陶睿
摘要:積極開展綠色化學實驗研究,并推進化學實驗教學的綠色化,是可持續發展的必要選擇。探討了在化學實驗教學中實施教學的重要性和必要性,介紹了開展綠色化學實驗教學的嘗試。通過開展微型化學實驗、串聯實驗以及試劑的回收利用、對一些合成實驗進行改進、妥善處理實驗產生的“三廢”等途徑實現化學實驗綠色化的目標。
關鍵詞:化學實驗;綠色化學;教學改革
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隨著時代、科技的不斷發展,世界環境污染的問題也漸漸搬上了臺面,成為了世界各國所關注問題中的重中之重。再者,在20世紀90年代,就日益嚴重的環境污染問題,美國化學會(ACS)提出了“綠色化學”的口號,并得到了世界各國的普遍認同和接受,也成為了各國可持續發展中的重要組成部分。那么,“綠色化學”是什么呢?根據百度說明,就是設計研究沒有或者盡可能小的對環境產生負面影響,并在技術與經濟上帶有一定的長期可行性。再者,綠色化學又有環境友好化學和環境無害化學、清潔化學等別名。但是,為了國家日后的發展與進步,化學實驗也還是得繼續進行,那么,化學老師在教學中的任務也變得重要了起來。不僅是因為化學老師有教導學生去探討研究化學,重要的是引導學生去研究綠色化學。這就需要教師以身作則,在實驗教學中針對實驗殘留的“三廢”實施有效的控制和治理,從而提高學生的環保意識,帶動綠色化學的發展。
一、應綠色化學響應的化學教學內容改革
為了響應綠色化學的號召,在化學教學的課程開展上,教師應該改革化學教學中的內容,并本著環保的職責學會運用綠色無污染或者污染性較小的化學用品來主導實驗,推進實驗的進行。那么,這就需要去解決如何選擇較為綠色的物質來做實驗,以及如何去縮短實驗的成本。就拿“乙酸乙醇”的制作來作為案例,倘若采用無機固體酸催化劑去代替制作中腐蝕性強,污染性大的H2SO2,那么既可以保證制作乙酸乙醇時候的安全性,對于回收率,以及對于傳播綠色化學,保護環境都大有益處。
在化學教學的課程中,主要都是一些比較常規化的實驗,主要是有機物的實驗與分析。但是,這些實驗中的缺陷是試劑的用量很大,毒性也不可小嘁,并且有較強的腐蝕性。那么,針對這個問題,教師對于器材的選擇也該有所改變。比如教師可以采用先進的實驗性器具,比如質譜儀。質譜儀的好處在于可以在一定的程度上降低化學試劑的使用量,并且,在培養學生了解操作儀器的同時還能減少對環境的污染。
其實,響應綠色化學這個各國都推崇的目標,教師也可以學著與時俱進,可以在化學實驗中適當的增加對化學試劑的實驗與研究。這個創新既有利于學生完成實驗教學的大綱目標要求,對于環境的保護,學生對化學物的理解與學習也有一定的好處。當然,在這其中,化學試劑毒品中的毒性以及價格等方面也是教師需要去考慮篩選的,力求以最好最有效的方法做實驗,在響應綠色化學的同時引導學生對探索、研究綠色化學產生濃厚的興趣。
二、合成實驗中需要選擇合適環保的物質進行改進
在化學教學的合成實驗中,不可否認的,有些試劑雖然對于實驗有一定的催化作用,但是使用那些試劑所產生的環境污染的后果也同樣值得我們去注意。那么,我們需要選擇合適環保的物質進行改進。其實,催化劑不能單單只選擇用液體物質,其實固體物質也會有同樣的作用的。例如:在酯的合成實驗中,如果選擇固體強酸代替濃硫酸作為催化劑,就可以在保證實驗順利完成的同時還能減少對環境的污染。再者,有關報告表示,用固體強酸作為酯的催化劑,不僅能減少環境污染,還具有很高的轉化率和選擇性,且有反應速度快,易回收等特點,是理想環保的催化劑之一。同樣的,在許多其他的化學實驗中,有時候合理的進行適合環保的改進能更好的提高實驗的效率,并推行環保這個世界推崇的目標之一。不論是選擇用固體替代液體還是反之,總而言之,適合最好,不斷的改進才能有更好的發展。
三、實驗中產生的“三廢”應妥當處理
在化學教學的實驗中,不可避免的會或多或少出現“三廢”,那么解決這些殘留物也是教師必須關注的事情之一。除了要把用過的酸堿類等殘留物分別倒入規定的容器內回收,按照國家的規定處理外,教師還應該選擇在通風櫥的地方完成實驗,以便更好的收集尾氣,防治有腐蝕性等毒氣的泄露。再者,在此基礎上,教師還可以設計化學實驗,讓學生試著去處理殘余的“三廢”,開拓學生的思維能力,讓學生更好的了解這些殘留物的危害與處理方法,這對于學生日后對化學的研究也可以打下一定的基礎。
四、循環利用實驗殘余,大力宣傳綠色化學
在化學實驗教學中,除了有“三廢”的出現,還會有可以循環利用的殘余物。這個時候,教師就可以學著串聯實驗。什么是串聯實驗呢?簡單來說就是將有關聯的實驗串聯起來,比如把萃取和蒸餾實驗放在一起,利用兩者之間的關聯回收利用,在一定程度上減輕了常規實驗對環境的污染,對于保護環境有著一定的益處。
總而言之,時代在不斷的發展,科技也同樣。那么,可持續發展不再只是口頭說說而需要落在實處。而我們身為化學教育工作者,推行綠色化學和保護環境成為了我們義不容辭的責任。在給學生做化學教學實驗的指導的時候,我們也要潛移默化的傳輸“綠色”、“環保”等概念。從而促使學生對可持續發展提高認識,也希望學生在日后對化學的發展探索上可以探索出新的思路,提出新的想法,推動綠色化學的的推行與發展。
參考文獻:
[1]楊柳、盧正丹,高校化學實驗教學的綠色化改革,中國西部科技,2012年12月
[2]黃素芳,分析化學實驗教學綠色化改革從源頭開始,化工時刊,2014年06月