化学与社会论文

化学实验创新中的绿色化学理念【摘要】化学实验室的环境污染问题是不可忽视的。要减少化学实验产生的污染，必须精选实验内容，改进实验方式，妥善处理废弃物，建设绿色化学实验室。【关键词】绿色化学、微型实验、实验创新【正文】绿色化学(GreenChemistry)主张在通过化学转换获取新物质的过程中充分利用每个原子，过程和终端均为零排放或零污染，具有“原子经济性”，它既能充分利用资源，又能实现预防污染。绿色化学为化学教育教学提出了新的要求。那么，如何在中学的化学教育教学中体现绿色化学的思想，在潜移默化中对学生进行绿色化学观念的教育呢？一、实验改进

1.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。2.仪器改进①用密封的成品化仪器代替有毒实验，避免了有害物质的产生。这种仪器和药品可以循环使用，不存在污染毒害。如：碘的升华实验，可用碘锤来完成（碘锤的两头向内凹陷，内封有碘晶体，如图1）。另外，温度对化学平衡的影响实验，可采用密封有二氧化氮的圆底烧瓶（如图2）。②改进某些排放有毒物质的实验。例：SO2的漂白性实验。实验用品：广口瓶（1000mL）一只；分液漏斗（50mL）一个；具支试管20×200mm、20×150mm各一只；气球1只；直角玻璃管两根；胶塞3个（2个3号，1个6号）；硬质胶管2节；酒精灯；亚硫酸钠晶体；浓硫酸；品红溶液；氢氧化钠溶液。实验装置如图实验方法和现象：按图将仪器、药品装好后，旋转分液漏斗活塞，使浓硫酸慢慢滴到具支试管底部亚硫酸钠晶体上，可观察到反应立即进行，产生无色二氧化硫气体，品红溶液随之褪色。关闭分液漏斗活塞，用酒精灯加热盛有品红溶液的试管，片刻又可观察到品红溶液恢复至原来的颜色。

③将多个实验合并，减少污染实验的合并是将某几个实验合并在一起做，减少实验中产生的污染，甚至变得没有污染。如：浓硫酸特性实验及产物的验证实验。

浓硫酸的特性主要表现为吸水性、脱水性、强氧化性，这些只要用一个实验即蔗糖与浓硫酸。产物有CO2、SO2等。如图6：二、化学实验要尽量减小试剂的浓度

在现行中学化学教材中，有些实验指明了药品浓度，有些实验没有指明药品浓度。对涉及药品浓度的实验探索和改进，既能节约药品、保证实验效果，又能减少环境污染。四、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：苯酚和浓溴水反应。再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，并显阿示两极的变化，效果比实验好。有的比较好的仿真实验室模拟软件界面比较友好，实验仪器可以按实验的要求随意组装，在该软件中搭建完成的实验还可以另存为图片，或进行模拟演示，既省却了教师画图的麻烦，也能很好的再现实验现象，对培养学生的实验设计能力有较大的帮助。五、妥善处理废弃物减少环境污染实验中不可避免会产生某些有毒的气体、液体和固体，特别是一些巨毒物质，如果直接排放就可能污染周围空气和水源，使环境污染，损害人体健康。因此，对废液和废气要经过处理后，才能排弃。实验室常见的有害物处理方法如下：(一)废气：用碱液吸收或与其它物质反应，使其变成液体或固体，再作处理。(二)废液：废酸用石灰乳或碳酸钠中和；废铬液用浓高锰酸钾再生；含重金属离子的废液可加碱或硫化钠使其沉积，再过滤分离，残渣埋于地下。含氰废液必须认真处理。少量的含氰废液可先加NaOH调至PH＞10，再加入几克高锰酸钾使CN-氧化分解。量大的含氰废液可用碱性氯化法处理。先用碱调至PH＞10，再加入漂白粉，使CN-氧化成氰酸盐，并进一步分解为CO2和N2。（三）废渣尽可能再生利用，不能再生的有毒物要远离生活区深埋。六、提高师生的环保意识在化学实验中也应重视环保教育，培养学生的环保责任感，把绿色化学教育渗透到化学实验室、实验过程中，禁止乱扔、乱倒行为。实验教师应从我做起，既要耐心、细致的言传身教，又要认真、严格地要求学生，做保护环境的模范。在实验过程中，要教育和督促学生把废液、废渣倒到指定的容器并作妥善处理，并不断改进实验，包括尽可能采用微型实验，尽量减少有害气体的任意挥发，将有害气体尽可能作化学处理，实验的废液，废渣尽可能回收利用。使学生牢固地树立起绿色化学和环境保护的意识，关心和重视绿色化学实验室的建设。此外，实验室环境的潜移默化作用也不可忽视。实验台、柜干净，仪器摆放整齐、有序，整个实验室宽敞、明亮、整洁，使师生一进实验室就产生了保护环境的强烈意识。化学在提高人们生活质量，增进人们身体健康等各方面所做出的贡献是有目共睹的，但我们也不能忽视化学给环境带来的负面影响，总结经验教训，并实际行动起来，从源头上控制和消除污染，使化学成为真正造福人类的中心科学。【参考文献】[1]曾一文,张志;整合无机实验提高