對綠色化學實驗的幾點認識

達德榮

〔關鍵詞〕 綠色化學實驗；含義；依據；環境保護；意識；資源

〔中圖分類號〕 G633.8 〔文獻標識碼〕 A

〔文章編號〕 1004—0463（2014）10—0048—01

近些年來，大氣污染、臭氧層破壞、淡水資源污染、有毒化學品直接排放等環境污染問題日益嚴重。為此，在化學實驗教學中大力實施綠色化學實驗迫在眉睫。綠色化學實驗不僅可以保護學生的身體健康發展、保護環境，同時還對學生進行環保教育、培養學生的環境意識起著很重大的意義。本文就什么是綠色化學實驗，為什么實施綠色化學實驗和中學化學教學中怎樣實施綠色化學實驗進行探討。

1.綠色化學實驗的含義

綠色化學要求在整個化學反應和工藝過程中實現全程控制、清潔生產，從源頭制止污染物的生成，反應物的原子全部轉化為期望的最終產物，在通過化學轉化獲取新物質的過程中實現“零排放”。比如，在制備二氯乙烷的過程中，如果用氯氣和乙烷直接發生取代反應，則會生成不同數目氯原子取代的氯乙烷。若用乙烯和氯氣反應，則會一步得到目標產物：

CH2= CH2+ Cl2= CH2Cl- CH2Cl

在這個過程中，原子利用率達到100%，無任何廢棄物排放，滿足綠色化學的要求。

2.綠色設計的依據

中學化學實驗的綠色設計是依據綠色化學的要求來進行的。根據綠色化學的特點，對中學化學實驗進行綠色化設計可以從以下幾個角度進行思考：一是選擇對環境影響盡可能小的反應物，淘汰或改進對健康危害較大的化學實驗。比如，硝基苯、溴苯制備實驗可以用多媒體演示。二是精心設計，嚴格控制，最大限度節約試劑用量和節約能源。在制備氧氣的過程中，優先選用H2O2為反應物，催化劑優先選擇FeCl3而不選擇MnO2。三是通過實驗試劑和產物的循環使用，努力提高實驗的“零排放”程度。在金屬與酸反應制備H2的反應中，每次用過的酸溶液中酸的濃度還是很高的，可以在下次的演示實驗中繼續使用。四是改進和設計實驗/尾處理裝置，對化學實驗產物實現無害化處理。如，對于廢液的處理，實驗室應建有專門的廢酸槽和廢堿槽。對于含Hg、Pb離子等對環境會造成嚴重污染的廢液，要經化學處理后再排放。

3.培養學生的環境保護意識

中學化學教學是對學生進行環保意識教育的重要途徑，而化學實驗教學則是最直接的教育方法。在教師指導下的實驗是否體現了環保直接使學生感受到實實在在的行之有效的環境保護教育。如，任由實驗廢氣廢渣污染環境，環保教育只會流于形式，收不到實際效果。因此，中學化學實驗的綠色設計，進而說明環境教育不是空洞的說教，而是真真切切的身邊事。所以每一個實驗都必須做到綠色化。

4.節約化學實驗資源， 提高辦學效率

節約實驗試劑、實驗用電和用水等，減少實驗廢棄物排放，也是綠色化學實驗和可持續發展的要求。發動學生尋找替代藥品，例如，制取CO2 和H2 的實驗，發動學生尋找一些建筑材料大理石和從廢舊電池上剝下的鋅皮；在氧氣中燃燒的鐵絲可以用砂紙砂光后的廢舊窗紗的細鐵絲；導氣管可用輸液管代替， 分液漏斗可用一次性注射器代替等等。這樣既節約了資源， 又激發了學生的學習興趣，并使學生認識到了在我們的生活中只有放錯位置的資源而沒有垃圾。

5.中學化學實驗的微型化

微型化學實驗是以盡可能少的化學試劑來獲取所需要的化學信息，雖然它的化學試劑用量一般只為常規實驗的幾十分之一乃至幾百分之一，但其效果卻可以達到準確、明顯、安全、方便，并可以最大限度地減少環境污染。在中學化學實驗中，有些實驗不太安全，有些操作困難，有些容易造成環境污染。由于微型化學實驗既安全又節約，教師還可以帶領學生自制一些常用的儀器，這樣便可讓學生一人一組做實驗，還可以讓學生自己在課外、在家中做一些探究實驗和家庭實驗，這樣不但可以幫助學生理解和形成化學概念，還可以培養學生的觀察動手能力，能夠大大激發學生的學習興趣。

6.中學化學實驗綠色化的研究特點和意義

教師可引導學生將常規實驗或環境友好實驗設計成微型實驗、微波促進反應和無溶劑的干介質反應，探索三種實驗方法需要的最佳反應條件，篩選出最佳實驗方法。這樣發揮了微型化實驗和干介質反應的優點，并結合微波輻射所特有的功效，將三種實驗方法進行組合，對結果進行分析評價。本研究提倡運用現代教學手段，化繁為簡，化虛為實，可以幫助學生簡捷思維，敏銳體驗。

綜上所述，對中學化學實驗模式和方法進行改進，能加深學生對科技的進步和經濟的發展不能以破壞環境為代價的認識，能使他們增強科學道德的責任感和學習的自覺性，能使學生學習時處在愉快、健康、安全的環境里，保障師生的身心健康發展。endprint