綠色化學(xué)理念在有機化學(xué)實驗教學(xué)的應(yīng)用實踐探究

虞召朋

（臨沂大學(xué)， 山東 臨沂 276000）

隨著綠色理念的盛行，綠色教育事業(yè)也相繼出現(xiàn)。有機化學(xué)在實驗過程中通常會應(yīng)用很多的有害試劑，為了避免化學(xué)實驗過程對環(huán)境的影響，提高對環(huán)境的重視度是非常有必要的。本文主要闡述綠色化學(xué)理念在有機化學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用。

1 綠色化學(xué)理念價值

1.1 綠色化學(xué)理念

綠色化學(xué)是以生態(tài)環(huán)保為基礎(chǔ)發(fā)展方向的一項學(xué)科，其主要目的是降低化學(xué)實驗過程中的污染率，利用新型的清潔能源完成化學(xué)實驗或是化學(xué)實驗中資源的替換，降低污染排放量，達到環(huán)境友好型的化學(xué)實驗，實驗化學(xué)實驗的“0排放”。合理運用綠色化學(xué)理念可以有效改善有機化學(xué)實驗副反應(yīng)的生成以及污染物質(zhì)的排放。

1.2 核心價值

綠色理念與化學(xué)的結(jié)合形成了綠色化學(xué)，主要是為了體現(xiàn)無污染、環(huán)境友好型、清潔的特點。其核心的價值是原子經(jīng)濟性以及減量、循環(huán)、回收、再生、拒用的“5R”原則，并實現(xiàn)有機化學(xué)實驗的“0排放”；提升學(xué)生的環(huán)保意識，增強學(xué)生的科學(xué)發(fā)展觀，為學(xué)生灌輸可持續(xù)發(fā)展的概念，引導(dǎo)學(xué)生和社會環(huán)境友好相處。

2 綠色化學(xué)理念的應(yīng)用

2.1 建立綠色化學(xué)實驗室

2.1.1 硬件設(shè)施建設(shè)

在原有化學(xué)實驗室的基礎(chǔ)上進一步實驗綠色化學(xué)實驗室的建立，通過改善學(xué)校的硬件設(shè)施，優(yōu)化“三廢”的管理過程，實現(xiàn)綠色化學(xué)理念在化學(xué)實驗建立中的應(yīng)用?！叭龔U”處理包括對廢水、廢氣、廢渣的處理，以增加通風(fēng)柜的臺數(shù)，對廢液加強回收處理后排放，有毒氣體以及污染氣體處理后排放，通過蒸餾以及有機溶劑的添加，降低“三廢”的污染度和污染性。

2.1.2 軟件建設(shè)方面

對綠色實驗室的規(guī)章制度加強建設(shè)，提升學(xué)生和老師的環(huán)境保護意識以及灌輸綠色化學(xué)理念，對“三廢”的處理辦法以及規(guī)定打印出來黏貼到實驗室的墻上，供學(xué)生和老師閱讀和遵守，建立一個綠色理念的有機化學(xué)實驗室文化，將“5R”原則灌輸給老師以及學(xué)生，在充分理解原則的基礎(chǔ)上進行有機化學(xué)的實驗，傳播綠色化學(xué)意識。

2.2 實驗內(nèi)容綠色化

2.2.1 實驗內(nèi)容優(yōu)化

在有機化學(xué)實驗的過程中，注重對實驗過程的總結(jié)和歸納，分步驟優(yōu)化實驗過程，選擇污染小、毒性小、清潔型的實驗試劑以及實驗過程中，對不必要的實驗選擇用清潔型的實驗替代或是刪除。例如，以Al2O3/SO42-固體超強酸代替濃硫酸作為制備乙酸乙酯、制備乙酰水楊酸等的催化劑，這樣可以有效的減少實驗過程中的副反應(yīng)，降低“三廢”的產(chǎn)生以及排放量。通過對有機溶劑的選擇和廢渣的處理，再次蒸餾以及分類處理，在實驗的過程中實現(xiàn)了綠色化。

2.2.2 開展微量、半微量實驗

微量、半微量實驗作為成功教學(xué)經(jīng)驗已在多個高校推廣應(yīng)用，并已有多套相關(guān)教材出版發(fā)行，其最突出的優(yōu)點是使用最少的藥品、試劑完成教學(xué)任務(wù)。由于試劑用量大大減少，產(chǎn)生的“三廢”量也就非常少，既節(jié)省了實驗經(jīng)費，又減少了環(huán)境污染。實踐證明，微量、半微量實驗與常量化實驗在準(zhǔn)確性與嚴密性方面并無明顯差別，而且，學(xué)生在做實驗時更細心，更認真。因此，在校財政支持下，購置了部分微型實驗儀器，積極開展微量、半微量實驗并取得了較好的效果。

2.2.3 先進教學(xué)技術(shù)的應(yīng)用

隨著信息技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，模擬仿真技術(shù)的出現(xiàn)可以替代實際動手操作，以及降低了有毒溶劑和揮發(fā)性溶劑的使用。計算機多媒體系統(tǒng)通過文字、聲音、圖像、動畫在不同的界面上流動，從而對實驗的原理、裝置、實驗步驟及實驗注意事項進行展示。學(xué)生還可以自由搭建實驗裝置，添加藥品，實驗現(xiàn)象逼真，實驗數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。不僅具有形象生動的特點，而且真正實現(xiàn)了化學(xué)實驗的零排放、零污染。通過對這些先進教學(xué)技術(shù)的應(yīng)用，可以有效的滿足學(xué)生的好奇心和興趣，帶動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情以及學(xué)習(xí)興趣。在實驗學(xué)習(xí)的過程中，向?qū)W生灌輸綠色化學(xué)、環(huán)境友好型的理念。

2.3 綠色化學(xué)實驗技術(shù)應(yīng)用

2.3.1 微波加熱技術(shù)

微波加熱技術(shù)是利用微波介質(zhì)效應(yīng)將電磁能轉(zhuǎn)化為熱能的新技術(shù)。它具有加熱速度快、效率高、反應(yīng)條件溫和、操作簡單等優(yōu)點，微波加熱屬于分子意義上的攪拌，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)品質(zhì)量好，副反應(yīng)少，原子經(jīng)濟好，可直接減少環(huán)境污染。微波加熱技術(shù)在有機合成也有一個特定的應(yīng)用程序，如微波輻射合成阿司匹林，可以不需要有機溶劑，大大減少了環(huán)境污染和微波輻射。合成苯甲酸也是一個典型的微波化學(xué)實驗，反應(yīng)時間只有15min，不僅大大縮短了反應(yīng)時間，而且副產(chǎn)品可回收利用，不污染環(huán)境。除了上述微波合成實驗外，還對乙酸乙酯和正丁基醚的微波合成進行了探索，得到了一些結(jié)果。

2.3.2 超聲波合成技術(shù)

超聲波合成技術(shù)是在超聲波條件下完成有機反應(yīng)。超聲的化學(xué)作用與物質(zhì)沒有直接關(guān)系，主要是通過液體的聲空化作用。所謂聲空化，是指微泡核在液體中形成、振蕩、生長、收縮、坍縮所引起的物理化學(xué)變化。超聲波合成技術(shù)具有反應(yīng)速率快、高產(chǎn)量、時間短、條件溫和等的特點。超聲波合成技術(shù)作為一種新興的綠色實驗技術(shù)，在有機合成中得到了廣泛的應(yīng)用。可顯著提高原子經(jīng)濟，符合綠色化學(xué)的理念。具有重要的現(xiàn)實意義和發(fā)展前景。

3 總結(jié)

有機化學(xué)實驗綠色教學(xué)改革的實施符合環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的要求。控制有機化學(xué)實驗過程中的污染是每個有機化學(xué)教育工作者義不容辭的責(zé)任。近年來,我們的綠色有機化學(xué)實驗課程的教學(xué)改革,不僅大大減少了對環(huán)境的污染,減少了對教師和學(xué)生的健康危害,而且還培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)發(fā)展觀,取得了良好的教學(xué)效果。在今后的實驗教學(xué)中，我們需要進一步優(yōu)化實驗內(nèi)容，嘗試新的實驗技術(shù)來改進現(xiàn)有的實驗，以期完全實現(xiàn)綠色有機化學(xué)實驗。