化学实验绿色化

2019-09-06 版权声明 举报文章

化学实验绿色化

【摘要】初中化学实验在获得物质及其化学变化的有关信息后,其产物即变成废弃物。这样,全国数以万计的初中化学实验室就成了一座座小型污染源,几乎每天都在排放着数量不可小看的污染物。本文对初中化学实验绿色化提出了相关教学和管理建议。

【关键词】初中化学实验;绿色化;环境保护

1 引言

绿色化学旨在从源头消除污染,是使人类可持续发展的化学,其内容包括新设计或者重新设计化学合成、制造方法和化工产品来根除污染源,是最为理想的环境污染防治方法。初中化学实验教学过程中,无论是演示实验还是学生实验,若处理不当,都会对环境会造成污染。就这一问题,要求对实验进行创新,进行绿色化设计。如何把绿色化学教育更好地贯穿于初中化学教学的全过程之中,是时代给化学教育提出的一个新的研究课题。

2 化学实验绿色化的意义

化学实验绿色化会给学生带来终身的影响,环境质量与学生及其家人的生活息息相关,通过化学实验绿色化的教育,可以使他们关心自己身边的环境,知道自己有能力改变世界,知道健康与环境之间的联系,了解个人利益与环境的关系。让大家知道并不是只有科学家和专业环境工作人员才能够为环境做出贡献,我们每一个人都可以为地球的绿色化做出自己的贡献。只有教师、实验员、学生、学校、社会共同努力,才能够早日真正实现化学实验的绿色化。

3 加强化学实验绿色化制度

3.1 提高实验员的素质是化学实验绿色化实施的前提。

只有了解化学实验绿色化的知识,才能够更好地运用这些知识实现化学实验绿色化。由于化学实验绿色化知识的缺乏,曾经有实验员用四氯化碳擦去黑板上的水笔印记,结果中毒被送进医院;也曾经有实验员不在水中切割白磷,结果着火,差点酿成大祸。只有高素质的实验员,才知道如何更好地保护自己,如何更好地保护环境。所以我们不能忽视实验员的工作,应该大力提高实验员的各方面的素养。为了帮助教师和学生配制实验试剂,制取实验气体,实验员经常接触高浓度、大剂量的液体和气体。首先需要让他们了解了各种试剂的具体危害。这样,即使是出于保护自身健康的需要,他们也能够积极主动地采用绿色化的实验。

3.2 配制低浓度药品。

初中化学实验很多并未指明所用药品浓度的大小,在保证实验成功的前提下,尽量配制较低浓度的药品。这样既能节约药品,又减少了污染。如初中实验中盐酸和氢氧化钠是最常用的药品,一般来说,稀盐酸的浓度为1:4(盐酸和水的体积比),氢氧化钠溶液的浓度为1%,如果是学生实验,还可以进一步稀释。当然也有特殊情况,为了保证实验的成功,也要用较浓的溶液,如在做鉴别葡萄糖演示实验时,氢氧化钠溶液的浓度为10%。做氢氧化钙溶液和碳酸钠溶液反应时,碳酸钠溶液必须是饱和状态,这样现象才会比较明显。

3.3 微型化实验仪器。

微型化学实验,是1982年开始在美国研究试用的一种新型的试验方法。被誉为化学实验的革命。微型化学实验是为减少资源消耗和化学污染而发展起来的一种化学实验的新方法、新技术,为化学实验教学改革开辟一条新的路径。它具有节约药品、节省时间、安全、减少污染、激发学生动手实验的兴趣等优点。所以对一些初中化学实验微型化设计体现绿色化学思想是很有必要的。

例如,在分组实验中药品的用量很大,特别是金属性质和酸碱盐性质实验。虽然在刚开始接触化学实验时就强调实验操作的规范性,但由于初中阶段的学生自律和自控能力较弱,实际操作中药品的用量很难控制,造成的浪费大,污染也大,考虑这些,我们申购了一批15×100规格小试管代替之前用的15×150规格的试管,尽量减少药品的用量从而减少污染。在做氨分子扩散运动分组实验时,科教版教材上用的是一只大烧杯罩住分别装有浓氨水和酚酞试液的小烧杯,实验所需药品量较大,实验耗时较长,且浓氨水有挥发性和刺激性气味,对环境有污染。为了减少环境污染,我们对实验进行微型化设计,用两个格子的塑料药片板代替两个小烧杯,固定在玻璃片上,分别滴加浓氨水和酚酞试液,再用50mL的小烧杯罩住药片板。这样的设计,大大减少了药品的用量、实验时间、环境污染等。该设计如果用于演示实验,可以利用投影,放大实验现象,提高演示实验的效果。

3.4 规范实验操作。

在学生刚接触化学时,我们就对学生进行实验的安全性和重要性的教育,并通过准确示范引导学生规范的操作,结合后续的实验操作,逐步培养学生学生良好的实验习惯和严谨的科学态度,增强安全操作意识和环境保护意识。比如,在基本操作教学时,就规定了在没有明确指明药品用量时,一般情况是,固体药品的用量盖满试管底部即可,液体药品的用量是1~2mL。实验废弃物,应放回指定的容器,进行综合处理,对酸、碱废液可以相互中和到pH为6~9,此时再倒入下水道,就大大减少了对下水道管道的腐蚀。

3.5 回收利用剩余药品。

回收利用也是环境保护的一个重要环节。绿色化学的显著特点是在始端采用污染预防,在整个生产过程及终端均能实现污染最小甚至零排放。如果我们通过回收利用剩余药品实现污染最小甚至零排放的效果,也不失为两全其美的方法。比如,学生分组实验中,做金属性质的时,稀盐酸或稀硫酸和锌粒反应,未完全反应的锌粒我们可以回收,在讲解氢气实验时,就可以利用回收的锌粒和稀硫酸来制取氢气,再做氢气性质的演示实验。制取二氧化碳实验时,事先准备一个筛子套在水槽里,实验后要求学生将制取完二氧化碳后的大理石和酸液倒入其中进行分离,大理石用水冲洗后重新利用,酸液回收后可以用于清洗一些玻璃仪器或除铁锈等。在做水电解演示实验时,为了增加导电性,我们用的是氢氧化钠溶液,做完实验,可以回收氢氧化钠溶液,稀释至1%左右做其他的性质实验。这样既节约了药品,又减少了环境污染,同时也能将绿色化学理念逐步融入学生思想。

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