淺談中學化學實驗綠色化設計

摘 要 中學化學實驗存在試劑用量大，有毒有害物質的使用和排放大，對師生健康和環(huán)境造成危害，文章圍繞“綠色化學”對實驗進行綠色化設計，增強學生樹立綠色化學理念，為社會培養(yǎng)出合格、創(chuàng)新的人才。

關鍵詞 化學實驗；綠色化學

化學是一門以實驗為基礎的學科，因此化學實驗就是學習化學的重要環(huán)節(jié)。特別是在新形勢下，全國各地廣泛開展以知識創(chuàng)新與能力創(chuàng)新為核心的素質教育，化學實驗教學被提到十分重要的高度。無論是課堂演示實驗、學生分組實驗還是“研究性學習”當中學生選做的化學實驗都比以前多了許多。而中學化學實驗中所使用的藥品用量大，并且多數(shù)藥品對環(huán)境有害。我們在此呼吁中學化學實驗要環(huán)保化、綠色化。

一、中學化學實驗綠色化的意義

中學化學實驗所使用的藥品，大體可以分為這樣幾類：酸、堿、鹽（包括重金屬鹽）、有機物等幾大類。不少物質是對環(huán)境、生物都是有毒有害。如果這些藥品使用后不加處理就排入環(huán)境是非常有害的。

（1）化學實驗后的廢棄藥品如果不加處理而排入環(huán)境將十分有害。直接的后果是污染環(huán)境。雖然這種污染沒有某些化工企業(yè)那么嚴重，但如果直接將化學實驗后的廢棄藥品如果不加處理而排入環(huán)境，這會給學校在樹立學生好的環(huán)境保護意識與培養(yǎng)環(huán)保自覺性等方面產(chǎn)生極大的負面影響。不難想象師生做完實驗后都直接將廢棄物倒入下水道，學生的環(huán)境意識與環(huán)境道德何以得到教育。我們不僅要重視環(huán)境教育宣傳，更重要的是要在實際的教育教學活動中培養(yǎng)學生的環(huán)保習慣，環(huán)保行為。使他們在作實驗的活動中學會一些簡單治理污染的方法。當然這本身也是獲取化學知識的途徑。而更重要的是能提升他們關愛環(huán)境的道德情感。

（2）環(huán)境教育重要的方法是讓學生在環(huán)境中接受教育。綠色化的化學實驗要求我們在實驗的各個環(huán)節(jié)都盡可能的采取環(huán)保措施，減少有毒有害物質的排放。使學生初步學會化學實驗中減少甚至避免有毒有害物質排放的方法，學會用一些簡單的廢物處理方法。讓學生在具體的活動中感受環(huán)保的責任與意義，并在這一活動中體會環(huán)境保護的價值。讓化學實驗不僅成為學習化學知識的方法與工具，而且成為學校環(huán)保教育的載體。

二、實現(xiàn)化學實驗綠色化的一些方法探索

1.改變人們綠色化意識觀念不強的問題

綠色化學是一門從源頭上阻止污染的化學，所以，我們應該用化學的處理方法，充分利用現(xiàn)有資源及反應產(chǎn)物。這不僅從源頭上防止了污染，而且增加了經(jīng)濟效益。但這需要我們樹立起綠色化學理念，并且應用它來指導我們的實驗。在中學化學實驗中，萃取實驗用的有機溶液CCL4、煤油、苯等，如果廢棄了，不僅污染了環(huán)境，而且會產(chǎn)生隱患。如果指導學生進行回收、集中、化學處理，不僅可以重新使用，而且培養(yǎng)了學生節(jié)約和環(huán)保意識。硫酸銅晶體中結晶水含量的測定實驗中的產(chǎn)物無水硫酸銅可以收集起來，以便配制CUSO4溶液進行定性實驗。在進行改進實驗時，可以利用一些廢棄物，使其變廢為寶，如一次性注射器，我們可以用來做一些微型實驗反應器。

2.在實驗中養(yǎng)成回收實驗廢棄物的好習慣

無論是教師在課堂上的演示實驗，還是學生分組化學實驗都必須作好回收實驗廢棄物的工作。教師在課堂做演示實驗時要隨時準備好回收實驗廢棄物的容器，教師的引導是實現(xiàn)化學實驗綠色化的關鍵。學生做分組實驗時準備不同的廢物回收容器回收作實驗時所產(chǎn)生的廢棄化學藥品。我們初步將廢棄物可分為液體、固體、重金屬鹽、有機物等幾類。教師要積極引導，宣傳教育，并加以督促檢查。通過這些手段使學生在實驗中養(yǎng)成回收廢棄物的習慣。

例如：人教版全日制普通高級中學教科書（必修）化學第一冊第167面，一定物質的量濃度溶液的配制，只是讓學生通過實驗掌握方法技巧。我們可以縮小用量，將配制100ml2mol/L NaCl溶液，改為配制50ml1mol/LNaCl溶液，并將溶液回收保存留作Cl-檢驗實驗用，這樣同樣可以達到實驗目的，但節(jié)約了藥品用量。其實，現(xiàn)行高中教材中有很多實驗都以微型化、綠色化。

3.把學生分組實驗改進成具有實用性、科學性，又符合綠色化的實驗

目前，高中規(guī)模擴大，人數(shù)增多，實驗分組也越來越多，實驗產(chǎn)生的廢物也在增加，造成的污染也日益嚴重。這在條件較差的地區(qū)就顯得尤為突出。因此對實驗進行綠色化改進就很有必要。在進行改進實驗時，可以利用一些廢棄物，使其變廢為寶，如一次性注射器，我們可以用來做一些微型實驗反應器。例如：Cu分別與稀硝酸、濃硝酸的反應，演示實驗和學生分組實驗都有，如時按課本上做，不僅浪費藥品，而且釋放出一氧化氮與二氧化氮有毒氣體。對此實驗改進如下：取一支廢醫(yī)用的一次性注射器，撥出活塞，放入一小片銅，塞上活塞，在試劑瓶中吸入0.4ml濃硝酸，立即套上橡膠塞塞住針頭，可觀察濃硝酸與銅反應。當產(chǎn)生2至3mL紅棕色氣體時，取下橡膠塞，吸入0.5ml左右的水，立即套上橡膠塞，可觀察稀硝酸與銅反應，待注射器內顏色變淺后，取下橡膠塞，把液體與氣體注入氫氧化鈉溶液中。可以讓學生了解NO和NO2氣體的吸收。該實驗裝置應用于學生分組實驗，大大節(jié)約了藥品用量，從經(jīng)濟角度看符合經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展要求，從環(huán)境觀點看，它從源頭上減少了污染，正符合綠色化學內涵。

作為一名化學老師，在教學過程中應該鼓勵學生積極參與到實驗的綠色化設計和改進過程中去，這樣不但可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新意識和實踐精神，培養(yǎng)他們的實驗動手操作能力，激發(fā)他們學習化學的興趣，而且可以提高學生節(jié)約能源和環(huán)保意識，多為社會培養(yǎng)出未來合格、創(chuàng)新的人才。

參考文獻：

[1]人民教育出版社化學室，全日制普中學教科書化學第一冊[M]，北京：人民教育出版社，2012。

[2]王震宇，二氧化硫的生成及性質的微型實驗[J]，

作者簡介：何維軍（1979-），男，甘肅會寧，甘肅省白銀市會寧縣郭城農業(yè)中學，中學二級教師。