一個(gè)綠色地球要從化學(xué)教育抓起

錢(qián)亞杰

最近出現(xiàn)了好多我們60后大學(xué)時(shí)代不曾談起的詞匯如：資源的再生、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、減排節(jié)能。其實(shí)這些與我們職業(yè)學(xué)校教師有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。

碳排放是溫室氣體排放的總稱(chēng)。其中溫室氣體中最主要的氣體是二氧化碳，因此用碳排放來(lái)代表溫室氣體雖然不準(zhǔn)確，但可以讓廣大人民群眾理解碳排放和二氧化碳排放。本文就從微型化學(xué)與綠色化學(xué)來(lái)討論化學(xué)環(huán)保教育。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)是綠色化學(xué)的新理念與新技術(shù)，并且在實(shí)際操作過(guò)程不僅能夠節(jié)省實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)、化學(xué)材料，而且反應(yīng)快速安全，減少環(huán)境污染、并且對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和嫻熟的實(shí)驗(yàn)技能大有幫助。

一、危險(xiǎn)性較大的實(shí)驗(yàn)，可以設(shè)計(jì)成微型實(shí)驗(yàn)

在職業(yè)學(xué)校開(kāi)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以先將一些危險(xiǎn)性較大的化學(xué)實(shí)驗(yàn)劑量改變，比如將20cm3試管改用為4 cm3小試管。比如在一氧化碳還原氧化銅實(shí)驗(yàn)中，采用的是15mm玻璃管，但由于中間連接處需要用橡皮塞。存在一定的安全隱患，并且反應(yīng)較慢，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯。但改為小試管后，化學(xué)藥劑量不僅減少了，反應(yīng)時(shí)間還加快了，最主要的還降低了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性。可以有效的激發(fā)了學(xué)生微型實(shí)驗(yàn)的積極性。在實(shí)驗(yàn)中點(diǎn)滴板、井穴板操可以用廢棄的PVC透明藥片盒代替。

二、 自己制作設(shè)計(jì)微型實(shí)驗(yàn)

1.氫氧爆鳴

（1）選取一個(gè)透明塑料空瓶，盡量小一些，如眼藥水瓶、鋼筆水瓶，然后加入約3%的硫酸鈉溶液到瓶頸。然后選取一個(gè)飲料吸管，插在上述小瓶瓶口。然后把吸管兩次90度的彎曲。在彎曲的過(guò)程中將吸管放在酒精燈火焰上略加熱，彎曲后讓它冷卻定型。

（2）取兩根大頭針，從塑料瓶上端分別向下插入瓶?jī)?nèi)，兩大頭針的尾端分別通過(guò)細(xì)導(dǎo)線(xiàn)跟3～6V直流電電源連接，電源可用小號(hào)干電池。

（3）取一瓶蓋，蓋內(nèi)加入少量1∶1的洗發(fā)精。

操作時(shí)（1）先接通電源。通電后，水會(huì)發(fā)生電解，產(chǎn)生的氫、氧混合氣體，然后通過(guò)吸管向外排出。再把排出的混合氣體通入瓶蓋內(nèi)的肥皂液中，進(jìn)而產(chǎn)生肥皂泡。

（4）最后用火柴引燃肥皂泡，可以聽(tīng)到清脆的爆鳴聲?；旌蠚怏w不斷產(chǎn)生，肥皂泡不斷形成，間隔片刻可再次點(diǎn)火爆鳴。

本實(shí)驗(yàn)制作簡(jiǎn)單，成功率高。

2.質(zhì)量守恒

化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量是守恒的，根據(jù)杠桿原理，杠桿兩端（包括杠桿本身支點(diǎn)兩部分）質(zhì)量相等時(shí)，杠桿處于平衡狀態(tài)，因此可利用杠桿代替天平，將密閉反應(yīng)裝置放在杠桿一端，調(diào)節(jié)杠桿平衡，反應(yīng)前后，杠桿處于平衡狀態(tài)。

3.實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)一：

取一半米粒大的白磷，用濾紙擦干表面污漬物并吸干煤油，放入自制燃燒匙中，伸入已裝有少量AgNO3溶液的青霉素瓶中，蓋緊，放在簡(jiǎn)易平衡裝置的托盤(pán)上，調(diào)節(jié)兩邊平衡。用酒精燈對(duì)燃燒匙尾部加熱，觀(guān)察瓶?jī)?nèi)現(xiàn)象及平衡桿的運(yùn)動(dòng)情況，加熱片刻后，無(wú)色溶液有黃色沉淀生成，青霉素瓶?jī)?nèi)冒白煙，平衡桿依然處于平衡狀態(tài)。

實(shí)驗(yàn)二：

在小青霉素瓶中，滴入1～～2ml澄清石灰水，取一小截一端封口的玻璃管（也可用藥管代替）放入幾粒Na2CO3（也可用蘇打粉代替）并伸入青霉素瓶?jī)?nèi)，用多用滴管吸少量食醋穿過(guò)青霉素膠塞，并伸入玻璃管中，蓋緊膠塞，置于平衡裝置托盤(pán)上，調(diào)節(jié)兩邊平衡，輕輕擠捏多用滴管吸泡，使食醋滴入玻璃管中，觀(guān)察現(xiàn)象，玻璃管內(nèi)產(chǎn)生大量氣泡，澄清石灰水變渾濁，平衡桿處于平衡狀態(tài)。

三、 3D打印微型儀器

以電解氯化銅溶液實(shí)驗(yàn)為例：

a、在內(nèi)槽內(nèi)注入7-8ml的0.8mol/L

CuCl2溶液，以沒(méi)過(guò)電極碳棒1mm為宜。在陽(yáng)極一側(cè)的內(nèi)槽平臺(tái)上預(yù)先放置好，濕潤(rùn)的淀粉碘化鉀試紙（驗(yàn)證產(chǎn)物氯氣的生成）和含氫氧化鈉溶液的脫脂棉（除氯氣防污染）。

b、蓋上透明亞克力蓋板，持續(xù)按壓點(diǎn)觸式電源按鈕（約1min），并通過(guò)透明亞克力觀(guān)察陰、陽(yáng)兩極碳棒上和淀粉碘化鉀試紙的變化，觀(guān)察到現(xiàn)象后，停止按壓電源按鈕，電解實(shí)驗(yàn)停止，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

c、如需再次實(shí)驗(yàn)，更換部分藥品即可。本實(shí)驗(yàn)裝置可多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：滿(mǎn)足9V的直流電源、0.8mol/L

CuCl2溶液、電極之間的距離相對(duì)較近的情況下，通電1min左右即可完成實(shí)驗(yàn)，并且實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象較為明顯，容易觀(guān)察?；瘜W(xué)電解系列實(shí)驗(yàn)集成化裝置通過(guò)3D打印技術(shù)的引入，將電解、產(chǎn)物檢驗(yàn)和尾氣處理進(jìn)行集成化。環(huán)保節(jié)約、操作簡(jiǎn)單、比較適合學(xué)生操作;材料透明，便于學(xué)生觀(guān)察;可操作性強(qiáng)，實(shí)驗(yàn)效果好。

四、化學(xué)實(shí)驗(yàn)小型化探索

如氯化鈉提純、硝酸鉀提純等實(shí)驗(yàn)，通過(guò)減少原材料數(shù)量可以達(dá)到原來(lái)的實(shí)驗(yàn)效果，有利于減少環(huán)境污染。

當(dāng)然，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)雖然可以有效減少環(huán)境污染，但還不能將污染消滅在生產(chǎn)的源頭。除此以外在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中教師還應(yīng)該結(jié)合所學(xué)知識(shí)，經(jīng)常滲透“綠色化學(xué)”意識(shí)，促進(jìn)學(xué)生樹(shù)立真正的綠色化學(xué)和環(huán)境保護(hù)的意識(shí)。

總的來(lái)說(shuō)，用綠色化學(xué)的思想指導(dǎo)化學(xué)教學(xué)實(shí)驗(yàn)，可以更好的促進(jìn)學(xué)生成長(zhǎng)，促進(jìn)學(xué)生形成環(huán)保意識(shí)，進(jìn)而更有效地保護(hù)環(huán)境，更好的保護(hù)地球 。

（作者單位：江蘇省宜興中等專(zhuān)業(yè)學(xué)校）