摘 要: 本文探討了化學實驗教學中對學生進行環境教育的途徑,主要有以下幾個方面:引導學生樹立綠色化學理念;化學實驗教學中有害氣體零排放;引導學生對化學實驗產生的污水進行處理。
關鍵詞: 高中化學 化學實驗 環境教育
化學學科是對學生進行環保教育的重要學科之一,化學課堂教學更是對學生進行環保教育的主陣地,特別是化學實驗教學,是對學生進行環保教育最直觀有效的途徑。
化學實驗會使用到許多對環境有害的化學物質,也會排放出有害氣體,產生污水,對實驗后的化學物質進行處理和盡量減少有害氣體、污水的排放是化學實驗教學中對學生進行環境教育的主要途徑。我認為主要應該從以下幾方面加強對學生進行環境教育。
一、引導學生樹立綠色化學理念
綠色化學是人類和自然和諧相處的化學,它的目標是研究和尋找能充分利用的無毒害原料,最大限度地節約能源,在化工生產各個環節都實現凈化和無污染的反應。其具體內涵主要體現在5個“R”上,即減量(Reduction)、重復使用(Reuse)、回收(Recycling)、再生(Regeneration)、拒用(Rejection)。那么在化學實驗教學中如何落實“綠色化學”的理念呢?
第一,減量——藥品減量、洗滌用水減量。減少排污首先要把握好兩個減量。(1)減少藥品使用量。化學實驗所用藥品的量以能達到實驗效果的最少量為最佳,即應大力推廣“微型實驗”。如蘇教版(以下所舉例均為蘇教版)化學必修1第51頁活動與探究(實驗4)“向一只燒杯中加入50mL0.5mol/L碳酸鈉溶液”,改為“向一只50mL燒杯中加入30mL0.5mol/L碳酸鈉溶液”。(2)減少洗滌用水量。為減少洗滌用水量,將試管中的藥液先倒凈后再水洗,洗分初洗和清洗,初洗用最少量的水,洗滌后的水收集處理,不直接進入下水道排放。這樣不僅節約用水,進入下水道的化學藥品量也大大減少,達到了減少污染水源的目的。
第二,重復使用。化學實驗取用的藥品可以重復使用,如:化學必修2第30至31頁活動與探究(實驗1)和(實驗2)分別取出5mL12%、4%的過氧化氫做對比實驗,(實驗3)的實驗完全可以利用前兩實驗的藥品而不用再取藥品。另外,初洗用水可以重復使用,多支試管用一盆水洗,既提高水的利用率,又進一步減少用水量。
第三,回收、再生。化學實驗完畢的很多藥品可以回收利用,如化學必修2第30頁活動與探究(實驗2)用過的MnO,第35頁活動與探究(實驗2)氫氧化鋇晶體和氯化銨晶體反應后的固體都可回收再供其他實驗使用。這樣不僅節約了藥品,而且減少了對環境造成污染的有害物質的排放。
第四,拒用。這里的拒用不是放棄不做該實驗,而是通過研究改進實驗方案,減少對環境有害物的產生,或者是對有害物質進行處理,以達到減少對環境傷害的目的。如化學必修2第44頁觀察與思考實驗電解飽和氯化銅溶液,該實驗要驗證電解池兩極電解的產物,陰極產生紅色的銅,現象很明顯,但陽極產生的氯氣黃綠色觀察不明顯且產生的氯氣對人體有害,通過研究把陽極進行改進:用一支下端截去的小試管套住陽極,試管口用導氣管把電解產生的氣體導出檢驗后通入到氫氧化鈉溶液吸收,這樣既能在小試管中觀察產生的氣體顏色,又能把對環境有害物進行處理。
二、化學實驗過程中努力做到有害氣體“零排放”
化學實驗過程中經常會產生、CO等對環境有害的氣體,實驗過程中無論是學生探究還是教師演示都必須對尾氣進行吸收處理,不直接排放。
第一,設計聯合裝置,使反應在全封閉和可控制的條件下進行。如必修1第42頁觀察與思考實驗設計聯合裝置,按照制取C→除HCl(飽和食鹽水)→干燥(濃硫酸)→漂白實驗(干有色紙)→漂白實驗(濕有色紙)→收集Cl集氣瓶→尾氣吸收(氫氧化鈉溶液)設計聯合裝置使實驗在封閉體系中進行。
第二,化學實驗中還應盡量減少有害氣體的生成,如必修1第92頁觀察與思考(實驗3)中的銅片改用可抽動的螺旋狀的銅絲,當實驗結束時向上抽動銅絲,使其離開濃硫酸,防止繼續反應生成SO。
三、引導學生對化學實驗產生的污水進行處理
我國有關環境保護法律明確規定:預防為主,誰污染誰治理,強化環境管理。但是,長期以來,學校化學實驗室的污水沒有經過任何處理便沿著一條條暗管排入江河,無形中造成更多水體污染。學校應從自身踐行保護環境,對教育學生更具說服力。與其領著學生走出校門走馬觀花參觀工廠的污水處理情況,不如引導學生親自參入污水處理的實踐行動,進一步體現科學探究的過程,體現重視探究性學習培養探究的能力的態度。
學校實驗室污水處理通過學生的研究性學習過程能得到很好的落實。首先減少污水的產生。實驗前各研究性學習小組成員準備好廢物收集裝置和盛初洗用水裝置,在實驗完成后督促落實廢物收集,負責儀器初洗。其次,引導學生對污水進行處理。初洗污水全年級收集后,引導研究性學習小組成員分析污水中的有害物質,討論研究凈化方案。如必修1第66頁活動與探究(實驗1、2)實驗后的污水中含有Al對水質有害,引導學生研究除去的方案并組織實施。污水排放前組織學生進行檢驗,達到排放要求后再進行排放,收集到廢物可以轉交給有關化工廠進行回收利用,節約資源,變廢為寶,創造經濟效益。
總之,人類與自然和諧相處,人人需要樹立綠色化學理念,讓我們的家園永葆潔凈安全。
參考文獻:
[1]蘇教版2009普通高中課程標準實驗教科書必修1必修2.
[2]中國教育文摘.
[3]大學教材.環境化學與精細品化學.