化學實驗綠色化的實踐與體會

吳云新

“綠色化學是化學的綠色，是化學的活力所在，”綠色化學的核心是從源頭上減少并消除污染，在中學化學實驗中容易造成環境污染的物質有許多種，如CO、SO₂、P₂O₅等，這些物質的排放都會造成環境的污染，所謂化學實驗清潔化，是指通過一些有效措施使化學實驗對實驗場所和環境污染降到最低程度，本人通過幾年的實踐探索，總結出以下四條有效措施可以減少實驗對環境的污染。

一、進行密閉實驗

中學化學的某些實驗會導致有毒氣體和粉塵進入空氣而毒化實驗室，實驗室的空氣直接影響師生的健康，因此在這些實驗中除了安裝尾氣處理裝置外，還要盡可能使整個裝置密封可控，避免敞口操作，防止反應物質散逸到周圍環境中。

案例1：九年級化學(上冊)探究燃燒的條件的實驗中，由于白磷在空氣中燃燒產生的大量白煙(P₂O₅)是有害物質，它與空氣中的水反應會生成有毒的偏磷酸，對環境造成嚴重污染，書本實驗裝置沒有做到綠色化，實驗要求在通風櫥里進行，學校一般不具備這個條件，所以實驗時會造成污染，對師生健康不利，因此，必須對該實驗進行改進，改進后的實驗操作為：向大燒杯中倒入80℃左右的熱水，在水中加入一小塊白磷，取兩支硬質大試管，向其中一支試管中加入紅磷，再向另一支試管中加入少量白磷，塞上帶有氣球的橡皮塞，然后立即將兩支試管同時放入熱水中，觀察三處磷是否都會燃燒，然后對準水中的白磷通入氧氣或空氣，觀察水下白磷是否燃燒，實驗中會看到試管中的白磷迅速燃燒產生大量白煙，同時氣球鼓起，試管中的紅磷沒有燃燒，水中的白磷也沒有燃燒，而通入氧氣時卻能燃燒，改進后的實驗最大的優點是無污染，試管口系上氣球使實驗始終在密閉的裝置中進行，生成的五氧化二磷不會散逸到空氣中，不會污染環境，所以實驗無需在通風櫥里進行，適合課堂演示，達到了化學綠色化的要求。

二、加強回收利用、重復使用

加強反應物質的回收利用和消除處理是減少污染物的又一重要措施，回收主要包括：第一是回收未反應的原料和副產品；第二是回收催化劑等非反應試劑，重復使用是指將上一個實驗步驟中剩余的藥品用到下一個實驗步驟中或其他實驗中，這樣就大大減少了化學藥品的用量，提高了藥品的使用效率。

案例2：實驗室常對加熱高錳酸鉀(KMnO₄)分解實驗進行分組實驗，反應后的剩余固體中主要有錳酸鉀(K₂MnO₄)、二氧化錳(MnO₂)及未反應掉的高錳酸鉀(KMnO₄)，可以通過溶解、過濾回收得到二氧化錳，回收得到的二氧化錳可以用于過氧化氫(H₂O₂)制取氧氣的實驗，這三種固體還可以直接用于濃鹽酸(HCI)制取氯氣(Cl₂)的實驗。

三、減少反應物的使用，開展微型實驗

減少藥品的用量就是以盡量少的試劑、盡量低的濃度試劑進行實驗，而且要達到比較理想的實驗效果，微型化學實驗(縮寫ML)是國內外近二十年進展較快的一種新的化學實驗形式，實驗表明，微型實驗的試劑用量比常規實驗節省百分之九十，微型實驗大大節省了實驗經費；微型實驗試劑用量少，實驗中不會造成危險，同時生成的污染性物質少，對環境的污染就少；微型實驗與常規實驗相比，具有儀器小巧、用藥量少、操作方便、反應速率快、現象明顯的特點，因此實驗微型化還能節省實驗時間，學生實驗要盡可能做到微型化，只要現象明顯，達到實驗效果，量越少越好。

案例3：硫在氧氣中燃燒的實驗，按常規實驗的量需硫0.3～0.5克，這樣會生成的二氧化硫0.6～1.0克，而微型實驗每次僅需硫0.02克，這樣反應生成的二氧化硫大約為0.04克，所以排污量大大減少，從而減少了對大氣污染，再如，利用點滴板等微型化實驗儀器進行實驗：用指示劑試驗溶液的酸堿性、酸堿中和反應、稀鹽酸與碳酸鈉(碳酸氫鈉)等探究實驗，試劑的質量分數為原濃度的0.5％～1.0％，用量可減少到0.1％～0.25％，以上實驗都能達到滿意的實驗效果，因此，在保證獲取最有效實驗信息的前提下，應盡可能降低實驗藥品的用量和濃度，減少藥品的損耗，預防環境污染。

四、加強尾氣處理

化學實驗必須妥善處理反應過程中生成的有害氣體，采用吸收、中和等方法使有害物質轉化為無害的氣體，從而減少其對環境的污染。

案例4：教師在演示硫在氧氣中燃燒的實驗中，可以在集氣瓶內預先放人堿溶液以達到吸收有害的SO₂氣體減少污染的目的。

化學實驗是提高化學教學質量的重要途徑，但是在完成實驗教學并收到滿意效果的同時，無意之中將一些有害物質排放到環境中，造成了環境污染，危害師生健康，因此，進行清潔化實驗并采取相應措施是非常必要的。

參考文獻：

[1]劉知新，化學教學-i~[-M]，北京：高等教育出版社，2004，(6)：183－184。

[2]鄭麗艷，淺淡怎樣改進化學實驗對環境的污染[J]，實驗教學與儀器，2007，(5)：19。

(責任編輯：羅艷)