探究在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中構(gòu)建綠色微量化發(fā)展模式

魏文廷 胡芳

摘 要：綠色化學(xué)已經(jīng)被推到了化學(xué)科學(xué)研究的最前端，因此高校在有機(jī)化學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中也應(yīng)當(dāng)立足于保護(hù)環(huán)境、遵循綠色化的原則。本文從有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)微量化、深入“綠色化學(xué)”教學(xué)理念等方面進(jìn)行探討，以期在有機(jī)化學(xué)綠色化、微量化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究中有所收獲。

關(guān)鍵詞：有機(jī)化學(xué)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；綠色化學(xué)；微量化

在過去的幾十年時(shí)間里我國經(jīng)濟(jì)得到了飛速的發(fā)展，但這些發(fā)展背后的代價(jià)卻是人們所生活自然環(huán)境的嚴(yán)重破壞，一些企業(yè)廢氣、廢水的違規(guī)排放，不合理的廢舊垃圾焚燒、過度的放牧以及砍伐等行為都在嚴(yán)重地對(duì)自然環(huán)境進(jìn)行損壞。事實(shí)上環(huán)境污染覆蓋面很廣，大到大型企業(yè)大量排放污染性的物質(zhì)，小到實(shí)驗(yàn)室的氣體排放。因此，每個(gè)人都有責(zé)任和義務(wù)去保護(hù)環(huán)境。在高校的有機(jī)化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中會(huì)經(jīng)常產(chǎn)生一些易燃、易爆、易揮發(fā)的有機(jī)溶劑以及一些有毒有腐蝕性的化學(xué)廢料，這些都是對(duì)環(huán)境不友好的污染物。為了保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的綠色化、微量化勢(shì)在必行。

1 傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的不足

在進(jìn)行了多年有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)之后，根據(jù)對(duì)教學(xué)工作進(jìn)行分析、總結(jié)發(fā)現(xiàn)在以往的有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中存在一定的不足之處，經(jīng)過認(rèn)真歸納得出在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的不足之處在于以下幾點(diǎn)：

第一，在一些有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中消耗時(shí)間過長，例如一些有機(jī)物的合成反應(yīng)，其反應(yīng)復(fù)雜、反應(yīng)進(jìn)程緩慢且有較多的副產(chǎn)物生成，整個(gè)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行不僅需要加熱還需要復(fù)雜的提純過程，這樣一來就大大增加了實(shí)驗(yàn)所需要的時(shí)間，也大幅度降低了教學(xué)的效率。第二，消耗試劑較多、使教學(xué)成本大大提高，在化學(xué)有機(jī)實(shí)驗(yàn)中難免會(huì)出現(xiàn)一些意外導(dǎo)致儲(chǔ)存試劑的容器打破等，再加上學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作時(shí)因不熟練、不規(guī)范的行為導(dǎo)致試劑的浪費(fèi)，這些不僅造成試劑的消耗增加教學(xué)成本，灑落的試劑處理不當(dāng)更是對(duì)環(huán)境的破壞[1]。

2 有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色微量化

2.1 滲透綠色化學(xué)的教學(xué)理念

想要使有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)現(xiàn)綠色微量化這一模式，首先就要將綠色化學(xué)的理念通過一定的方式傳輸給學(xué)生，讓學(xué)生意識(shí)到綠色環(huán)保的重要性。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中可以采用一些有機(jī)反應(yīng)的實(shí)例告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)將產(chǎn)生哪些污染物，這些污染物能給環(huán)境帶來怎樣的破壞，借此讓學(xué)生們認(rèn)識(shí)到綠色化學(xué)的優(yōu)勢(shì)以及必要性。例如，在正溴丁烷的制備過程中，除了減少化學(xué)試劑的用量以外，擬用負(fù)載型超強(qiáng)酸代替濃硫酸，以此來達(dá)到環(huán)境友好型有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的。但在這一實(shí)驗(yàn)中需要學(xué)生查閱國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)資料去了解負(fù)載型超強(qiáng)酸的基本情況和使用方法、注意事項(xiàng)等等，這樣一來使學(xué)生在認(rèn)識(shí)綠色化學(xué)的同時(shí)，將學(xué)習(xí)方式由被動(dòng)變?yōu)橹鲃?dòng)，提高學(xué)習(xí)興趣，有利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力，從而提升學(xué)生的綜合素質(zhì)[2]。

2.2 開設(shè)微量化的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

在綠色化學(xué)思想有效引導(dǎo)和當(dāng)代社會(huì)對(duì)環(huán)境高度重視的環(huán)境下發(fā)展出了微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，它利用了新時(shí)代思想、技術(shù)的優(yōu)勢(shì)對(duì)實(shí)驗(yàn)儀器進(jìn)行改造以及優(yōu)化實(shí)驗(yàn)組合，以此來落實(shí)綠色化學(xué)的理念。在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中采用微型化具有以下優(yōu)勢(shì)：第一，有效彌補(bǔ)了傳統(tǒng)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)時(shí)間長的缺點(diǎn)，大幅度縮短反應(yīng)時(shí)間、提高教學(xué)效率。第二，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)很好的遵循了可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，使用的實(shí)驗(yàn)儀器對(duì)試劑的用量液體控制在10毫升以內(nèi)、固體在100毫克之內(nèi)，這樣就大大減少了有機(jī)實(shí)驗(yàn)中試劑的浪費(fèi)和消耗，不僅能夠節(jié)省成本同時(shí)也減少了多余試劑對(duì)環(huán)境的不友好，可謂是經(jīng)濟(jì)環(huán)保的最佳選擇[3]。

2.3 改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法

有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中所用到的反應(yīng)試劑大多數(shù)是有毒的，因此在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)要盡可能地使用毒性小、無污染的反應(yīng)試劑，在不改變實(shí)驗(yàn)效果的前提下對(duì)實(shí)驗(yàn)方法進(jìn)行一定的改進(jìn)來到達(dá)降低污染的目的。例如，苯這一有機(jī)物質(zhì)具有較大的毒性，而與苯相比較而言甲苯的毒性較弱，因此在一些需要苯來進(jìn)行的萃取操作中就可以嘗試用甲苯來代替以達(dá)到相同的目的。在有機(jī)合成實(shí)驗(yàn)反應(yīng)過程中會(huì)產(chǎn)生一些有毒氣體，這時(shí)就需要對(duì)產(chǎn)生的有毒氣體進(jìn)行合理的處理。例如在進(jìn)行合成乙酸乙酯的實(shí)驗(yàn)中，可以將一個(gè)干燥管接在尾接管口并插入裝有碳酸鈉溶液的容器中，以此來防止乙酸、乙醇、乙酸乙酯擴(kuò)散到空氣中對(duì)環(huán)境造成污染。

3 結(jié)束語

綜上所述，保護(hù)自然環(huán)境是眾望所歸，大力發(fā)展綠色化學(xué)也是大勢(shì)所趨，其對(duì)于落實(shí)我國可持續(xù)發(fā)展原則具有重要作用，綠色化學(xué)終將成為化學(xué)研究領(lǐng)域最重要的一項(xiàng)準(zhǔn)則。在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中采用綠色微量化的模式在減少試劑消耗節(jié)約成本的同時(shí)減少了有毒物質(zhì)對(duì)環(huán)境的污染。此外，對(duì)于學(xué)生則是提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率和質(zhì)量，有效地嚴(yán)格規(guī)范學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作、培養(yǎng)了學(xué)生熱情主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度。由此可知，在有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)行綠色、微量化的教學(xué)模式是極其重要而且是必要的，在綜合提升學(xué)生能力的同時(shí)也對(duì)環(huán)境保護(hù)做出了一定的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]李秋蓮，萬宏，劉嵩.開放性、綠色化有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的優(yōu)化與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2016（5）：160-162.

[2]徐文祥.綠色化學(xué)理念下的化工專業(yè)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革分析[J].化工設(shè)計(jì)通訊，2016（4）：167-167.

[3]劉瑞華.綠色化學(xué)與微型有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究[J].軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2016（6）：173-173.

作者簡介：

魏文廷（1987- ），男，湖南東安人，寧波大學(xué)教師，博士研究生，主要從事生命健康導(dǎo)向的綠色有機(jī)合成化學(xué)領(lǐng)域的教學(xué)科研工作。