綠色化學實驗教學新探

丁 宇

（鞍山師范學院附屬衛生學校，遼寧 鞍山 114001）

談起化學實驗室，有人馬上就能聯想到刺鼻的化學試劑氣味，斑駁的實驗臺，從下水管中不斷流出的酸性、堿性及毒性廢液……如今除大型工礦企業污染之外，每天數以萬計的高校、中學有大批學生在做各種各樣的化學實驗，其中許多學校對排放的廢物很少處理。雖然每次排放量不算大，但這種“聚沙成塔”的污染成分復雜，累計效應不可忽視[1]。如今環境保護已經是人類面臨的三大難題之一，社會各方都在呼吁綠色環保，以保護人類唯一的生存空間——地球，保護人類的生命健康。在新形勢下，我校進行了大規模的實驗室改建工程，尤其對于污染最大的化學實驗室進行的綠色化改造已初見成效，為綠色化實驗教學提供了一個良好的平臺。

綠色化實驗教學包括實驗環境綠色化和實驗教學綠色化兩個方面。根據中等職業衛生學校對化學課程的要求，我校設置了無機化學實驗室、有機化學實驗室、分析化學實驗室以及專門的試劑庫。為確保實驗環境綠色化，在實驗室建設上，我校進行了以下三方面的改革。

1 合理處理實驗廢氣、廢液

3門化學學科實驗均涉及一些有腐蝕性的試劑，如強酸HCl、H2SO4，強堿 NaOH；有毒的氣體或溶液，如氨氣、氯氣、苯、四氯化碳……針對廢氣、廢液的排放問題，實驗室不但配備了通風櫥、換氣扇，還專門安裝了廢液回收池，把實驗中回收到的各類廢氣、廢液進行處理后排放或進行循環利用。

2 配備電腦及投影裝置

對于一些有強烈腐蝕性或劇毒的實驗，可利用電腦播放實驗光盤或實驗Flash，不僅可以避免這些試劑對環境的污染、對師生的毒害，而且通過多樣化的實驗方式可以提高學生學習的興趣，寓教于樂，使學生將簡單、枯燥的操作技能在多媒體教學片中得到深刻理解，為以后進行實驗打下良好的基礎。

3 建立完善的實驗室制度

建立健全各類化學實驗室的實驗制度，并制作相應的畫板懸掛在實驗室顯眼的位置。加強對學生環保意識和實驗室制度的教育，以提高實驗者自身的素質。

在綠色化實驗環境中，我們對實驗教學的綠色化也進行了進一步的探討，這樣不僅可以減少相應的污染，而且也提高了學生對實驗學習的積極性和主動性，收到了良好的實驗效果。在教學過程中，我們得出了以下3個方面的經驗。

3.1 改進以劇毒物質為主的實驗

改進那些毒性大、危險性大、“三廢”處理困難的實驗項目。如分析實驗中用As203標定碘滴定液的濃度，可以改為用硫代硫酸鈉以比較法測定；無機化學中N02的性質和制備、C12的氧化性實驗，可采用觀看光碟的方式進行實驗教學；在有機化學中，可用“溴乙烷”實驗代替“溴苯”實驗，從而避開了苯、溴等對空氣污染大的試劑的使用，減少了對環境的污染，同時也降低了低值易耗品的費用。

3.2 發展微型化學實驗

微型化學實驗是目前化學實驗發展的一個趨勢[2]。微型化學操作技術是以盡可能少的試劑來獲取所需化學信息的實驗方法，其試劑用量為對應常規實驗的1/10甚至1/1000。

微型化學實驗，特別是微型制備方法，并不是將常規化學實驗簡單縮小，而是將合成與鑒定融合起來，利用分光光度計、色譜、電化學等現代儀器和方法對實驗制得的少量產物進行組成與含量的測試。通過由常量到微型實驗的方法演變，能使學生利用化學基本原理來重新設計、改造、組合各種儀器裝置，對提高學生的學習興趣、活躍學生的思想、激發他們的創造力將起到積極的作用。微型化學實驗既能滿足實驗所需獲取的化學信息，又能大幅度地降低原料試劑的用量，減少了化學反應對環境的污染，縮短了反應時間，使一些實驗現象更易觀察，從而收到了良好的教學效果。

微型化學實驗的儀器、藥劑、滴瓶小巧，方便攜帶，為課堂上教師邊講邊做提供了方便。若教師每堂課結合講解內容做幾個微型實驗，改變過去“滿堂灌”的單調教學模式，就可收到較好的教學效果。

3.3 廢氣、廢液的多種處理

實驗室廢氣、廢液的處理方法很多，中專實驗室針對所產生物質的種類多采取下列處理方法[3]。

3.3.1 溶解法 在水中溶解度較大的有毒氣體（如氨氣、二氧化硫等）。

3.3.2 燃燒法 有機實驗中，一些有害的可燃性氣體（如甲烷、乙烯等）只需在排放口點火燃燒即可。對于化學實驗中廢棄的有機溶劑，可加以回收利用，也可燃燒處理。

3.3.3 中和法 對于那些酸性或堿性較強的氣體，可選用適當的堿或酸進行中和吸收。對于含酸或堿類物質的廢液，如濃度較大時，可利用廢堿或廢酸相互中和，再用pH試紙檢驗，若廢液的pH在5.8～8.6之間，且此廢液中不含其他有害物質，則可加水稀釋至含鹽濃度在5%以下排出。

3.3.4 吸附法 選用適當的吸附劑，便可消除一些有害氣體的釋放。對于那些毒害不大的氣體，僅用木炭粉或脫脂棉吸附即可；對于難以燃燒的或具有可燃性的低濃度有機廢液，可選用具有良好吸附性的物質，使廢液被充分吸收后再與吸附劑一起焚燒。

3.3.5 稀釋法 對于實驗中產生的大量無毒無害的廢液，可采用稀釋的方法處理。

3.3.6 沉淀法 可用于處理含有害金屬離子的無機類廢液。在廢液中加入合適的試劑，使金屬離子轉化為難溶性的沉淀物，然后進行過濾，將濾出的沉淀物妥善保存，檢查濾液，確保其中不含有毒物質后方可排放。

3.3.7 蒸餾法 對于有機溶劑廢液應盡可能采用蒸餾的方法加以回收利用。若無法回收，可分批加以焚燒處理，切忌直接倒入實驗室的水槽中。

除上述方法以外，還有如密封法、配位法、氧化法、分解法、萃取法、水解法、離子交換法、生化法等可以很好地處理相應的實驗廢液、廢氣[4]。

對于廢氣、廢液的處理，教師可在教學中提出相關問題，讓學生自己動腦提出處理方法。利用這些方法來增強學生的環保意識，使他們知道化學試劑的使用原則，明確化學藥品不能隨意排放，否則將污染我們的環境。

4 “說”、“做”并舉，受益匪淺

我國著名化學家戴安邦先生說：“化學實驗室應該是學生學習的最有效和收獲最豐富的場所，培養化學科學素質，不僅要傳授知識，最重要的是發展學生的智力。智力因素包括動手、觀測、查閱、記憶、思維、想像、表達七種能力，其中思維是智力因素的核心。”

為加強學生主動思維的能力，針對以往化學實驗多以學生觀察和動手操作為主的現象，我們在實驗教學中添加了“說”實驗的實踐內容，就是讓學生輪流主講一個化學實驗，教師在一旁輔助講解。學生主講的內容包括實驗前的準備、實驗目的、實驗方法及步驟等。實驗結束后，再由學生講解并分析實驗現象和結果，從而展開全面的討論。“說”實驗可作為學生的一項實驗考核，這樣不僅可以促進學生主動學習，而且通過主動思考，可以加深學生對于實驗的領悟和記憶。此實踐環節很受學生歡迎，并且在實驗教學方面收到了很好的教學效果。

5 科學書寫實驗報告

實驗報告書寫的改革也是綠色實驗教學改革的一項重要內容[5]。化學實驗教學要求實驗報告以嚴謹為第一要素，但也強調學生應學會針對實驗結果，分析寫出實驗成功或失敗的真正原因，而不是照搬教師在課堂上的板書或說過的重點及課本上的內容。因此，教師要引導學生具有自己的見解，不要讓學生形成思維惰性。

筆者希望每位化學工作者都能研究并實施綠色化學實驗教學，為綠色環保、綠色地球做出貢獻。

[1]霍愛新.中學如何進行綠色化學教育[J].唐山師范學院學報，2003（5）：46-47.

[2]李莉婭，郭進武.醫學化學實驗教學改革探討與實踐[J].河南教育學院學報：自然科學版，2006（1）：79-81.

[3]薛慰靈.綠色化學——對環境更友善的化學[J].化學教育，1997（9）：1-5.

[4]夏穎.實現化學實驗綠色化的探討[J].中國科技信息，2006（22）：277.

[5]王蕙芳.在實驗教學中注重對學生能力的培養[J].貴州師范大學學報：自然科學版，1992（1）：71-74.