分析化學實驗中Bi3+、Pb2+含量測定實驗的綠色化

摘 要：分析化學實驗過程產生的廢液造成環境污染，用綠色化學預防污染的思想和技術，對常規實驗進行改革而形成的化學實驗的新方法，妥善處理實驗廢棄物使分析化學實驗與環境和諧是必要的。通過絡合滴定法測定Bi3+和Pb2+含量后廢液的回收利用，說明分析化學實驗中廢液回收利用，減少污染物排放，節約使用化學資源，培養環境保護意識，實現綠色化是可行的和必要的。

關鍵詞：綠色化學 環境保護 鉍和鉛 廢液

中圖分類號：O6-3 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（a）-0174-01

近年來，環保問題已成為全世界關注的重要問題之一，對于21世紀的大學生來講更應該提高環保意識，在教學中培養環保素養。

分析化學實驗是為化學及相關專業學生開設的基礎必修實驗課，現在分析化學實驗產生的廢液大多通過下水管道直接排放，這主要是由于實驗室廢液處理的設施不太完善，絕大多數實驗室沒有廢液處理的專用管道及相應的設備，另外對化學廢液的危害性重視不夠，廢液的處理，沒有嚴格、規范及明確的要求；有些學校由于投入的經費不足，也是廢液直排的一個原因[1]。

綠色化學是從節約資源和源頭防止污染的化學技術和方法[2]，用綠色化學預防污染的方法，對常規實驗進行改進，妥善處理實驗排放物，使分析化學實驗與環境和諧，對環境無害。

分析化學實驗可以在制定教學計劃時，體現綠色化學的理念，在不影響教學質量及教學效果的前提下，盡量選擇化學毒性小，廢液少，易處理的實驗；選擇合適的化學試劑及實驗儀器，減少實驗廢液的產生；把廢液的處理作為實驗的一部分內容，選擇適合學生操作的廢液處理方案，讓學生參與廢液處理的部分或全部實驗過程，也可作為開放實驗室時學生的自選實驗項目。這樣不但使這些廢液得到及時的處理，還能提高學生的環保意識和使命感，全面提高學生的素質。

絡合滴定法連續測定混合液中Pb2+、Bi3+的含量是分析化學的一個重要實驗，供學生測定的混合液是分析純的硝酸鹽配制的，實驗過程中產生的廢液總量較多，廢液通常由下水道排走。有害的Bi3+和Pb2+進入水和土壤中，與其中的NH4+、SO42-、OH-、有機酸等絡合，形成螯合物，使其在水中和土壤中的含量增大，造成環境污染，嚴重危害健康。對Bi3+、Pb2+含量測定實驗進行改進，妥善處理實驗廢液，并把廢液的處理作為實驗的一部分內容，把實驗對環境降到最低。

Pb2+、Bi3+的硫化物溶解度遠遠小于它們與EDTA絡合物的離解度，所以硫化物極易生成，沉淀相當完全。所以可以利用硫化物將廢液中的Pb2+和Bi3+沉淀，然后溶解進行再利用。

Pb2+和Bi3+含量測定后的廢液，在電爐上加熱至近沸，趁熱加入硫化鈉溶液至廢液的pH為12～13，邊加邊攪拌，充分攪拌后，靜置一段時間。出現硫化物沉淀。上層清液顯紫紅色。傾倒出上層清液，用蒸餾水洗滌沉淀至pH為7，然后向沉淀中加入濃硝酸，加熱至黑色硫化物溶解，再煮沸，去除氮氧化物，冷卻后過濾，除去黃色沉淀物硫。此溶液可供學生實驗測定Pb2+、Bi3+的含量時使用。硫化鈉的加入量影響實驗效果，因Na2S易吸水，用量不好掌握。可通過溶液的pH值來達到控制硫化鈉用量。

由于Bi3+很易水解，滴定Bi3+的合適酸度范圍是pH值為0.7～1.4，要加入大量濃硝酸，但過量會造成硝酸的浪費。通過實驗證明，在1 L廢液中加入15 ml濃硝酸能使沉淀溶解完全，且回收率也較高。

另外還可以盡量減少試劑使用量來達到減少污染，實現實驗的綠色化的目的，在Pb2+和Bi3+含量的連續滴定實驗中，把試劑用量減少到教材原定用量的一半，鉛、鉍混合液的用量由20.00 ml改為10.00 ml，其他藥品用量相應減少一半，實驗同樣能達到相應的準確度。

通過綠色化理念在分析化學實驗教學中的實踐表明，這種改進能增強學生的環保意識，提高了資源利用率，最大限度的減少廢棄物，節約開支，降低了實驗教學對環境的污染，提高了學生的綜合素質。

參考文獻

[1] 陳俊平，吳翠霞.周開梅，等.工科分析化學基礎實驗中常見廢液的處理與回收[J].高教研究，2004，1：48-49.

[2] 王建坤，梁燕萍.綠色化學理念在分析化學實驗教學中的體現[J].電子科技，2011，24（10）：150-151.

[3] 陳艷美，董巧紅.無機及分析化學實驗廢液的無害化處理與建議[J].吉林工商學院學報，2010，26（3）：121-122.