化学实验教学绿色化的探讨.doc

化学实验教学绿色化的探讨湖北省房县野人谷镇初中 卢建平 没有哪一门科学技术像化学一样将科学的善恶“双刃剑”演绎的如此清晰、广泛。化学在为人类文明作出巨大贡献的同时，也对环境造成了污染。有部分学生不愿意学习化学，害怕做化学实验，特别是化学实验中含有不安全因素的爆炸、燃烧、强腐蚀性、毒性等的实验。而化学实验中产生有害环境的废气、废液和废渣等因素，不仅影响到师生的健康，更加深了这部分学生对化学的恐惧症，这种危害具有广泛性和持久性。如何使化学实验变得更为安全、卫生，把化学实验所产生的污染程度降到最低限度，充分发挥化学实验在化学科学发展和化学教学中的育人作用。重新树立公众对化学的信心呢？绿色化学理念的提出为我们指明了方向。 绿色化学又称环境无害化学，它的主要内容是用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康或环境有害的原料、产物、副产物、溶剂和试剂等的产生和应用，设计和生产对环境友好的新分子和新材料。在化学实验教学中注重融合绿色化学的理念，采取有效的措施和方法，使学生在潜移默化中形成环保意识及科学思维方法。如何在化学实验教学中融合绿色化学的理念呢？笔者认为可从以下几方面展开探索。1 优化实验设计，重塑化学形象 化学是一门以实验为基础的科学。实验教学既是化学教学的重要组成部分，也是培养学生环境意识的重要手段。绿色化学实验使用化学药品的基本原则是：不用有毒物，减少用量，循环使用，可回收，能再生；这五个原则对我们设计实验方案提出了新的要求，既要尽量避免使用和生成毒性较大及容易形成污染的物质，尽量选择污染少的实验方法和实验装置，在无法避免使用或者产生有害物质和污染的情况下，实验方案必须包括有效的防护和消害处理措施。例如实验室制氧气，在用H2O2分解制O2与KCIO3催化分解制O2两种实验方案之间进行选择时，根据绿色化学的理念无疑应选择H2O2分解制O2，因为KCIO3分解制O2不仅操作复杂，副反应多，消耗能源，而且KCIO3的工业产生过程对环境的污染及能耗大。而H2O2的分解反应条件温和，产物为H2O和O2对环境无害，当H2O2、KCIO3、KMnO4等都可作某一反应的氧化剂时，同样应选择H2O2，也是由于它的氧化性及还原产物H2O对环境无害。2 规范实验操作，融合绿色理念 中学化学实验要求学生做到基本操作正确而且规范化。在化学实验的教学中，不仅要让学生知道要做什么和怎么做，还要让他们懂得为什么要这样做，为什么不能那样做的道理和理论依据，注意培养他们把实验操作（动手）、实验观察（动感觉器官）、积极思考（动脑）三者有机地结合起来统一于实验实施的全过程中。这样将会有助于提高学生实验操作的主动性和自觉性，减少实验操作中的被动性和盲目性。现行中学化学教科书中大部分实验药品的用量都未明确给出限量，多用“少许”、“适量”、“少量”等抽象地限定，往往使学生很难把握药品的实际用量。这即影响了实验的科学性，又会造成药品的浪费，还会对环境造成污染。教师在教学中要注重渗透绿色化学的理念，规范实验操作，提高原子利用率，最大限度利用试剂，最大限度减少废物排放。在不影响实验效果的前提下，引导学生严格控制药品用量与浓度，以减少污染。如实验室制CO、SO2等有害气体时，虽然都增添了尾气的收集或处理装置，但仍要引导学生根据需要收集气体的量来决定取用反应试剂的量，以减少反应试剂和尾气处理试剂的用量，降低对环境的危害。又如离子鉴别实验中经常会取用重金属离子像Ag+离子、Ba2+离子、Cu2+离子等，这些离子会造成潜在的水质污染、土壤污染。通过引导学生分析这些离子与其它阴离子形成的难溶物的溶解度，检出限量等，使学生明白既使很稀的试液，也有非常明显的实验现象。这样既节约了试剂用量，达到了实验效果，又减轻了对环境的污染。3 推广微型实验，拓宽绿色视野微型化学实验是化学实验方法的一项重要的发展与变革。它是在微型化的仪器装置中进行的实验，其试剂用量比对应常规实验节约90%以上。由于节省药品，仪器价格低，使实验的成本较常规实验显著下降，仅为常规实验的110。微型实验的开设对毒性大、药品贵、易燃、易爆、耗量大、污染严重、操作复杂的化学实验显得尤为重要，它能杜绝或明显减少实验过程中给环境带来的污染。如酸碱盐性质的实验，所用药品种类多，用量大，若改用微型滴管及井穴板做实验，即减少了药品消耗及废物排放量，又保证有明显的实验现象。这对拓宽学生的视野、提高学生解决问题的能力和绿色化学意识是大有帮助的。4 废物处理回收，落实绿色行动 在学校的化学课程中，中学阶段仅学生实验就有三十多个，这些实验大多数是成批进行，且一般是使用开放体系的实验方案，实验中产生的污染不可忽视。我们一方面要通过优化实验设计，规范实验操作，推广微型实验等措施使污染降低到最低程度，另一方面还应认真切实地实施对化学演示实验及分组实验中的废弃物进行无公害处理。这些实际问题的处理过程，也是培养学生良好的环境意识的难得素材。 实验废物的回收处理，应首先从演示实验做起，演示实验中废物处理的方法和思路，对学生进行分组实验以及他们今后解决实际问题的能力与态度将起到“现身说法”和潜移默化的作用。回收循环利用的方法是最值得提倡的方法，金属与酸反应后剩余的金属片可回收后再用，从含Ag+离子的废液中可用多种方法回收银等。对实验废弃物进行无公害化处理、回收、再生和重复使用