補(bǔ)和減少、甚至杜絕環(huán)境污染的問題。于是，以“綠色”冠名的各種事物應(yīng)運(yùn)而生，“綠色化學(xué)”就是其中一員。人類要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，就必須依靠“綠色化學(xué)”。因?yàn)椤熬G色化學(xué)”是從源頭上解決污染問題，還能將已產(chǎn)生的污染問題合理化解決的一門科學(xué)，是能夠保障我們在科技道路上繼續(xù)前行的一門科學(xué)，是保護(hù)人類賴以生存的地球的最合理、最科學(xué)、最值得信賴的方法。

一、 綠色化學(xué)

綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué)、環(huán)境無害化學(xué)、清潔化學(xué)，是利用化學(xué)方法和化學(xué)技術(shù)減少或消除有害物質(zhì)的使用和生產(chǎn)。其概念最早由美國化學(xué)會(huì)（ACS）提出，而且成為美國環(huán)保署（EPA）的中心口號(hào)，并很快得到全世界環(huán)保愛好者的積極響應(yīng)。綠色化學(xué)的核心是利用化學(xué)原理，從源頭上減少甚至消除工業(yè)生產(chǎn)過程中對環(huán)境產(chǎn)生的污染和危害。1990年，美國就頒布了污染防治法案，將污染防治確立為國策。1995年美國又宣布設(shè)立了 “綠色化學(xué)獎(jiǎng)——美國總統(tǒng)綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”，1996年在華盛頓國家科學(xué)院頒發(fā)了第一屆獎(jiǎng)項(xiàng)。這是世界上第一個(gè)由國家的政府出臺(tái)的對綠色化學(xué)實(shí)行的獎(jiǎng)勵(lì)政策。該獎(jiǎng)項(xiàng)的設(shè)立，旨在鼓勵(lì)人們重視環(huán)保問題，同時(shí)支持和鼓勵(lì)為環(huán)保事業(yè)做出貢獻(xiàn)的人們。該獎(jiǎng)項(xiàng)自設(shè)立以來，現(xiàn)已頒發(fā)21屆，每屆均有不同的個(gè)人、團(tuán)體或組織獲獎(jiǎng)。

綠色化學(xué)涉及的領(lǐng)域十分廣泛，例如水處理、綠色合成技術(shù)及方法和過程的研究、可再生資源的利用、礦物資源的高效利用、合成材料的回收和利用、醫(yī)藥、農(nóng)藥等原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)等等。

其實(shí)，完全無毒無害，完全良性的物質(zhì)是不存在的。所以，在生產(chǎn)過程中，我們都會(huì)或多或少使用或制造一些化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)中，許多對環(huán)境以及人類多多少少都會(huì)產(chǎn)生一些影響或者危害。綠色化學(xué)的目的是依靠科技，使化學(xué)產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、使用，回收利用等過程中對環(huán)境和人類無毒無害，或者產(chǎn)生盡可能小的副作用和危害。把對污染的處理變成從源頭上杜絕污染或者預(yù)防污染的產(chǎn)生。

二、 環(huán)保教育與綠色化學(xué)

1. 樹立綠色化學(xué)的思想

樹立綠色化學(xué)的思想，增強(qiáng)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)，環(huán)境保護(hù)的教育應(yīng)始終貫穿于整個(gè)教育過程，尤其是化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)中。

在我們進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，應(yīng)該具備綠色化學(xué)的思想，備課時(shí)，除了應(yīng)有的內(nèi)容，還應(yīng)該再加一項(xiàng)，那就是綠色化學(xué)的思想。在實(shí)驗(yàn)過程中，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，要從綠色化學(xué)的思想出發(fā)，充分考慮，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，盡量使用最簡單的裝置，最少的藥品，達(dá)到最好的實(shí)驗(yàn)效果。尤其有關(guān)有污染或有毒物質(zhì)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案中，要有預(yù)防污染擴(kuò)散和廢棄物處理、回收再利用等的內(nèi)容。對于有毒氣體的實(shí)驗(yàn)中，要注意做好實(shí)驗(yàn)前的裝置氣密性的檢查，尾氣的吸收或處理，甚至還要考慮到有毒氣體萬一泄漏時(shí)的處理辦法?？傊?，各個(gè)環(huán)節(jié)都要樹立綠色化學(xué)思想，設(shè)計(jì)方案要周全，有備無患。

青少年學(xué)生代表著國家的未來、民族的希望，是現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)的接班人，是21世紀(jì)振興中華、實(shí)現(xiàn)中國夢的主力軍，保護(hù)他們健康成長，讓他們從小就樹立意識(shí)，學(xué)習(xí)環(huán)保知識(shí)，是每位教師不可推卸的責(zé)任和義務(wù)。素質(zhì)教育的背景下，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中進(jìn)行綠色化學(xué)是符合素質(zhì)教育要求和宗旨的，同時(shí)也是素質(zhì)教育的內(nèi)容，更是傳播綠色化學(xué)理念的重要途徑，還是對學(xué)生創(chuàng)新能力以及社會(huì)責(zé)任心的培養(yǎng)方式。

2. 改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，降低污染

中學(xué)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，有很多涉及一些有毒有害物質(zhì)，例如氨氣、二氧化硫、氯氣、氮的氧化物、苯、四氯化碳等有機(jī)物。這就要求教師在能保證教學(xué)效果的前提下，盡量改進(jìn)實(shí)驗(yàn)裝置和藥品，使實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的有害物質(zhì)盡可能被吸收或得到合理地處理。

例如，人教版高中化學(xué)必修2第二章化學(xué)反應(yīng)與能量，第一節(jié)化學(xué)能與熱能的實(shí)驗(yàn)2-2，氫氧化鋇晶體與氯化銨的吸熱反應(yīng)：

Ba（OH）2·8H2O+2NH4ClBaCl2+2NH3↑+10H2O

在教學(xué)過程中，可以將課本中的開放性實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，改成封閉式的，使其產(chǎn)生的氨氣不能揮發(fā)出來。具體操作如下：

將20 g Ba（OH）2·8H2O晶體研細(xì)后與約10 g NH4Cl晶體一起放入一帶蓋、透明的一次性塑料水杯中，在蓋子中間剪一小孔，套一奶嘴，奶嘴中間插一玻璃棒（用于將反應(yīng)物攪拌均勻），在蓋子內(nèi)壁貼一剪成荷花狀的濾紙，并用酚酞試液浸濕濾紙。然后在水杯外再套一裝有約20 mL自來水的相同水杯。迅速攪拌，觀察現(xiàn)象。

可以看到，固體逐漸變?yōu)楹隣?，觸摸水杯，明顯感到外壁冰冷，擠壓水杯外壁，發(fā)出“嚓嚓”的響聲，取下外層水杯，其中水已結(jié)冰，附著在內(nèi)層水杯外壁，蓋子內(nèi)壁上的濾紙變紅。

這樣的改進(jìn)，從兩層水杯之間的冰有力地證明了反應(yīng)吸熱，蓋子內(nèi)壁上的濾紙變紅證明生成堿性氣體，生成的水吸收了生成的氨氣。反應(yīng)完成后，打開蓋子，幾乎聞不到氨氣的刺激性氣味，大大減少甚至消除了產(chǎn)生的氨氣對人及環(huán)境的影響和危害。

再如人教版高中化學(xué)必修1第四章非金屬及其化合物，第四節(jié)氨 硝酸 硫酸，濃硫酸使蔗糖炭化的實(shí)驗(yàn)，由于有SO2 釋放出來，污染環(huán)境，是該實(shí)驗(yàn)的問題。因此，采用以下的裝置，可以減少或避免污染。endprint

將氫氧化鈉溶液置于一培養(yǎng)皿中，在氫氧化鈉溶液里放一小燒杯，另在小燒杯上倒扣一個(gè)大燒杯（氫氧化鈉溶液應(yīng)淹沒大燒杯下口，起到密封的作用），把20克蔗糖放入小燒杯里，再逐滴加入20 mL的濃硫酸，立即用玻璃棒快速攪拌。很快蔗糖變黑了，形成疏松多孔的海綿狀的碳柱。反應(yīng)的有關(guān)化學(xué)方程式是：C12H12O22濃硫酸12C+11H2O，C+2H2SO4（濃）△CO2↑+2SO2↑+2H2O，2NaOH + SO2Na2SO3 + H2O，SO2被NaOH溶液吸收，避免了其對環(huán)境的污染。

3. 積極采用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)

微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)就是在不影響實(shí)驗(yàn)效果的前提下，用盡可能少的化學(xué)試劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。出于對環(huán)境保護(hù)的考慮，只要能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，可以把?shí)驗(yàn)方案進(jìn)行改進(jìn)，對于有些化學(xué)反應(yīng)，教材中對濃度用量等作了要求，但有些實(shí)驗(yàn)中對試劑的用量沒作明確的要求，而這類實(shí)驗(yàn)往往現(xiàn)象明顯，極易成功，只需少量試劑就可以達(dá)到很好的實(shí)驗(yàn)效果。

例如人教版高中化學(xué)必修1第四章非金屬及其化合物，第二節(jié)富集在海水中的元素氯中氯氣的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，只要用以下的微型實(shí)驗(yàn)，就可以得到很好的實(shí)驗(yàn)效果。在一兩端有支管的U型管，一端支管口密封，另一端支管口連一導(dǎo)氣管，通入氫氧化鈉溶液中，底部放入少量高錳酸鉀粉末，在被封閉的管口加一裝有分液漏斗的橡膠塞，分液漏斗內(nèi)加入適量的濃鹽酸，另一管口裝一插有玻璃棒的橡膠塞，在玻璃棒的下端，由上到下貼上兩條小濾紙條、一條濕潤紅色紙條、一條干燥紅色紙條。濾紙分別被淀粉碘化鉀溶液、溴化鈉溶液濕潤。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，打開分液漏斗活塞，產(chǎn)生的氯氣與紅紙條及濾紙接觸時(shí)，會(huì)看到四個(gè)紙條出現(xiàn)不同的現(xiàn)象，而且現(xiàn)象明顯。

這個(gè)微型實(shí)驗(yàn)，試劑用量很少，同時(shí)又減少了氯氣的污染，實(shí)驗(yàn)時(shí)間短，現(xiàn)象產(chǎn)生的又快，既環(huán)保又體現(xiàn)了綠色化學(xué)的特點(diǎn)。正因如此，微型化實(shí)驗(yàn)得到國際化學(xué)界的公認(rèn)和一致的好評。

4. 充分發(fā)揮教材的作用，強(qiáng)化環(huán)保意識(shí)

仔細(xì)分析，在化學(xué)現(xiàn)行的教材中有關(guān)環(huán)保教育的內(nèi)容很多，例如人教版高中化學(xué)必修1，第四章非金屬及其化合物，必修2第四章第二節(jié)資源綜合利用，環(huán)境保護(hù)，其中還提到綠色化學(xué)。這就要求化學(xué)教師在教給學(xué)生知識(shí)能力的同時(shí)，還要注重強(qiáng)化環(huán)保意識(shí)。因此在備課時(shí)就要合理地、科學(xué)地結(jié)合教材中的有關(guān)環(huán)保的內(nèi)容，挖掘和整理相關(guān)資料，適時(shí)地對學(xué)生進(jìn)行環(huán)保教育。教學(xué)過程中，用多媒體展示搜集整理的這類新聞、報(bào)道及圖片，觸目驚心的畫面、數(shù)據(jù)及場景給學(xué)生留下了難以磨滅的印象，既讓學(xué)生對目前生態(tài)環(huán)境有了一些了解，更讓學(xué)生意識(shí)到環(huán)境保護(hù)的迫切性，綠色化學(xué)的重要性和必要性。

5. 聯(lián)系生活實(shí)際，加深學(xué)生的環(huán)保意識(shí)

化學(xué)與生活息息相關(guān)，例如各種裝飾材料中還有甲醛、甲苯、二甲苯、VOC（有毒揮發(fā)氣體）等有害物質(zhì)。在油漆、黏合劑中這些物質(zhì)也大量存在，這些物質(zhì)會(huì)對環(huán)境和人體健康造成一定的危害。對人體具有麻醉、刺激作用，高濃度時(shí)對神經(jīng)系統(tǒng)有毒害作用。其中苯能在神經(jīng)系統(tǒng)和骨髓內(nèi)蓄積，使神經(jīng)系統(tǒng)和造血組織受到損害，引起血液中白細(xì)胞、血小板數(shù)減少，長期接觸可引起白血病。還有氡，它是一種無色氣體，在室內(nèi)，大多數(shù)氡氣吸附在空氣中懸浮的細(xì)小的微粒上。當(dāng)吸入氡氣后，其不斷沉積在呼吸道表面，在局部區(qū)域內(nèi)不斷積累，可導(dǎo)致肺癌、白血病及呼吸道等疾病。在肺里面，氡能對肺產(chǎn)生危害。世界衛(wèi)生組織已將氡氣列為使人致癌的19種物質(zhì)之一；在信息量龐大且充足的今天，這些資料到處可見，可以給學(xué)生播放有關(guān)視頻或報(bào)道，既為所涉及的內(nèi)容提供了有力證據(jù)，又豐富課堂內(nèi)容，還提高學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。更讓學(xué)生真切的感知到環(huán)境保護(hù)的迫在眉睫，且任重道遠(yuǎn)。

三、 結(jié)束語

生存與發(fā)展是人類生存的最基本問題，自從有了人類，在人類與環(huán)境不斷地相互影響和相互作用過程中，環(huán)境問題一直伴隨著人類的活動(dòng)而產(chǎn)生。而化學(xué)與環(huán)境有著密不可分的關(guān)系，在很多情況下，環(huán)境污染主要是由化學(xué)污染造成的，但我們更應(yīng)該清楚地看到，解鈴還須系鈴人，要解決這些環(huán)境污染的問題，最終還得依靠化學(xué)方法。

參考文獻(xiàn)：

[1]穆虹列，劉 勇.化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與綠色化學(xué)教育[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2016，（9）：85.

[2]張雪利.微型實(shí)驗(yàn)與綠色化學(xué)[J].廣西工學(xué)院學(xué)報(bào)，2005，（6）：106-108.endprint