浅析“绿色化学”思想在化学实验中的实施

2019-09-12 版权声明 举报文章

浅析“绿色化学”思想在化学实验中的实施

《普通高中化学课程标准(实验)》中规定必修课程的设计要“体现绿色化学思想”,要让学生了解“在化工生产中遵循‘绿色化学’思想的重要性”。绿色化学(Green Chemistry)是通过化学方法合成对环境无害或友好物质的一门新兴学科。绿色化学不但有重大的社会、环境和经济效益,而且说明化学的负面作用是可以避免的,同时显现出了人的能动性。

笔者认为在化学实验中应从以下几方面体现“绿色化学”。

一、在思想上树立化学实验绿色化的观念

“绿色化学”它不同于“环境化学”, 它是一门从源头上阻止污染的化学。从环境的治理到绿色化学思想的提出,是人类对如何解决环境问题在认识上的一次飞跃。绿色化学实验是在“绿色化学”的思想指导下,用预防化学污染的新思想、新方法和新技术,对常规实验进行改革而形成的化学实验的新方法。新课程教科书的编写非常重视化学实验的绿色化,增加了很多环境保护的知识,也删除了一些毒害性较大的实验。因此我们在平时的教学活动中,要注意在教学的各个步骤对学生进行化学实验绿色化思想的渗透,通过各种不同途径,如研究性学习、地方课程、课外兴趣小组等让学生体验化学实验绿色化,让每一位学生都能树立绿色化学观念和环境保护意识。

二、药品改进

只要有可能,实验过程中使用对人类健康和环境无毒或毒性很小的物质。例如:用三氯化铁溶液代替稀硝酸清洗银镜反应的试管;用“直溜汽油”代替“苯”进行有关的萃取实验。有一些反应产物可以循环使用,如Cu2(OH)2CO3加热分解的产物CuO收集起来可作“酸的通性”实验的原料之一,而“酸的通性”实验的产物CuSO4又是“质量守恒定律”实验的原料,“质量守恒定律”的实验产物Cu(OH)2悬浊液中通入CO2又可产生Cu2(OH)2CO3,这样循环不仅使化学试剂得到充分利用,节约了成本,而且对环境保护做出了贡献。但也有一些反应产物不值得回收,也不可直接倒入水池或排入下水道,至少需要对实验产物作无害化处理。如废酸可用石灰乳或碳酸钠等中和反应后埋入地下,含汞废液可用硫化钠生成硫化汞沉淀等等。

三、推广使用微型化学实验

微型化学实验(microscale laboratory简写为M.L.)是一种在微型化的条件下对化学实验创新性变革的新技术和新方法,就是尽可能用少的药品来获取最有效的实验信息。微型化学实验具有减少污染、现象明显、快速、节约、安全等优点。虽然化学教材中的实验基本上规定的试剂用量都已经是克量级,但考虑到一个班级、一个学校有这么多的学生要做实验,如果每个学生在能够保证实验效果的基础上减少用量,不仅可以减少药品的浪费外,还可以减少对环境的污染。

四、妥善处理好化学实验中的废弃物

化学实验产生的废水、废气、废渣等都会对周围环境造成不同程度的污染。如果我们对这些废弃物进行合理利用,不仅可以减少对环境的污染,还可以变废为宝。

对于废液的处理,实验室应建有专门的废酸槽和废碱槽。在实验操作中,要要求学生,每次实验完毕后的废液,一定要按指定处倾倒。一段时间后,将其进行中和达到规定的PH值后再进行排放。对于含贵重金属的废液,要经化学处理回收后再排放。严禁废液随意胡乱倾倒。比如做了银镜反应后,试管中的银镜用稀硝酸清洗后的废液可集中收集起来,可以回收其中的贵重金属银。

对于废气的处理要做好尾气的吸收或回收再利用。对于CO还原氧化铜实验中剩余的CO可以通过点燃使生成CO2的方法除去,对于Cl2等有毒气体的制取,要用相应的试剂进行除尾。

五、合理有效地利用计算机多媒体

常规的、传统化学实验不可避免地消耗许多药品和大量的水资源,尤其是对一些昂贵、有毒(如苯、苯酚等)试剂的实验,采用计算机多媒体系统进行仿真实验显得尤为重要。一般重点放在充分利用现有条件下的网络信息资源素材库和教学软件中,根据不同的教学情况和需要,有的直接使用,有的根据该实验的特点,加以增、删、改后使用,其次通过集体共谋,自己设计制作课件。采用多媒体教学的实验往往有以下特点:1.对实验毒性很大,产生气体污染严重的,如:氯气的制取、除杂、干燥、性质、尾气处理的综合实验。2.对反应需要一定速度和时间的,如:Cl2和H2混合光照爆炸很难观察到过程,而且有一定的危险性。3.对需分析化学原理的,如:电解饱和食盐水的实验,会产生氯气,同时学生对离子的移动缺乏理解,如果用电脑三维动画从微观的角度诠释微粒的运动,并显示两极的变化,效果比实验好。

“化学实验绿色化”就是在满足教学要求的前提下,设计的化学实验彻底消除或尽量减少使用和产生有害物质,从源头上消除化学实验对环境和人类健康的负面影响。化学实验绿色化的目的是,改变只要有化学实验就会产生环境污染的现状,从绿色化学的角度研究化学实验,尽量减少化学实验对环境的污染。绿色化学实验是化学教学中实施创新教育的重要内容和必要保证。

参考文献

[1]林美凤 高中化学实验绿色化的探索.中学生数理化(教研版)[J],2009,(9),12-13。

[2]新课程标准制定组 高中化学新课程标准.普通高中化学课程标准,2003,(12),8,17。

[3]李琴 方光荣 中学化学实验绿色化的研究.中学学科网,2010,(3),1。

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