實現(xiàn)高中化學(xué)實驗綠色化的探究

汪超

摘 要：綠色化學(xué)是依據(jù)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略提出的化學(xué)新概念，化學(xué)知識是學(xué)生形成綠色環(huán)保理念的關(guān)鍵性舉措，尤其是高中化學(xué)實驗中產(chǎn)生的含酸堿廢液、含有毒有害廢氣等污染物種類繁多，且大部分不經(jīng)過處理就直接排放，對環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。在化學(xué)實驗中滲透綠色理念，是實施綠色教育，培養(yǎng)學(xué)生綠色意識的重要環(huán)節(jié)，也是適應(yīng)高中化學(xué)教學(xué)的實際情況。由于實驗產(chǎn)生的污染物排放時間集中、種類復(fù)雜、排放量較小等特點，污染物往往被人們所忽視。就高中化學(xué)實驗中的污染物進(jìn)行分析與統(tǒng)計，結(jié)合現(xiàn)有的實驗條件，用綠色化理念指導(dǎo)實驗教學(xué)，最大限度地減小對環(huán)境的污染，全面提高學(xué)生的綠色化學(xué)意識。

關(guān)鍵詞：高中化學(xué)；實驗；綠色化 一、改革高中化學(xué)實驗?zāi)Ｊ剑囵B(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識

高中化學(xué)知識的獲得約60%來自實驗，要想實現(xiàn)高中化學(xué)實驗的綠色化，必須不斷改革高中化學(xué)實驗?zāi)Ｊ剑廴驹矗囵B(yǎng)學(xué)生的綠色環(huán)保意識，以教材中的每個實驗為對象，提出一套完整的綠色實驗設(shè)計方案。比如，在氯氣實驗中，現(xiàn)有的儀器設(shè)備只起到通風(fēng)排氣的作用，并不能對有毒性氣體進(jìn)行消除，因此可以使用毒氣罩或者組合試管，把有毒氣體轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，降低污染。化學(xué)實驗中不可避免地會接觸高毒性、高濃度的有害氣體或者液體，學(xué)生只有充分了解各種試劑的危害性，才能夠更好地運用化學(xué)知識進(jìn)行綠色化學(xué)實驗。

學(xué)校要制訂嚴(yán)格的實驗室規(guī)章制度，建立實驗室廢物處理標(biāo)準(zhǔn)，不斷加強(qiáng)實驗室科學(xué)化管理，做好藥品集中回收處理工作。其次，要提高實驗指導(dǎo)員的環(huán)保意識，引導(dǎo)學(xué)生遵循化學(xué)實驗原則，樹立嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒炑芯烤瘢M量選擇污染小的實驗方案，明確規(guī)定的藥品劑量和濃度，杜絕化學(xué)污染源，盡量消除造成污染的可能性。比如，在學(xué)習(xí)酸性物質(zhì)時，教師可以通過測定雨水的pH值來闡述化學(xué)污染物對生活造成的影響。在做二氧化硫、一氧化碳等有毒氣體實驗時，可以通過增加尾氣處理裝置，減少污染物污染，同時也強(qiáng)化了學(xué)生的環(huán)保意識。另外不少化學(xué)實驗過程中可能產(chǎn)生廢氣、廢水等污染物。比如，在氯氣性質(zhì)實驗、氮與硫化合物性質(zhì)實驗時，會產(chǎn)生一系列的廢氣、廢水，對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。

二、改善化學(xué)實驗條件，優(yōu)化實驗設(shè)計方案

高中化學(xué)實驗使用或者產(chǎn)生的環(huán)境污染物種類繁多，如，酸、堿、一氧化碳、二氧化硫、苯酚、乙醛等，很多藥劑本身就具有污染性，再加上實驗裝置的不完善，實驗設(shè)計不科學(xué)，產(chǎn)生了嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，在化學(xué)實驗過程中要樹立科學(xué)的態(tài)度，精心優(yōu)化設(shè)計方案。比如，在氯氣的制取和性質(zhì)測定實驗中，可以將反應(yīng)發(fā)生器、防倒流裝置、尾氣處理裝置等組合成全封閉的一體化系統(tǒng)，使氯氣制取、氯氣與納、氯氣與干濕布條等反應(yīng)集中體現(xiàn)出來，同時將殘余的氯氣以及有害氣體壓入吸收凈化裝置，杜絕有害氣體在實驗室擴(kuò)散。

教師要充分利用現(xiàn)代化信息技術(shù)手段，對于一些毒性大、污染嚴(yán)重、條件要求高的實驗，可以采取多媒體教學(xué)模式或者現(xiàn)代化計算機(jī)操作，進(jìn)行微觀模擬實驗，盡量減小實驗對玻璃設(shè)施的依賴性。比如，在氯化氨受熱分解實驗中，可以通過在滴板上進(jìn)行實驗，通過投影儀將實驗過程放大，不僅減少了藥劑的使用，還更加清晰明了地反應(yīng)了實驗的全過程。實驗室廢液處理難度比較大并且對環(huán)境污染嚴(yán)重，比如，酸堿液、重金屬鹽溶液以及鈣鎂鹽溶液等有機(jī)類實驗廢液，學(xué)生在實驗過程中要嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行試驗，禁止將鋇鹽、砷與汞的化合物等有毒藥劑直接導(dǎo)入水槽之中，而是要通過用大量清水稀釋、重金屬粒子沉淀法、酸堿中和反應(yīng)以及氧化還原反應(yīng)等方式處理廢棄物，最后經(jīng)過pH試紙檢測后，才能排放出去。

三、控制化學(xué)藥品用量，盡量使用無污染可替代物

教師應(yīng)該認(rèn)真探究和總結(jié)化學(xué)實驗反應(yīng)機(jī)理，為實現(xiàn)綠色化學(xué)實驗提供理論依據(jù)。例如，在醋酸鈉脫羧實驗中，可以從氧化鈣的催化作用入手，尋找新的催化劑，事實上經(jīng)過實驗證明鐵的催化作用也相當(dāng)明顯，這不僅能使學(xué)生對實驗有更深刻的了解，還培養(yǎng)了學(xué)生的探索和創(chuàng)新能力。其次，可以從化學(xué)實驗的反應(yīng)速度入手，加強(qiáng)對濃度、溫度、催化劑、壓強(qiáng)等影響因素的研究，并采取相應(yīng)的控制措施，科學(xué)改進(jìn)實驗步驟。比如，在銅與濃硫酸反應(yīng)的實驗中，即使停止加熱，由于試管中的溫度仍然比較高，導(dǎo)致反應(yīng)無法立即停止，有害氣體二氧化硫不斷產(chǎn)生，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，但是可以加入銅絲使反應(yīng)及時停止，減小大氣污染。

實驗過程中要合理控制藥劑濃度與用量，實現(xiàn)科學(xué)節(jié)約用藥，減少不必要的實驗環(huán)節(jié)和流程，最大限度地減小污染。要仔細(xì)品味化學(xué)實驗要求中的“少量”“些許”“定量”等用語，杜絕憑感覺使用藥品，在化學(xué)試劑的配置在要精量細(xì)算，堅持適量原則。如一般實驗室配制AgNO3和BaCl2溶液時，要求它們的濃度為2%～5%，經(jīng)過試驗發(fā)現(xiàn)，實際上只需配制0.1%～1%的濃度即可達(dá)到理想的實驗效果，從而實現(xiàn)“省資源、少污染”的目的。

高中化學(xué)實驗的綠色化，是培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保意識，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一項舉措。在實驗過程中，要不斷改革高化學(xué)實驗?zāi)Ｊ剑茖W(xué)控制化學(xué)藥品用量，盡量使用無污染的可替代物，努力改善化學(xué)實驗條件，優(yōu)化實驗設(shè)計方案，真正實現(xiàn)綠色化學(xué)實驗。

參考文獻(xiàn)：

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編輯 薛直艷