綠色化學理念在有機化學實驗教學的應用實踐探究

虞召朋

（臨沂大學， 山東 臨沂 276000）

隨著綠色理念的盛行，綠色教育事業也相繼出現。有機化學在實驗過程中通常會應用很多的有害試劑，為了避免化學實驗過程對環境的影響，提高對環境的重視度是非常有必要的。本文主要闡述綠色化學理念在有機化學教學中的應用。

1 綠色化學理念價值

1.1 綠色化學理念

綠色化學是以生態環保為基礎發展方向的一項學科，其主要目的是降低化學實驗過程中的污染率，利用新型的清潔能源完成化學實驗或是化學實驗中資源的替換，降低污染排放量，達到環境友好型的化學實驗，實驗化學實驗的“0排放”。合理運用綠色化學理念可以有效改善有機化學實驗副反應的生成以及污染物質的排放。

1.2 核心價值

綠色理念與化學的結合形成了綠色化學，主要是為了體現無污染、環境友好型、清潔的特點。其核心的價值是原子經濟性以及減量、循環、回收、再生、拒用的“5R”原則，并實現有機化學實驗的“0排放”；提升學生的環保意識，增強學生的科學發展觀，為學生灌輸可持續發展的概念，引導學生和社會環境友好相處。

2 綠色化學理念的應用

2.1 建立綠色化學實驗室

2.1.1 硬件設施建設

在原有化學實驗室的基礎上進一步實驗綠色化學實驗室的建立，通過改善學校的硬件設施，優化“三廢”的管理過程，實現綠色化學理念在化學實驗建立中的應用。“三廢”處理包括對廢水、廢氣、廢渣的處理，以增加通風柜的臺數，對廢液加強回收處理后排放，有毒氣體以及污染氣體處理后排放，通過蒸餾以及有機溶劑的添加，降低“三廢”的污染度和污染性。

2.1.2 軟件建設方面

對綠色實驗室的規章制度加強建設，提升學生和老師的環境保護意識以及灌輸綠色化學理念，對“三廢”的處理辦法以及規定打印出來黏貼到實驗室的墻上，供學生和老師閱讀和遵守，建立一個綠色理念的有機化學實驗室文化，將“5R”原則灌輸給老師以及學生，在充分理解原則的基礎上進行有機化學的實驗，傳播綠色化學意識。

2.2 實驗內容綠色化

2.2.1 實驗內容優化

在有機化學實驗的過程中，注重對實驗過程的總結和歸納，分步驟優化實驗過程，選擇污染小、毒性小、清潔型的實驗試劑以及實驗過程中，對不必要的實驗選擇用清潔型的實驗替代或是刪除。例如，以Al2O3/SO42-固體超強酸代替濃硫酸作為制備乙酸乙酯、制備乙酰水楊酸等的催化劑，這樣可以有效的減少實驗過程中的副反應，降低“三廢”的產生以及排放量。通過對有機溶劑的選擇和廢渣的處理，再次蒸餾以及分類處理，在實驗的過程中實現了綠色化。

2.2.2 開展微量、半微量實驗

微量、半微量實驗作為成功教學經驗已在多個高校推廣應用，并已有多套相關教材出版發行，其最突出的優點是使用最少的藥品、試劑完成教學任務。由于試劑用量大大減少，產生的“三廢”量也就非常少，既節省了實驗經費，又減少了環境污染。實踐證明，微量、半微量實驗與常量化實驗在準確性與嚴密性方面并無明顯差別，而且，學生在做實驗時更細心，更認真。因此，在校財政支持下，購置了部分微型實驗儀器，積極開展微量、半微量實驗并取得了較好的效果。

2.2.3 先進教學技術的應用

隨著信息技術和科學技術的發展和應用，模擬仿真技術的出現可以替代實際動手操作，以及降低了有毒溶劑和揮發性溶劑的使用。計算機多媒體系統通過文字、聲音、圖像、動畫在不同的界面上流動，從而對實驗的原理、裝置、實驗步驟及實驗注意事項進行展示。學生還可以自由搭建實驗裝置，添加藥品，實驗現象逼真，實驗數據準確。不僅具有形象生動的特點，而且真正實現了化學實驗的零排放、零污染。通過對這些先進教學技術的應用，可以有效的滿足學生的好奇心和興趣，帶動學生的學習熱情以及學習興趣。在實驗學習的過程中，向學生灌輸綠色化學、環境友好型的理念。

2.3 綠色化學實驗技術應用

2.3.1 微波加熱技術

微波加熱技術是利用微波介質效應將電磁能轉化為熱能的新技術。它具有加熱速度快、效率高、反應條件溫和、操作簡單等優點，微波加熱屬于分子意義上的攪拌，反應物轉化率高，產品質量好，副反應少，原子經濟好，可直接減少環境污染。微波加熱技術在有機合成也有一個特定的應用程序，如微波輻射合成阿司匹林，可以不需要有機溶劑，大大減少了環境污染和微波輻射。合成苯甲酸也是一個典型的微波化學實驗，反應時間只有15min，不僅大大縮短了反應時間，而且副產品可回收利用，不污染環境。除了上述微波合成實驗外，還對乙酸乙酯和正丁基醚的微波合成進行了探索，得到了一些結果。

2.3.2 超聲波合成技術

超聲波合成技術是在超聲波條件下完成有機反應。超聲的化學作用與物質沒有直接關系，主要是通過液體的聲空化作用。所謂聲空化，是指微泡核在液體中形成、振蕩、生長、收縮、坍縮所引起的物理化學變化。超聲波合成技術具有反應速率快、高產量、時間短、條件溫和等的特點。超聲波合成技術作為一種新興的綠色實驗技術，在有機合成中得到了廣泛的應用。可顯著提高原子經濟，符合綠色化學的理念。具有重要的現實意義和發展前景。

3 總結

有機化學實驗綠色教學改革的實施符合環境可持續發展的要求。控制有機化學實驗過程中的污染是每個有機化學教育工作者義不容辭的責任。近年來,我們的綠色有機化學實驗課程的教學改革,不僅大大減少了對環境的污染,減少了對教師和學生的健康危害,而且還培養了學生的科學發展觀,取得了良好的教學效果。在今后的實驗教學中，我們需要進一步優化實驗內容，嘗試新的實驗技術來改進現有的實驗，以期完全實現綠色有機化學實驗。