循環(huán)經(jīng)濟在化學(xué)實驗教學(xué)中的探索和應(yīng)用

　　摘 要： 循環(huán)利用實驗產(chǎn)物是循環(huán)經(jīng)濟模式在化學(xué)實驗教學(xué)中的具體運用。作者積極探索循環(huán)利用實驗產(chǎn)物的新的實驗?zāi)Ｊ?，將綠色化學(xué)、綠色實驗觀念適時滲透于化學(xué)實驗教學(xué)中，利用萃取和蒸餾實現(xiàn)了CCl4的回收利用。
　　關(guān)鍵詞： 循環(huán)經(jīng)濟 化學(xué)實驗教學(xué) 探索 應(yīng)用
　　
　　2009年1月1日我國正式頒布了《循環(huán)經(jīng)濟促進法》，它預(yù)示著循環(huán)經(jīng)濟將作為一種國策滲透到各行各業(yè)中，成為人們一種新的理念。循環(huán)經(jīng)濟分為3個連續(xù)的階段或環(huán)節(jié)：生產(chǎn)階段、消費階段和廢舊物品再制造階段［１］，它的增長是“資源—產(chǎn)品—再生資源”的物質(zhì)循環(huán)流動的過程，生產(chǎn)與消費過程不產(chǎn)生或只產(chǎn)生少量的廢棄物（即循環(huán)消費經(jīng)濟）［2］。它是按照生態(tài)規(guī)律和經(jīng)濟規(guī)律來安排生產(chǎn)活動的，使產(chǎn)業(yè)鏈上游的廢物變成下游的原料，使資源得到最有效的利用［3］。作為新理念產(chǎn)生、形成和傳播的重要基地的學(xué)校，更應(yīng)當(dāng)站在時代的前列，敏銳捕捉新信息，做循環(huán)經(jīng)濟方面改革的積極推崇者和實踐者。循環(huán)利用實驗產(chǎn)物或廢棄物，延長實驗產(chǎn)物的使用壽命，是化學(xué)實驗綠色化的一個重要途徑；將循環(huán)利用的實驗觀念適時的滲透于化學(xué)實驗教學(xué)中，是每一位化學(xué)工作者的職責(zé)。
　　1.循環(huán)經(jīng)濟模式在化學(xué)實驗教學(xué)中的探索
　　循環(huán)經(jīng)濟是一種以資源的高效利用和循環(huán)利用為核心，以“減量化、再利用、資源化”為原則，以低消耗、低排放、高效率為特征的可持續(xù)經(jīng)濟增長模式［4］，即在經(jīng)濟發(fā)展中遵循生態(tài)學(xué)規(guī)律，將清潔生產(chǎn)資源綜合利用，生態(tài)設(shè)計和可持續(xù)消費融為一體，實現(xiàn)廢物減量化、資源化和無害化，使經(jīng)濟系統(tǒng)和自然生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)利用，維護自然生態(tài)平衡［5］。
　　循環(huán)經(jīng)濟通過形成輸出、輸入的動脈產(chǎn)業(yè)和靜脈產(chǎn)業(yè)，把經(jīng)濟活動組成一個“資源—產(chǎn)品—消費—再生資源”的物質(zhì)反復(fù)循環(huán)流動的過程。在化學(xué)實驗教學(xué)中，我們應(yīng)借鑒循環(huán)經(jīng)濟的思想，積極引導(dǎo)學(xué)生反思傳統(tǒng)化學(xué)實驗教學(xué)在資源浪費和環(huán)境污染等方面的種種缺陷［6］，把“循環(huán)經(jīng)濟”思想合理運用于化學(xué)實驗試劑和廢棄物的處理與再生利用上，讓化學(xué)實驗中的各種產(chǎn)物在循環(huán)實驗的鏈條中找到自己適合的位置，延長產(chǎn)物的使用壽命，從而培養(yǎng)學(xué)生的資源意識、環(huán)境意識和可持續(xù)發(fā)展的觀念，逐步建立起循環(huán)經(jīng)濟思想方法。
　　1.1傳統(tǒng)的實驗?zāi)Ｊ?br/>　　原料→產(chǎn)物→廢棄物排放
　　這種傳統(tǒng)實驗?zāi)Ｊ揭栽系母呦暮彤a(chǎn)物對人與環(huán)境的高污染為特征，是一個線性過程。隨著資源的短缺甚至枯竭和人類生存環(huán)境的迅速惡化，這種傳統(tǒng)實驗?zāi)Ｊ秸谑艿角八从械奶魬?zhàn)，人們越來越清楚地認識到它的種種不足。
　　1.2 循環(huán)利用模式
　　原料→產(chǎn)物→原料再生
　　該模式實現(xiàn)了實驗原料與產(chǎn)物的滾動利用，而且經(jīng)過多次實驗后的產(chǎn)物能大部分重新轉(zhuǎn)化成為起始物，只有少量廢棄物末端排放。在這一過程中達到了物質(zhì)的循環(huán)利用，構(gòu)成了一個完整的循環(huán)圈，既節(jié)省了原料，又減少了污染。
　　2.循環(huán)經(jīng)濟模式在化學(xué)實驗教學(xué)中的應(yīng)用——循環(huán)利用CCl4
　　CCl4是一種重要的有機溶劑，基礎(chǔ)實驗中經(jīng)常用到。以CCl4為代表的氯代烴作為一類耐生物降解的有機化合物是飲用水源中備受關(guān)注的污染物。其具有一定的水溶性和揮發(fā)性，同時又有較強的溶脂性，能在人體內(nèi)得到生物富集進而嚴重危害人體健康，此類物質(zhì)多數(shù)已被確定或被認為是高度可疑的致癌物質(zhì)。國內(nèi)飲用水大多采用江、河、湖水經(jīng)過濾后用氯消毒，經(jīng)研究江、河、湖淡水大多被有機污染物污染，而氯消毒過程又使碳氫化合物轉(zhuǎn)化成有機氯化物，但是在一般的條件下CCl4很難降解。
　　用CCl4萃取碘是有機實驗中的經(jīng)典實驗，如何在保證完成實驗教學(xué)任務(wù)的前提下，避免污染環(huán)境，實現(xiàn)CCl4的循環(huán)利用呢？通過多種方法試驗比較，我發(fā)現(xiàn)用NaOH反萃取法分離碘與CCl4，然后進行蒸餾，這樣不僅能夠合理安排教學(xué)時間，而且能循環(huán)利用化學(xué)試劑，并且實驗效果良好。
　　2.1循環(huán)利用的實驗原理
　　碘溶解在CCl4中顯紫紅色，而萃取后的CCl4溶解了碘而呈紅色，又因為碘能與堿反應(yīng)，生成次碘酸鹽和金屬碘化物，所以可以用堿溶液對CCl4進行處理，使紅色褪掉，反應(yīng)如下：
　　2NaOH+I2=NaIO+NaI+H2O
　　2.2具體操作方法與實驗安排
　　完成CCl4萃取碘的實驗后，將水與CCl4分離，再用10%NaOH溶液滴加到CCl4的碘溶液中，不斷震蕩分液漏斗，直到CCl4層紅色褪盡后，靜置分液即得到無色透明的CCl4。用淀粉溶液對CCl4進行檢驗，結(jié)果不含碘和碘離子。
　　2.3實驗安排與效果
　　反萃取后的CCl4可以再用于后續(xù)萃取碘的實驗，整個萃取實驗結(jié)束后，再對所有回收后的CCl4進行蒸餾，重新得到純凈的CCl4。
　　這樣反復(fù)進行反萃取操作，既鍛煉了學(xué)生萃取實驗的操作能力，增強了學(xué)生的環(huán)保意識，又減少了萃取試劑的使用，降低了環(huán)境污染的風(fēng)險。如果按照傳統(tǒng)的實驗方法，若200名學(xué)生做萃取實驗，至少要用掉2500毫升CCl4。而對CCl4進行回收循環(huán)利用后，按每組25人計算，300毫升足夠，且實驗結(jié)束后還能回收250毫升試劑，實現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)。
　　3.結(jié)語
　　萃取、蒸餾是化學(xué)實驗中常見的操作，利用這兩個簡單的實驗操作就可實現(xiàn)類似于CCl4此類試劑的循環(huán)利用，這符合循環(huán)經(jīng)濟的思想，是循環(huán)經(jīng)濟在化學(xué)實驗教學(xué)中的一次探索。這一探索節(jié)約了實驗成本，減少了環(huán)境污染，此外還鍛煉了學(xué)生的綜合實驗設(shè)計與動手能力，培養(yǎng)了學(xué)生的環(huán)保意識，增強了學(xué)習(xí)的興趣，真可謂一舉多得。
　　
　　參考文獻：
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　?。?］李文翰.化工行業(yè)新趨勢——發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟［J］.現(xiàn)代商業(yè)，2008，8：195.
　?。?］王麗珍.循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展與生態(tài)文明建設(shè)關(guān)系初探［J］.湖南民族職業(yè)學(xué)院學(xué)報，2011，7：37-39.
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　　［6］徐小葉.在初中化學(xué)教育中如何培養(yǎng)學(xué)生的循環(huán)經(jīng)濟觀［J］.考試周刊，2010，39：195-196.
　　
　　項目基金：徐州工程學(xué)院重點教改項目（YGJ0809）資助。