發布時間：2022-09-19 16:19:45
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們為您精選了8篇的綠色化學實驗樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發，請盡情閱讀。
【摘 要】為適應環境教育與環境保護的需要，化學實驗中采取必要的環保措施以及通過化學實驗加強對學生進行環境教育。
關鍵詞 化學實驗；綠色化；環保教育
綠色化學，又稱環境無害化學、環境友好化學、清潔化學，綠色化學是人類和自然和諧的化學，是21世紀化學發展的方向和議題。
一、中學化學實驗綠色化的意義
中學化學實驗所使用的藥品，大體可以分為這樣幾類：酸、堿、鹽（包括重金屬鹽）、有機物等幾大類。不少物質是對環境、生物都是有毒有害的。如果這些藥品使用后不加處理就排入環境是非常有害的。
1.中學化學實驗中所使用的有毒有害藥品總量較大。雖然每一次化學實驗所使用的藥品不多，然而眾多的實驗，眾多的學生，眾多的學校在較長時間內所使用的藥品量是很驚人的。實驗所產生的廢物排放量同樣不可小視。早在10年前就有專家提出要重視實驗室的污染問題。
2.化學實驗后的廢棄藥品如果不加處理而排入環境將十分有害。雖然這種污染沒有某些化工企業那么嚴重，但如果直接將化學實驗后的廢棄藥品如果不加處理而排入環境，這會給學校在樹立學生好的環境保護意識與培養環保自覺性等方面產生極大的負面影響。我們不僅要重視環境教育宣傳，更重要的是要在實際的教育教學活動中培養學生的環保意識，使他們在作實驗的活動中學會一些簡單治理污染的方法。而更重要的是能提升他們關愛環境的道德情感。
二、實現化學實驗綠色化的一些方法探索
1.在化學實驗中養成師生回收實驗廢棄物的好習慣。無論是教師在課堂上的教學演示實驗，還是學生分組化學實驗都必須作好回收實驗廢棄物的工作。教師在課堂做演示實驗時要隨時準備好回收實驗廢棄物的容器,這樣的引導是實現化學實驗綠色化的關鍵。學生做分組實驗時,準備不同的廢物回收容器回收作實驗時所產生的廢棄化學藥品。教師要積極引導，宣傳教育，并加以督促檢查。通過這些手段使學生在實驗中養成回收廢棄物的習慣。
2.通過具體的實驗讓學生感受到實驗廢棄物直接排入環境是有害的。觀察實驗后收集的廢棄物的顏色，感受其氣味，測定其PH值。再與正常水體進行比較，或做生物在實驗廢物中存活實驗。如我們做完酸、堿、鹽實驗后的實驗回收液中放入小魚只存活了十多分鐘。學生通過具體的事例與數據感受到直接將化學藥品排入環境的危害。
3.環境污染的治理最重要的是從源頭控制廢物的產生與排放。首先就要減少藥品的用量。比如將液體藥品的濃度在不影響實驗現象與結論的前提下盡量降低一些。其次使用小型號的化學實驗儀器對減少實驗廢棄物的排放量同樣十分重要。使用小型號的實驗儀器幫助學生糾正這一貪多的毛病很有效果。
4.利用學校現有的條件師生共同對實驗后的廢棄物加以處理。這是培養學生環境行為能力的重要方面。在對實驗廢棄物的回收處理中我們有這樣一些做法。
（1）回收利用。在初中，做完KClO3與MnO2經加熱制取O2的化學實驗后，我們讓學生和老師一起對實驗后的廢棄物進行分離處理。不僅有得到MnO2，同時還得到KCl。還讓學生在化學實驗中感受到廢物其實也是資源。雖然回收的藥品不是很多，但環境教育方面的價值是無法估量的。
（2）利用一段時間里所使用的藥品的自身性質相互反應，達到初步處理的目的。如酸液與堿液之間發生中和，藥品自身的沉降、稀釋、暴光、氧化還原。利用這些簡單易行的方法達到初步處理的目的。
（3）利用學校現有資源條件處理實驗廢棄物。實驗中回收的廢酸用于沖洗廁所,用學校食堂所產生的雞蛋殼處理廢酸，使用鍋爐產生的炭渣吸附有色有毒物質等。這些簡單的措施在學校環境教育中產生過很好的影響。當然受條件與技術方面的限制我們采取的處理實驗廢棄物的措施還是很簡單的。
5.改進某些排放有毒物質的實驗，使某些有害的物質轉化為無害的物質，甚至是有益的物質。也可以將某些易產生有害物質的實驗換成無害物質產生的實驗。我們現在使用的新版初中化學教材（九年級）中制氧氣實驗，反應原料已由H2O2取代了KClO3，克服了KClO3分解有少量Cl2產生的缺點，這是綠色化設計得以應用的良好體現。
6.利用計算機多媒體技術，對實驗原理、裝置、流程、實驗過程進行仿真，用文字、聲音、圖像、動畫的效果讓學生在計算機屏幕上做實驗，達到身臨其境的感覺。這樣既讓學生學會了實驗方法，而且使那些毒性大、危險性大、試劑昂貴的實驗變成了綠色化的實驗，自始至終，不會對人體和環境造成污染。
三、化學實驗綠色化探索的體會
創設生動活潑的現實環境讓學生在活動中得到教育，這是環境教育的最好方式。探索化學實驗綠色化正是我們研究這一問題的出發點和歸宿。化學實驗教學正好將化學學習與環保教育有機的結合在一起。讓我們所做的化學實驗多是環保的實驗，綠色的實驗。這是學習環境教育的需要。也是培養未來人才的需要。綠色化學要求與環境教育的宗旨是高度一致的，在實施環境教育時，必須圍繞綠色化學觀點進行。在實施環境教育過程中，一方面要向學生闡明綠色化學的觀點、要求，使他們樹立起防治污染、保證人類生存質量的責任感；另一方面，結合綠色化學要求，教給學生防治污染的重要方法——減量、減廢、回收、再生和拒用等。
素質教育是面向全體學生的教育，同時又是每個學生全面發展的教育，中學化學教育也應該面向全體學生，面向每個學生素質的全面提高。環保教育作為學校教育的重要組成部分，現在被提高到十分重要的高度。實現化學實驗的綠色化就是我們保護環境的一項具體行動。在素質教育中體現綠色化學思想，既是傳播綠色化學觀點的需要，也是培養學生對社會、對將來的責任感的需要，更是培養創新精神的需要。
參考文獻
[1]《環境化學》武漢大學出版社1986年出版
[2]劉懷樂.中學化學實驗研究.西南師范大學出版.1997年
[3]張月梅，何曉燕.中學化學實驗綠色化設計的方法論研究.中學化學教學參考.2004，（5）：31
[4]王學松，丁菲.中學化學實驗的綠色化研究.化學教育.1999，（11）：8
(1)綠色化學發展觀．這個觀點包括兩個方面:一是發展經濟，即實現人口、經濟、社會、資源、環境協調發展;二是保護我們人類賴以生存的共同家園地球自然資源和環境，為子孫后代的安居樂業和永續發展做貢獻．換言之，經濟發展的同時不忘環境的保護，污染的控制，資源和能源的節約，廢物排放的減少，清潔生產和文明消費的實施．目的是實現自然、經濟、社會這個三維復合系統的持續、健康、穩定的發展．我們實施綠色化學觀教育旨在追求學生在知識、科學、技能方面的綜合提高，深刻認識了解人與自然，人與經濟、人與社會、人與環境的關系，在可持續的基礎上利用自然為人類服務．
(2)綠色化學價值觀．環境價值觀就是指人類對環境價值的認識、觀念、看法、觀點．轉變我們以往以人為中心判斷物質利害觀念為以人與自然平等和諧觀念，以綠色化學原理指導高中化學知識的教學，即要掌握化學物質、化學實驗對人的危害以便進行防止．高中化學實驗的綠色化是一個長遠的任務，教育工作者要有深刻的認識，這不僅是科學戰線和化工戰線的任務更是整個化學領域的任務．
(3)綠色化學教育觀．綠色化學根本上是為了預防和控制環境污染，是人類的生活質量得到保證和提高，使自然環境得以保護．在高中化學教育課程改革和課堂教學的全過程中貫穿綠色化學理念，將其化作中學課程改革的重要內容．之所以將綠色化學的理念引入化學教學中，是因為綠色化學有利于環境的保護和人類社會的可持續發展．站在一線的化學教育工作者需要做到的很多，更新自己的知識結構，認識化學新知識，真正理解綠色化學的含義，承擔綠色化學的宣傳和教育，潛移默化對學生進行教育，不斷灌輸“綠色化學”的理念，認識到綠色化學的重要性，掌握綠色化學的知識和技能．
(4)綠色化學道德觀．這一觀念是傳統人類道德觀念的延續和繼承并且得到廣泛的發展，由于當前現代工業文明引發的人類與環境關系日漸突出使得其產生并且迅速得以發展．這是一種新的道德觀念———人類與環境和諧相處的觀念，是人類環境意識有史以來發展的最高階段，體現了主客體的統一，人與環境的統一．
二、高中化學實驗中學生綠色化學觀的培養
自從新課改以后，中學化學課本的編制和修訂過程充分考慮了綠色化學原理，例如:限制了常見實驗固體液體試劑取用的數量;刪除了有害的實驗氣體如:硫化氫、苯磺酸等等的制備;科學介紹聞氣體的方法;實驗中遇到事故的緊急處理;試劑保存和使用的方法原則尤其是特殊的試劑;強調某些實驗尾氣的處理等等．新課改有益處也存在缺點，為了符合綠色化學觀的發展要求，從以下幾方面改進實驗以增強學生綠色化學觀的培養．
首先，大力推行化學微型實驗操作．簡單的對常規實驗進行縮微或者減量并不是這里所指的微型化學實驗，實際的微型化學實驗是指在微型化條件下，重新設計和探索實驗，旨在利用最少的試劑獲得最多的化學信息目標．微型實驗的兩個顯著特點是儀器裝置微型化和試劑少量化，操作簡單，藥品節約，污染減少，是未來綠色實驗發展的方向．同時還可以使用身邊的廢舊物或者自制的簡單儀器進行一些實驗，更體現了綠色化學的概念，讓學生樹立綠色化學觀．
其次，正確規范的進行實驗操作．實驗的操作規范務必嚴格進行，例如:稱量藥品、取用試劑、連接裝置、傾倒廢液廢渣等等實驗的每個環節都要按照規范的要求操作，因為這樣進行的實驗，不僅對藥品、試劑、能源節約了，而且實驗發生事故的幾率也減少了，自然污染也相對減少了．然后，尋找實驗的儀器和藥品的替代品．化學實驗室的管理應該加強，化學實驗員和教師要在實驗結束時，將用過的各種廢液如:酸類、堿類、鹽類等等必須倒入指定的回收容器中，切勿私自隨意倒棄．對于廢棄物，要按照國標要求進行合理的處置或分解或中和或燃燒或循環利用等等．對于用后的金屬片要循環利用交到指定的管理員手中．另外減少環境污染的另一種有效措施是加強對尾氣的吸收和處理，這也是實現化學實驗末端綠色化的要求．
【關鍵詞】 實驗室污染；綠色化實驗；環保意識
【中圖分類號】G63 【文獻標識碼】B 【文章編號】2095-3089（2013）17-0-01
化學是以實驗為基礎，通過學生對生活中各種化學物質的組成、性質、結構、變化規律等的研究和學習，培養他們科學探究素養的一門自然科學。如魔術般神奇的化學實驗“噴霧寫字”、“燒不壞的手帕”、“氨的噴泉實驗”等在讓學生著迷的同時，更重要的是讓他們探究到了化學知識，用更加科學的眼光認識世界。
然而，光環的下面存在著陰影，神奇過后是實驗帶來的廢棄物。這些廢棄物是一種不容忽視的污染源，大致有三類。第一類是廢液包括實驗后的殘液、失效的貯藏液、清洗儀器后的洗液等。其污染成分是有機物（苯及同系物、醛類等）、重金屬離子（Cu2+、Ag+、Hg2+、Ba2+）、酸液（鹽酸、硫酸等）、堿液（氫氧化鈉等）。廢液大多具有毒性、腐蝕性：如苯酚的毒性非常強，極少量就會造成湖泊里的魚類大量死亡；苯是大家熟知的致癌物。第二類是廢氣包括甲醛、苯系物蒸氣、酸霧、有機溶劑蒸氣和汞蒸氣等。它們對人體幾乎都有傷害：如硫化氫是一種劇毒氣體，較多的硫化氫會造成人中度甚至死亡；甲醛會刺激眼睛和呼吸道；除苯是致癌物質外，其它的苯系物幾乎都有不同程度的毒性。這些有毒、有害的氣體被排放出去還會污染周圍空氣。第三類是固體廢棄物包括過量的反應物、實驗生成物、消耗的實驗用品（PH試紙、過濾紙等）、破損的實驗儀器（玻璃器皿、玻璃溫度計等）、失效的化學試劑等。其中包括各類化學污染物，尤其是過期失效的化學試劑，處理稍有不慎，很容易導致嚴重的污染事故。小小的化學實驗室，居然能產生這么多種類復雜繁多的污染物。
化學教學中至少有一半的知識須通過實驗引入。隨著課程改革的實施，學生的實驗動手次數還在增加。據有關資料統計，目前我國擁有普通高中一萬多所，初中五萬多所。中學化學實驗所產生的廢物，如果不加處理就排放的話，其有毒有害物的排放量就相當大了。但學校實驗室卻沒有設置專門的廢物處理裝置系統，一般廢棄物未經處理就被沖入下水道，廢氣則是通過抽氣管被排放到空氣中，這對環境和人類的污染可想而知了。
對中學化學實驗進行綠色化設計是當下減少實驗室污染的最有效的途徑。通過近年來的摸索，我對化學實驗綠色化的問題作了一些探究，尋找到了以下幾條途徑：
一、盡可能減少藥品用量
中學化學以定性實驗居多，定量實驗較少。我們在保證實驗效果的前提下，可以盡量減少試劑的用量。選用小型號的反應儀器裝置，操作時用膠頭滴管滴加液體試劑代替傾倒、用藥匙的小匙取用固體藥品，可以達到盡可能減少藥品用量的目的。例如：二氧化碳與水的反應，用100ml的軟質塑料瓶比用500ml的瓶子試劑用量大大減少；濃硫酸的脫水性實驗，用20ml的燒杯，蔗糖10g，濃硫酸5ml，就可以使藥品用量減半；一定物質的量濃度溶液配制實驗，用100ml容量瓶是1000ml容量瓶藥品用量的1/10。
二、采用微型儀器實驗
對于不用加熱的開放實驗，用表面皿或點滴板代替傳統的試管、燒杯、燒瓶等大體積容器，使實驗小型化、微型化，試劑用量大幅度減少，可以達到最大程度減少藥品用量的目的。特別是學生分組探究實驗，采用表面皿或點滴板進行，是減少污染的最佳途徑、是一個值得推廣的好方法。如：酸、堿、鹽的性質實驗，絕大多數都可以在點滴板或表面皿中進行。初中化學新教材中已經提到――微型化學實驗消耗藥品少，所用儀器和操作簡單，污染也少，符合綠色化學的理念。
三、開發綠色實驗
綠色化學實驗的目標和任務不是被動地治理污染，而是主動地減少和消除實驗室的化學污染。我們在設計實驗方案時要增強環保意識，精選實驗內容，改進實驗方式，開發綠色實驗，在滿足實驗效果的前提下，用無毒害的反應物代替有毒害的反應物；用產生無毒害生成物的藥品代替產生有毒害生成物的藥品，采取切實可行的有效措施防止和消除實驗室造成的環境污染。例如：實驗室以過氧化氫分解制氧氣取代氯酸鉀或高錳酸鉀分解的方法，不僅可以實現原料和反應過程的綠色化和零排放，不需加熱還可以達到節能的效果，可謂一舉兩得；溶液的導電性實驗，用硝酸鈉和稀硝酸代替鹽酸和氯化鈉，既達到了實驗的目的，又避免了在通電時產生有害的氯氣而污染環境。
四、對危險、反應條件苛刻、污染嚴重、儀器試劑價格昂貴，又找不到合適替代品的實驗，運用多媒體教學制成課件或觀看實驗錄像，不失為一個環保的好方法。例如：氫氣的爆鳴實驗、硝酸與銅反應、苯的性質實驗等。
五、妥善處理實驗廢棄物
實驗后的廢棄物應當根據其具體情況分別處理。比如：氯氣、二氧化硫、硫化氫等尾氣可以用堿液吸收；氫氣、一氧化碳等尾氣可以采用點燃的方法。無毒的廢液用碳酸鈉或醋酸調節其PH在7左右再排放；含重金屬離子的廢液可加堿或硫化鈉使其沉積，再過濾分離，殘渣埋于地下。而對于實驗廢渣盡可能再生利用，不能再生利用的有毒物要遠離生活區深埋。
可喜的是，初中化學新版教材中滲透了環保教育，增添了環保題材。實驗的設置上也體現了綠色化實驗的理念。教師在課堂上應注重培養學生的環保意識，把綠色化學教育滲透到化學實驗室。實驗后要求學生把廢液、廢渣倒到指定的容器盡可能回收利用或作妥善處理。減少有害氣體的任意揮發，將其盡可能作化學處理。讓我們師生共同樹立起綠色化學和環境保護的理念，不斷改良現行實驗，關心和重視綠色化學實驗室的建設。
參考文獻
[1]隋良永：《化學實驗創新中的綠色化學理念》人教網，2011（10）
關鍵詞：途徑；化學實驗；綠色化
實驗是體現化學學科特色的關鍵活動，是溝通理論知識和實踐應用的橋梁，能夠幫助學生更好地獲取知識、發展技能。但是，化學實驗在幫助學生構建知識的同時，給環境帶來了沉重的負擔。因此，我們迫切需要以綠色化學理念為指導，結合中學化學實驗教學目標和內容，研究中學化學實驗綠色化途徑。下面筆者從教學實踐出發，就中學化學實驗綠色化途徑闡述幾點建議。
一、實驗試劑的綠色化
1.減少試劑用量和試劑濃度。通常情況下，學生都誤認為，實驗藥品越多現象越明顯，且對用量沒有清晰的概念，因此往往超量使用藥品，不僅造成資源浪費，還會增加廢棄物，造成環境污染。因此實驗時，老師一定要強調藥品用量，如試管取用溶液時，一般一個手指到兩個手指高的用量就可以了。減少試劑用量的一個有效辦法就是用小規格的實驗儀器，如用小試管代替大使管，用點滴板代替試管。這樣試劑用量自然會大量減少。另外，教師需要對藥品濃度嘗試摸索，在保證實驗效果的前提下，盡量降低藥品濃度。如在離子檢驗時，離子濃度0.1%就已經足夠了。2.化學試劑回收和重復使用。化學試劑的回收和重復使用，是綠色化學理念下使用藥品的基本準則，是實現實驗綠色化的重要途徑。如碘萃取實驗后的萃取劑四氯化碳，有毒，不可以直接倒入下水道，應該經過濃氫氧化鈉溶液洗滌，分液處理后再循環使用；H2O2分解制取氧氣的實驗，會產生大量的二氧化錳固體廢棄物。有老師建議將半干的二氧化錳粉末沾在水泥球上，晾干后進行實驗，不僅實驗效果非常好，而且回收利用十分方便；鈉與水的反應產生的氫氧化鈉溶液、粗鹽提純后得到的鹽都應該回收起來再利用。通過重復利用化學試劑，增強學生的節約意識，避免浪費。3.用生活用品替代化學試劑。日常生活中，處處可見化學用品，用生活用品替代化學試劑進行實驗，有利于拉近學生和化學實驗之間的距離、增強實驗的趣味性、提高學生學習化學的興趣。如在做碳酸鈉和碳酸氫鈉相關實驗時，可以用食品加工中用的蘇打和小蘇打粉代替；用廢舊電池中的鋅皮制取氫氣；用食用醋代替醋酸除去水垢等。
二、實驗裝置的綠色化
1.實驗裝置的串聯。化學實驗的串聯是指將多個實驗系列化，組合在一起進行，不僅可以避免有害氣體的溢出造成的環境污染，還會節約實驗時間，使實驗更加綠色化。如氯氣的準備、除雜、干燥及其性質（漂白性、強氧化性）的實驗；二氧化硫的制備及其性質實驗；乙烯的制取及其性質實驗均可以設計為串聯實驗。另外對于這些有毒氣體的實驗，我們應注意裝置的密封性和尾氣吸收。2.實驗裝置微型化。微型化學實驗，是指實驗儀器和試劑微型化，是一種新的實驗模式，是實現實驗綠色化的重要途徑。普通的中學化學實驗都是在試管、燒杯中進行的，實驗藥品消耗量大，微型實驗可以在濾紙上進行鹵素元素的置換實驗、可以在點滴板上進行離子反應和離子檢驗的實驗、可以在W形管中進行氯氣的制備和性質實驗。相比于傳統實驗，微型實驗不僅可以取得比傳統實驗更好的實驗效果，而且操作簡便快捷、節約資源，減少了廢棄物排放，有效彌補了很多學校課程資源不足的情況，使每個學生都能自主開展實驗、提高實驗技能。3.用生活用品替代部分實驗儀器。實驗室的儀器和設備是實驗課堂重要的資源，如果善于發現和利用，學生身邊的物品同樣是重要的實驗器具。用日常廢棄物制作的小型化學實驗儀器，具有簡便、直觀、藥品用量少等優點，更有利于培養學生動手技能和創新意識。如用一次性注射器代替量筒、裝藥片的塑料穴膜板代替點滴板、用筷子或者吸管代替玻璃棒、用礦泉水瓶代替燒杯進行各種實驗。每學期可以舉辦“廢棄物在化學實驗中的再利用”活動，提高學生的實驗操作水平、創新能力和環保意識。
三、實驗廢棄物處理的綠色化
化學實驗不可避免地會產生實驗“三廢”，即廢氣、廢水、廢渣，教師在每次學生實驗結束之后，都應該監督學生做好相關實驗的收尾工作，并在平時教學工作中不失時機地向學生介紹實驗廢物處理的必要性和方法，師生共同努力建設綠色化實驗室。
四、運用現代化手段，拓展化學實驗綠色化的研究空間
現代信息技術快速發展，給學校教學提出了更高的要求。作為一門以培養學生科學素養、以實驗為基礎的學科，促進信息技術在化學實驗教學中的廣泛應用，已經是時展的必然。仿真實驗平臺是一種化學試劑零投入、廢棄物零排放的實驗方式，為危險性大、重污染的實驗找到了更好的出路。如鋰鈉鉀銣銫的結構與性質關系實驗、氯氣和氫氣混合爆炸實驗等，出于學生安全的考慮，教師一般不可能讓學生做這些實驗，在仿真實驗室，學生只需要一臺電腦，就可以自主操作這些實驗，而不需要死記硬背實驗現象和結論。以鋰鈉鉀銣銫的結構與性質關系實驗為例，我們可以同時看到這五種金屬和水反應的現象，方便對比，這是演示實驗和教師播放視頻的時候不可能做到的事情。當點擊同時演示的時候，我們可以看到銫與水反應非常劇烈，發生了爆炸并能聽到爆炸聲，銣反應也非常劇烈，瞬間完成，其他幾種金屬反應劇烈程度相對較小。整個過程非常逼真，使學生有身臨其境之感，學生對實驗現象和堿金屬元素性質規律會留下非常深刻的印象，彌補教師嘴上講實驗、學生背實驗的不足。在化學實驗教學中，教師應該首先樹立綠色化學觀念，積極探索新課改下化學實驗綠色化的有效途徑，通過對傳統化學實驗的綠色化改進，實現環境保護和實驗效果的雙贏，實現環境保護和學生實驗技能提高的雙贏，為國家可持續發展戰略輸送高素質人才。
參考文獻：
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目前，世界各國都在進行綠色化學的研究。美國在1995年就設立了“總統綠色化學挑戰獎”，用于獎勵在綠色化學研究領域里做出突出貢獻的人，此舉使得“綠色化學”這個名稱廣為傳播。我國也很重視對綠色化學領域的研究。早在1993年的世界環境與發展大會之后，我國政府就編制了《中國21世紀議程》的白皮書，鄭重聲明了走經濟與社會協調發展道路的決心。
綠色化學具有五個方面的現代內涵：①減量――Raduction“減量”是從省資源、少污染角度提出的，即減少“三廢”的排放；②重復使用――Reuse重復使用不僅降低成本的需要，也是減廢的需要；③回收――Recycling回收可以有效實現“省資源、少污染、減成本”的要求；④再生――Regeneration再生是變廢為寶、節省資源能源、減少污染的有效途徑；⑤拒用――Rejection拒絕使用是杜絕污染的最根本的本分，它是指對一些無法替代，由無法回收、再生和重復使用的藥品原料，拒絕在化學反應過程中使用。本文從化學學科的特點，結合綠色化學的涵義，談談中學化學教材實驗編排的綠色滲透以及探索在實驗教學課堂中滲透綠色化學思想的方法、途徑。
一、綠色化學在化學教材實驗編排中
的滲透
在新教材中，穿插并滲透了許多綠色化學的思想，如酸雨、溫室效應、光化學污染等。還特別有一個“實驗化學”的模塊，該模塊有助于學生更深刻地認識實驗在化學學科中的地位，掌握基本的化學實驗方法和技能，培養學生的創新精神和實踐能力，并形成綠色化學的觀念。
1．教材嚴格規定了化學實驗藥品的用量、試劑的濃度，并且在不影響實驗現象的觀察和結果準確性的前提下，降低了藥品的用量和試劑的濃度、在化學反應速率這一節中的實驗中，稀硫酸和硫代硫酸鈉的反應中，稀硫酸濃度為1?20。這就體現了綠色化學“減量、省資源、少污染”的理念。
2．刪除了污染大的實驗，如要用到CCl4萃取、硝酸的性質的實驗，還有氯氣的制取，硫化氫、氯化氫的有關實驗等就是“拒用，從源頭消除污染”的綠色化學觀點的體現。教材新增加大量的科學、安全的實驗，化學實驗貫穿教材始終，反映了化學離不開實驗，但有實驗的化學也可以是干凈的化學、清潔的化學。
3．改進了化學實驗的方式，在實驗器材中，引進了點滴板實驗，這是微型實驗在教材中的具體體現；增加了家庭小實驗，課外活動探究實驗，在教材中有設計實驗條件市售食鹽中是否含有碘元素；還有調查當地水污染及治理的情況；課外探究用生活中的材料制作簡易電池等。將化學知識的學習從課堂延伸到了課外，為化學學習提供了更為廣闊的空間，體現了化學就在我們身邊的“化學生活化”意識。
4．對有些實驗做了改進，并注意尾氣的處理，盡量做到“零污染，零排放”。實驗氧氣的制取就采用了H2O2分解得到；實驗Cu和HNO3的反應把原來的銅片改成了銅絲，且銅絲可以伸縮，把銅絲伸進HNO3就有氣體，反之就結束，這樣就減少了有害氣體的放出，最后利用小氣球套在試管口接收尾氣，起到環保的作用，同時還增加了實驗的趣味性。實驗中有毒廢氣的處理在教材中也有多處體現。
二、綠色化學在化學實驗教學中的
滲透
記得有則環保的電視公益廣告詞這樣說：千百年之后，地球上的最后一滴水將是我們的眼淚。作為一名化學教育工作者，親身感到自己肩上的責任。因為我們的生活離不開化學，化學在造福人類的同時，也給人類帶來了難以估計的災難。為了將來還有藍的天、碧的海，為了讓人們想到化學的時候不會再與災難、恐怖聯系到一起，就讓我們關注環保吧。實驗教學是學校對學生進行環保教育的重要陣地，化學教師應該以高瞻遠矚的眼光，把培養下一代自覺的環保意識，視為自己義不容辭的責任和義務。讓環保教育從我做起，從教室做起，從實驗室做起，從教學中的點點滴滴做起，讓化學實驗的教學成為環保的教學、綠色的教學。
1．規范化學實驗操作是實現化學實驗綠色化的重要保證。離開了規范的實驗操作，化學實驗教學的綠色化將是不可能的。
首先，教師要站在化學綠色化的高度來自覺規范自己的實驗行為，在實驗過程中的每個環節都不忘環保。教師在演示實驗中的一招一式、一言一行都要做到熟練、科學、規范，為學生起到言傳身教、潛移默化的示范作用。實驗中的藥品用量應嚴格按照教材規定取用，如果沒有說明具體的用量，要正確把握“少量”、“一定量”、“適量”、“過量”的習慣度量。具體到實驗操作中，如酚酞試液、石蕊試液與酸、堿溶液的反應，一般取1至2滴，即可觀察到明顯的現象；又如用于鑒別氯離子、硫酸銀離子的試劑AgNO3，BaCl2溶液通常只需滴加3至5滴即可。適度的藥品用量，既不會造成浪費，還能盡量減少實驗環境的污染。
其次，學生實驗重在培養良好的實驗習慣，如節約藥品、愛惜儀器、節水節電，自覺保持實驗室的環境衛生，實驗廢棄物按老師的要求處理回收，不隨便丟棄廢紙、火柴梗等，從平凡的小事培養學生的綠色化學意識。
2．對實驗的改進是實驗化學教學綠色化的有效途徑。盡管教材中所選實驗都是多年化學教學實踐的結晶，經得起推敲和論證。但是，社會在進步，時代在發展，在當今人類高度關注自身生存環境質量形勢下，改進化學實驗，讓其更加綠色、環保，是每一個教師應該盡力去做的。
首先，努力推進實驗的微型化。微型實驗具有低成本、高效率、多功能、少污染、安全性好，實驗剩余物易于處理等優點，特別是在培養學生綠色環保意識以及創新精神和實踐能力方面具有獨特的作用，它變過去老師以較多時間“講科學”為現在學生以較多的時間“做科學”的實驗教學模式。由于微型實驗的眾多優點，對它的研究和推廣，已經成為當前化學實驗教學改革的一個熱點。在教學中有些分組實驗可以變試管實驗為點滴板實驗，還可以發動學生利用生活中的廢舊物品，如青霉素小瓶、注射器等制作微型實驗的酒精燈等。
其次，還可以改進實驗裝置，將污染降到最小。對某些實驗的裝置進行改進，保證其操作合乎綠色化學的理念。在實驗中還可以適度減少藥品的用量，如粗鹽的提純，可以把量減到最小，還有制備硫酸亞鐵時廢鐵屑只要5克就可以了。現在，多媒體的應用為實驗教學的綠色化提供了有利平臺，對于有些污染大的實驗，可以利用多媒體進行仿真教學，如酸雨的形成、晶體的形成都可以用多媒體演示，同樣達到實驗綠色化的目的。
3．實驗廢棄物的回收處理是貫徹實驗綠色化的有效措施。實驗廢棄物的合理回收處理，是綠色化學理念在實驗教學中的最好體現，是將綠色環保工作做精做細的重要舉措。通過實驗廢棄物的回收處理既凈化了化學實驗的環境，又保障了師生的健康、安全。更重要的是為學生進行環保教育起到了“現身說法”的作用。
首先，是實驗的“三廢”處理方法。金屬廢棄物如實驗用剩的Zn，Fe等，放到指定的容器，回收再用；實驗的酸堿廢液，需中和后到入指定的地點或下水道；含有Zn，Ba等重金屬的廢液，需加入堿、碳酸鹽或硫化鈉等物質處理后再到一定地方掩埋。實驗的有害有毒氣體處理，可以采用袋封法，即用小氣球收集過量的有毒尾氣回收利用；可燃性有毒尾氣如CO，CH4等常用火封法，轉化吸收法，如氯氣就可通入NaOH溶液中加以吸收。
醫用化學實驗是醫學、藥學等專業的一項十分重要的學習內容，在完成實驗教學并收到良好教學效果的同時，無意之中會將一些有害氣體排放到大氣中，或將能引起水質污染的廢液排放到下水道中。而大多數學校對學生每次實驗后排放的污染物很少做處理，盡管每次實驗排放污染物量不算大，但學生實驗的化學試劑種類成分復雜，具有“聚丘成壑，聚沙成塔”的污染效應。隨著教育教學改革的深入以及化學實驗面向全體學生的開放，每位化學教育工作者必須清醒地認識到減少化學實驗污染以及對污染物進行處理的重要性、必要性和緊迫性。
綠色化學（Green Chemistry）是當今國際化學科學研究的前沿課題。它的根本目的是從節約資源和防止污染的觀點來重新審視和改革傳統化學。由傳統化學向綠色化學的轉變可看作是化學從“粗放型”向“集約型”的轉變，從而使我們對環境的治理從治標（即從末端治理污染）轉向治本（即開發清潔工藝技術、減少污染源頭、生產環境友好產品）。[1]在醫用化學實驗教學中實現實驗的綠色化，就是把綠色化學教育理念貫穿在化學實驗及教學的全過程中。為此，我們積極探索方法，認真研究實施策略，嘗試采用了系列實驗設計、實驗過程優化、實驗微型化及借助多媒體實驗教學手段等一系列措施來實現醫用化學實驗的綠色化，取得了良好的教學效果和社會效益。
綠色化學的概念
綠色化學又稱環境無害化學（Environmentally Benign Chemistry）、環境友好化學（Environmentally Friendly Chemistry）或清潔化學（Clean Chemistry）。它強調的是用化學的技術和方法減少或杜絕那些對人類健康、社區安全、生態環境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑、產物、副產物等化學用品的使用和產生。這是一門從源頭阻止污染的化學，所研究的中心問題是使化學反應、化工工藝及其產物具有五個方面的特點：（1）采用無毒、無害的原料（即原料綠色化的）；（2）在無毒、無害的反應條件（催化劑和溶劑的綠色化）下進行；（3）使化學反應具有極高的選擇性，極少的副產物，甚至達到“原子經濟性”的程度，即原料分子中原子百分之百的轉化產物，不產生副產物或廢物，實現廢物的零排放（zero emission）（即化學反應的綠色化）；（4）產物應是對環境無害（產品的綠色化）；（5）滿足“物美價廉”的傳統標準。化學實驗綠色化設計主要遵循5R原則，即減少量（Reduce）、重復使用（Reuse）、拒用（Rejection）、回收（Recycling）、再生（Regeneration）。
綠色化學的原則[2]
Anastas PT和 Warner JC在《綠色化學理論和實踐》一書中，提出了綠色化學的12條原則：（1）最好是防止廢物的產生而不是產生后再處理；（2）合成方法應設計成能將所有的起始物質并入最終產物中；（3）只要可能，反應中使用和生成的物質應對人類健康和環境無毒或毒性很小；（4）設計的化學產品應在保持原有功效的同時，盡量使其無毒或毒性很小；（5）應盡量不使用輔物質，如溶劑、分離試劑等，如果一定要用，也應使用無毒物質；（6）能量消耗越小越好，應能為環境和經濟方面的考慮所接受；（7）只要技術上和經濟上可行，使用的原材料應是能再生的；（8）盡量避免不必要的衍生過程，如基因的保護與去保護，物理與化學過程的臨時性修改等；（9）盡量使用選擇性高的催化劑，而不是靠提高反應物的配料比；（10）設計化學產品時，應考慮當該物質完成自己的功能后，不再滯留于環境中，而可降解為無毒的產物；（11）分析方法也需要進一步研究開發，能夠做到現時、現場監控，以防有害物質的形成；（12）一個化學過程中使用的物質或物質的形態，應考慮盡量減少實驗事故的潛在危險，如氣體釋放、爆炸和著火等。
從以上原則中可以看出，綠色化學提出的標準和任務不是被動地治理環境污染，而是主動地防止化學污染，只有從根本上切斷污染源，才能真正做到環境保護。我們嘗試在醫用化學實驗綠色化的進程中，遵從以上這些原則作為綠色化的指導方針和標準。在教師和學生的頭腦中形成綠色化學的思維意識，從環境保護的角度來考慮實驗設備、實驗手段、實驗方法等各方面因素。綠色化學的實驗，必將帶來化學產品的生產方式、化學實驗方法的綠色革命，對環境保護具有重要的作用。
醫用化學實驗綠色化的方法
設計系列實驗方法是指通過調整實驗，把幾個分散的實驗設計成一個整體，使一個實驗的產物設計成為下一個實驗的原料，這種方法的使用，能夠盡可能減少化學試劑的消耗和廢液的排放。在醫用化學實驗中，有許多實驗內容之間是相互聯系的，往往是前一個實驗的產物就是下一個實驗的反應物。如在醫用化學的無機實驗部分中，在做一種元素不同價態化合物的性質實驗時，經常會出現這些化合物之間的轉化，若將這些實驗進行合理的安排，有效利用它們之間的轉化關系，重新將其設計為系列實驗，就會既能節約藥品、節省時間，又能促進學生掌握物質之間的轉化關系。以鐵的化合物的性質實驗為例，我們可以將實驗內容設計為一個系列實驗：[3]KMnO4溶液和（NH4）2SO4·FeSO4溶液混合后，加H2SO4酸化，觀察溶液顏色的變化，了解Fe2+的還原性；再滴入2滴KSCN溶液，觀察血紅色溶液生成，了解Fe3+的定性檢測實驗；再加入少量NaF固體，觀察血紅色消失，了解Fe3+與F-的配位反應及常用的掩蔽Fe3+方法；再逐滴加入NaOH溶液，觀察Fe（OH）3沉淀的析出，了解配合物和沉淀物之間的轉換；然后離心沉淀中加入濃HCl，觀察沉淀的溶解及溶液的顏色，了解Fe(OH)3在HCl中的溶解性；再向溶液中滴加K4[Fe（CN）6]溶液，觀察深藍色沉淀的析出，了解普魯士藍的生成和性質。經過實驗證明，實驗內容經過這樣重新設計和改進后，化學試劑的使用量和廢液的排放量都大為減少，同時學生對實驗現象和實驗過程中的知識點也有了更清楚的認識。
精選實驗內容，優化實驗過程我們在醫用化學實驗中對污染嚴重，危害性大的實驗應排除或重新設計。每一個實驗項目都要進行優化考慮，盡可能達到以下標準：原材料廉價易得，實驗過程中副反應少（體現原子經濟性），反應過程中使用的試劑、溶劑、催化劑等盡可能無毒無害（實現反應過程綠色化），產出物無毒或無毒害性，并易處理，反應條件溫和、節約能源等等。這種優化過程是一個完善的過程，是有條件、有選擇地對一些重復出現的低水平教學內容進行改革，對不合理的實驗進行合理的改進。改進實驗是指在教材中提供的原有實驗的基礎上對其實驗操作、實驗裝置進行改造，在保證實驗方法更加合理化，實驗目標更加清晰的前提下，力求在源頭上清除污染。例如在一些有毒氣體的性質和制備實驗中，就必須增加尾氣處理裝置或及時燒掉，把有毒氣體轉化成無毒或毒性降解物。例如銅與濃、稀硝酸的反應性質實驗，按照醫用化學教材的實驗操作，將會產生一定量的NO2或NO氣體，危害師生身體健康，污染環境。如果把此實驗按照實驗綠色化的原則和標準進行改進，在注射器內完成上述性質的實驗，既可明顯地觀察到現象，掌握銅與濃、稀硝酸反應的實質，又能避免NO2或NO的逸出，消除環境污染，而且反應所得的生成物NO2便于用NaOH溶液吸收。
采用微型化實驗，實現化學實驗綠色化微型實驗是實驗綠色化的重要途徑。微型化學實驗是在微型的化學儀器裝置中進行的化學實驗，從理論上講，它是以盡可能少的化學試劑而獲得比較明顯的反應結果和準確的化學信息的一種新型實驗方法，是一門新的實驗技術。它是20世紀80年代由美國幾所大學首先發起的化學實驗改革，它不是常規實驗的簡單微縮，而是在微型化的條件下對實驗進行創新的再現。采取微型實驗技術，不僅可以大幅度減少實驗費用，而且可以擴大化學實驗的覆蓋面，提高化學教學質量。這種方法一開始問世就深受廣大教師、學生的歡迎，近些年在我國得到迅速發展和普及。在大力倡導可持續發展戰略的今天，普及和推廣微型化學實驗具有特殊的時代意義。微型實驗具有以下特點：[4]（1）成本低。微型實驗儀器可以利用廢棄物，像青霉素藥瓶可以做試劑瓶、集氣瓶；一次性輸液器可做導氣管、多用滴管；裝藥片塑料板可以做點滴板等等。因此，微型實驗降低了實驗成本。（2）試劑用量小。試劑用量僅為常規實驗的1/10至1/100，縮短實驗時間（大約為常規實驗的40%），同時也降低了水、電能源的消耗。微型實驗的開設對毒性大、藥品貴、耗量大、易燃、易爆、污染嚴重、操作復雜的化學實驗尤為必要，它能杜絕或明顯減少實驗過程中給環境帶來的污染。如鹵素的性質實驗，所用藥品種類多、分量大，改用透明塑料制作的微型滴管及井穴板做實驗，既減少了藥品消耗及廢物排放量，又保證了實驗現象明顯。
采用多媒體輔助教學，實現化學實驗綠色化多媒體技術在化學實驗中的具體應用，是化學實驗擺脫實物教育的一場革命。它的運用和發展，對保護自然資源，緩解化學實驗對環境所造成的污染，設備復雜（投資較大），反應速度慢和操作條件要求苛刻，常規實驗無法開展，但又是很重要的實驗，以生動有趣的多媒體形式表現出來，寓教于樂，可取得較好的教學效果。另外，有些化學實驗常容易引起爆炸或必須使用有毒有害的試劑，或實驗過程中排放出有毒的氣體或有毒廢液，不僅給師生的身體健康帶來極大的危害，而且對環境也會造成較大的破壞。目前，還無法通過改進實驗來實現綠色化或減少、減輕污染。對于這類實驗，采用多媒體技術演示實驗，不僅能使學生感受到實驗現象，學會了實驗操作的流程，而且那些毒性大，危險性較大的實驗，始終不會對人體和環境造成污染，自然也就實現了化學實驗的綠色化。[5]
我們必須深刻地認識到減少、降低、避免化學實驗污染和提倡綠色化學在化學教學中的重要意義。在實驗教學中，大力推動實施綠色化的化學實驗教學，為樹立科學發展觀，實現經濟社會的可持續發展而積極探索，努力工作。
參考文獻：
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關鍵詞:無機化學實驗;綠色化;探討
中圖分類號:G424
文獻標識碼:A
文章編號:1674-9944(2010)08-0213-03
1 引言
無機化學實驗是高校無機化學教學的重要組成部分,在培養學生思維能力、分析與解決問題能力、動手能力等方面起到了至關重要的作用[1]。無機化學實驗所需試劑藥品種類多,消耗量大,部分試劑含有較強毒性,如氰化物、重金屬鹽、氯水、溴水、四氯化碳等,伴隨反應過程放出的有毒性氣體如硫化氫、二氧化硫、氯氣、二氧化氮等,成為化學實驗教學中一個非常嚴重的問題,因此幾乎每個無機化學實驗室都是一個小型的環境污染源[2]。這就要求在實驗教學中,既要科學地、直觀地展示實驗所要達到的目的,又要盡量減少實驗過程中有毒試劑的用量,提高試劑的利用效率,減少對環境的污染。倡導綠色化學教育,實施無機化學實驗教學的綠色化,進一步深化無機化學實驗教學改革。
2 無機化學實驗“綠色化”方案研究
2.1 “綠色化學”原則
綠色化學又稱環境無害化學、環境友好化學、清潔化學。綠色化學即用化學的技術和方法去消滅或減少那些對人類健康、社區安全、生態環境有害的原料、催化劑、溶劑和試劑在生產過程中的使用,同時
收稿日期:2010-07-23
基金項目:四川文理學院教改項目,川文理[2009]33號文件
作者簡介:羅飛華(1983―),男,湖北武漢人,講師,主要從事配位化學及功能材料方面研究。
也要在生產過程中不產生有毒、有害的副產物、廢物和產品[3]。綠色化學的核心內容是“原子經濟性”和“5R”原則,“原子經濟性”是指生產中反應物的原子全部轉化為期望的最終產物,“5R原則”即減量(Reduction)、重復使用(Reuse)、回收(Recycling)、再生(Regeneration)、拒用(Rejection)。按照“綠色化學”理念的要求,無機化學實驗教學應該在綠色化學思想的指導下,用預防化學污染的新思想和新技術對常規實驗進行改革而實現無機化學實驗的“綠色化”。
2.2 無機化學實驗教材和教學的改革
目前無機化學實驗教材的內容多為傳統實驗,有些實驗對環境污染比較嚴重,如硫酸銅的制備、大環配合物的合成實驗等。因此需要綠色無污染、少污染的實驗教材,實驗內容為圍繞基本化學原理、基本實驗操作而開設的無污染、小污染實驗,如摩爾氣體常數的測定、粗食鹽提純、醋酸解離度和電離常數的測定、硝酸鉀制備與提純等。而教師在實驗教學過程中,更要注重培養學生的環保意識,倡導學生改進實驗裝置與操作方法,并提倡試劑“回收使用、循環使用”的原則,提高試劑的利用率,減少實驗污染,使學生直接參與到化學實驗綠色化中。實驗做完后,應指導學生妥善處理廢棄物,根據“變廢為寶、化害為利、分別處理”的原則考慮回收利用,根據各種試劑和實驗產品的性質,采取不同的方法進行無害化處理后再排放。常見的廢氣,可經吸附、吸收、氧化或分解等方法處理后排放;常見的廢液,可采取中和、萃取、化學沉淀、氧化還原等方法進行處理,如廢鉻酸洗液可用高錳酸鉀氧化后再循環使用。這樣做不但處理了廢液,擴展了學生的知識面,而且提高了學生的環保意識,達到化學實驗綠色化的效果。
2.3 按照“綠色”理念改進實驗
遵照綠色化學的理念,從源頭上阻止污染,可以根據實驗目的,在能夠達到同樣教學效果的前提條件下,尋找替代品,盡量用低毒或無毒化學試劑替代有毒化學試劑[4]。如無機化學實驗中多相離子平衡實驗,其實驗目的是根據溶度積規則及平衡移動原理驗證沉淀的生成、溶解、分步沉淀及沉淀的轉化。傳統實驗中,沉淀離子及沉淀劑大部分使用的是Pb(NO.3).2和K.2CrO.4;采用這些沉淀離子及沉淀劑現象比較明顯,但是Pb、Cr是有毒重金屬,實驗廢棄物排放到水中,會對水資源造成嚴重污染。為了保留傳統實驗的精華,同時減少實驗廢棄物對環境的污染,根據綠色化學的理念以及多相離子平衡的實驗原理重新選擇沉淀離子及沉淀劑,并對傳統實驗和改進后的實驗進行對比,見表1。結果表明改進后的實驗效果良好,現象明顯,同樣達到了實驗目的,而且減少了有毒物質的使用和排放,實現了無機化學實驗的綠色化。
表1 傳統實驗和改進實驗對比
傳統實驗改進實驗
沉淀離子Pb2+Cu2+
沉淀生成沉淀劑KINaOH
實驗現象黃色PbI.2淺藍色沉淀Cu(OH).2
沉淀轉化沉淀離子Ag+Cu2+
沉淀劑K.2CrO.4 NaClNaOH Na.2S
實驗現象磚紅色沉淀 白色沉淀淺藍色沉淀 黑色沉淀
Ag.2CrO.4 AgClCu(OH).2 Cu S
沉淀離子Ag+Pb2+Cu2+Fe3+
分步沉淀沉淀劑K.2CrO.4NaOH
實驗現象先出現黃色沉淀Pb CrO.4
后出現磚紅色沉Ag.2CrO.4先出現紅棕色沉淀Fe(OH).3
后出現藍色沉淀Cu(OH).2
2.4 開展微型實驗,推行半微量化操作模式
微型化學實驗崛起于20世紀80年代的美國,是在微型化學儀器中進行實驗,以近可能少的化學試劑反應,獲得比較明顯的反應結果和較準確的化學信息的一種新型的實驗方法[5,6]。微型化學實驗的優點是可以大大減少化學試劑的用量,縮短實驗時間,降低環境污染,這與綠色化學的理念相符。因此在高校無機化學實驗中,可以開展微型實驗,這樣不僅減少了實驗中的藥品用量,縮短了反應時間,還節省了實驗空間,鍛煉了學生的動手能力。但由于從常規實驗向微型實驗轉型的費用較高,且微型實驗對藥品的用量較小,有些步驟較多的實驗學生在用量上不好把握,還有一些實驗用到揮發性較強的試劑,使得微型實驗模式在一些無機化學實驗中難以推廣。故可推行化學實驗的半微量化操作模式,通過這種操作在一定程度上也能減少試劑用量,達到減少環境污染的目的。
2.5 運用多媒體輔助教學手段
近年來,多媒體技術已廣泛應用于各個教學領域,對提高教學質量發揮著重要的作用[7,8]。在無機化學實驗教學中也可采用多媒體技術進行輔助教學。傳統的無機化學實驗不可避免地消耗許多藥品和水資源,尤其是對于含有一些昂貴的、實驗中容易引起爆炸的或有毒、有害藥品的實驗,給師生身體健康帶來極大的危害,且對環境造成較大的破壞。采用多媒體技術進行教學可實現“零排放”、“零污染”。例如元素及無機化合物的性質與檢驗實驗,涉及試劑種類較多,內容繁瑣,污染物的排放量大,組成也比較復雜,處理起來難度大。而且學生做這部分實驗時,實驗所用試劑都是實驗室老師事先配好,學生進實驗室做實驗,只是簡單地滴加、混合,學生覺得過于簡單、枯燥,且化學反應瞬間完成,印象不深刻,難以達到教學效果。
對于此類實驗,可有選擇地保留一部分有代表性且污染程度較小的內容,讓學生實際操作,其他毒性較大、污染較嚴重的實驗內容,如“水下花園”實驗可通過多媒體技術將實驗過程做成錄像展示出來。在教學錄像中,讓演示人員把實驗原理、實驗步驟等講解清楚,清晰地展現實驗過程和實驗的現象,這樣學生在觀看時既能掌握性質實驗的基本操作方法,又能熟悉元素及化合物的化學性質,從而達到較好的教學效果。運用多媒體技術進行輔助教學還能激發學生的學習興趣。因此高校應大力推廣多媒體輔助教學手段在無機化學實驗教學中的應用。
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2.6 回收利用實驗產物
回收利用實驗產物也是實現無機化學實驗綠色化的一個途徑。在傳統的化學實驗中,實驗者觀察到有關的現象和數據。達到目的后,將實驗產物直接棄置或排放,從而造成環境污染。應用綠色化學的理念,可將每次實驗的產物回收利用,不僅節約藥品,又減少或避免有害物進入環境,造成環境污染。如硫酸亞鐵銨的制備,實驗產物是硫酸亞鐵銨,如果將其廢棄,不僅污染環境,而且是一種浪費。實際教學中,應先開設硫酸亞鐵銨的制備,并將實驗產物回收保存,然后用作其他實驗中,如Fe2+的來源。這樣不僅節約了實驗藥品,也減少了實驗廢棄物的排放量,實現了無機化學實驗的綠色化。
2010年8月
綠 色 科 技
第8期
3 結語
通過開展無機化學實驗綠色化的研究,要實現無機化學實驗的綠色化,需在綠色化學理念的指導下,實行污染預防全過程控制。優選實驗、改進實驗裝置、開展微型實驗、多媒體仿真教學和實驗用品回收利用等都是化學實驗綠色化的有效措施。作為高校化學工作者要從教學管理角度出發,在制定教學計劃、教學內容、教學方式等各個環節中,都要考慮保護生態環境,要符合綠色化學的要求。在實際教學過程中,要在保證實驗教學效果的前提下,積極、合理地應用綠色化的措施,實現無機化學實驗的綠色化。
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Study on the Greening of Inorganic Chemical Experiment
Luo Feihua,Yang Li,Zhang Ping,Liu Dan
(Department of Chemistry And Chemical Engineering, Sichuan University of Arts and Science,
Dazhou, Sichuan, 635000,China)
Abstract:Based on the principles of green chemistry, problem on how to bring about a green reform of inorganic chemistry experiment is discussed in this bined with the teaching experience. Combined with the teaching experience, some measures on greening of inorganic chemical experiment are put forward, such as optimizing experiment, improving experimental apparatus, carrying out mini-experiment, multi-media simulation teaching, recycling materials and so on. These methods are important to achieve a green revolution of inorganic chemical experiment.
關鍵詞：有機化學 實驗 綠色化學教育
一、前言
綠色化學也被稱為是清潔化學、環境友好化學或者環境無害化學。它是核心理念就是通過綠色化產品、催化劑、原料等來力爭實現環境友好。基于經濟的觀點來看，綠色化學致力于促進經濟可持續發展、降低生產成本、對能源和自然資源進行合理利用；基于環境的觀點來看，綠色化學是實現零排放，消除污染；基于科學的觀點來看，綠色化學是傳統化學科學的繼承發展。
而有機化學是一門注重于實驗的基礎性學科。長期以來，有機化學的實驗結果處理、實驗過程、實驗原理都是建立在傳統的有機合成之上，對于培養學生動手能和訓練學生基本有機合成單元操作方面較為注重，但是卻不太重視處理其實驗過程中所產生的“三廢”。所以，有機化學實驗教學改革的重點就在于要大力開展有機化學實驗的綠色化學教育。
二、增加系列實驗，提高試劑的使用率
根據有機化學各個實驗的內容，將相互之間有聯系的實驗組合起來，充分利用原料和反應物來組合成系列實驗，這種實驗教學方法既能夠對實驗教學效果和學生的操作技能進行較好地檢查，同時又能夠增強學生的經濟意識，滲透綠色化學教育思想。例如，我們可以將苯乙酮制備實驗所回收的苯精制后，將其做原料，按照反應步驟來制備一系列的實驗，苯硝基苯苯胺乙酰苯胺，由學生自己來合成每一步實驗的主原料。為了將有限的原料利用充分，使之能夠完成這一系列的實驗，學生就必須規范操作，減少藥品損耗，樹立節約意識，將原料在最大程度上進行利用，這也在無形尚增強了學生綠色化學的意識。
三、重視回收利用實驗室三廢，減少污染，保護環境
三廢處理是有機化學實驗中必然存在的問題，同時也是環境保護中的難題。雖然我們還不能將三廢問題消除，但是教師可以指導學生去處理、排放吸收三廢。在有機化學實驗中就要重視回收利用實驗室三廢，給學生樹立起保護環境和綠色化學的意識。例如在制備1-溴丁烷的實驗中，教師除了要給學生強調如何提高產率，同時還應該重點強調排放、吸收溴化氫（有毒氣體）。可以采用水來吸收溴化氫，而不是堿液，這種方法既可以消除廢堿液，又可以將廢堿和吸收液一起作用。
處理有機物廢液時，切忌不可再如以前直接倒掉，而應該采用回收溶劑的辦法來精制回收有機物廢液，然后再進行利用。例如，制備三苯甲醇實驗中所出現的廢液，可以采用蒸餾來進行回收，能夠達到溶劑乙醚，將其精制后可循環使用，既提高了試劑的使用率，又減少了污染，還能夠節約藥品。同時，值得注意的是，分離溴苯與三苯甲醇時采用水蒸氣蒸餾法，而不采用石油醚萃取法，這樣做的目的在于有機溶劑盡量避免使用，努力做到綠色化學反應。
四、優化性質實驗
有機化學實驗中的性質實驗長期以來都缺乏創新性，只是對理論進行驗證，而且性質實驗所用試劑耗量大、品種多、廢物多，準備工作量大，且很難無害化處理實驗后的廢物，而學生在性質實驗時大多都是機械模仿、照搬。因此，筆者認為可以調整、優化、綜合這類實驗，對那些易出現象、用時短的性質實驗可由操作實驗改為演示實驗。必做實驗則積極推廣微量實驗或者半微量實驗，想辦法盡量做到少用化學試劑而能夠獲得較為準確的化學信息和較為明顯的化學現象。例如：我們在有機化學實驗中曾經將甲基苯磺酞胺的制備量減少35%，圓底燒瓶也改為50ml（過去為100 ml），反應時間也變為1.5小時（過去為2小時），但是效果卻很好，所產生的廢物數量也大幅度減少。首先，化學試劑用量減少，也就意味著學生在做實驗時能夠更加舒暢、更加安全，危險性也降低了；其次，在同樣的實驗經費和學時的條件下，學生可以做更多的實驗；再次，也體現出了有機化學實驗的綠色化學教育，可謂一舉三得。
五、當選擇教輔手段代替實驗
對于那些實驗條件要求較高、毒性很強的實驗（如有毒溶劑燃燒實驗、醚的過氧化物爆炸試驗等），可以采用實驗教學課件、實驗教學錄相等一系列的多媒體教學輔助手段來代替操作實驗，既能夠減少廢物排放和有害有毒物質的生成，又能夠讓學生掌握實驗內容，仔細地觀察實驗操作步驟和實驗現象。有條件的學校還可以利用互聯網建立虛擬的有機化學實驗室，讓學生通過互聯網訪問虛擬有機化學實驗室，實驗前預習實驗相關的物理常數、實驗裝置、單元操作、注意事項、知識背景等，利用計算機來虛擬操作實驗及拆裝重組儀器，這樣一來，既能夠減少不安全因素、降低實驗污染，又能夠將學生的積極性和主觀能動性都充分發揮出來。
六、結語
總之，綠色化學是當今國際化學研究的前沿，其核心是利用化學原理從根本上減少或消除化學工業對環境的污染，實現人類社會的可持續發展。有機化學實驗的綠色化是一項復雜的系統工程，需要廣大教師不斷更新知識結構，積極探尋傳統有機化學實驗與綠色化學思想的聯結點。
參考文獻
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