綠色化學在實驗教學中的應用實例分析

摘 要：綠色化學是可持續發展的需要，是現代化學科學的新發展和重要特點之一。世界各國都在進行綠色化學的研究，并十分注重綠色化學教育。如何在化學教學中滲透綠色化學教育，是時代給化學教育提出的一個新的研究課題。新制定的《普通高中化學課程標準（實驗）十分注重使學生體驗和感悟綠色化學思想。在新課程背景下，作為教材重要組成部分的教科書無論是在呈現形式還是在內容編寫上都發生了深刻的變化。

關鍵詞：綠色化學；實驗；教學

近年來，隨著環境污染的加劇和人類對環境問題的關心，化學和化學家面臨著前所未有的挑戰。很多人對化學工業提出質疑，認為環境變差，化學是罪魁禍首，化學家應負首責?；瘜W在物資財富和現代文明方面為人類所做出的無與倫比的貢獻，似乎一下子被黑色的污水、黃色的煙塵、五顏六色的廢渣和看不見的無色毒物湮滅了。

一、綠色化學

1.綠色化學的定義

綠色化學又稱“環境無害化學”“環境友好化學”“清潔化學”等。綠色化學是人類和自然界動植物和諧相處的化學。它的目標是研究和尋找能充分利用的無毒害原材料，最大限度地節約能源，在化學工業中的各環節都實現凈化和無污染的反應途徑。綠色化學是指使化學反應效率更高，反應物最大限度地變成有用的產物，而且產生的無用副產物和其他廢物越少的化學，它涉及的學科有有機合成、催化、生物化學、分析化學等，內容廣泛。綠色化學的最大特點就是在始端就采用預防污染的科學手段，因而過程和終端均為零排放或零污染。

綠色化學與通常意義上的環境保護是屬于兩個不同的層次。綠色化學強調的是對環境的友善相處，是人類追求自然完美的一種高級階段，它更注重人和自然的尊重及人與自然的和諧關系。而環境保護實際是帶有一種被動色彩，是在已經對環境造成破壞的前提下，迫使人們去反思，是一種不得已而為之的被動行為。因此，綠色化學更注重于控制化學污染源、減少或消除有害物質，提高原料的使用率和副產品的再利用，實現污染的預防。它所提出的觀點實際體現了古樸的哲學思想——即防患于未然，從生產一開始就不產生有毒物質和有毒產品。

2.綠色化學所遵循的原則

使用化學品的的原則體現在五個“R”上：

（1）拒用（Reject），嚴禁生產和使用對環境有嚴重危害或長期危害的產品。

（2）減量（Reduce），在實驗、生產與生活中，凡用到化學品時，都應在不影響效果的情況下，盡量減少其用量。

（3）再生（Regenerate），要求在設計化工產品時，就應考慮到原材料、產品的再生利用，特別是高分子材料。

（4）循環利用（Recycle），化學反應或化工生產中產生的副產物、排放物甚至是冷卻水等，都應該回收循環使用，決不能不經處理就排放到環境中去。

（5）再生利用（Reuse），對化學家而言，世界上沒有廢物，只有未被利用的物質，本著這個原則，要盡可能地利用各種化學過程的“廢物”。

二、化學教學中滲透綠色化學理念的必要性

1.21世紀的科學—綠色化學

綠色化學是一種面向21世紀的高層次化學。它與傳統化學的最大區別就在于綠色化學考慮了環境負作用。而傳統化學追求化合物的功能、有效性和化學反應的速率，較少去研究不利的、有害的因素，因為化學家欠缺這方面的知識和訓練。綠色化學就是針對傳統化學的這方面的不足提出來的。新任美國化學會會長P.Anderson在就職文章中指出，化學家在21世紀要學習研究的首要領域是更安全的化學，從而也說明了綠色化學的發展前景。

2.綠色化學—可持續發展的必由之路

迄今為止，化學工業的絕大多數工藝都是20多年前開發的，當時的加工費用主要包括原材料、能耗和勞動力的費用。近年來，由于化學工業向大氣、水和土壤等排放了大量有毒、有害的物，因此加工費用又增加了廢物控制、處理和埋放，環保監測、達標，事故責任賠償等費用。關閉造成嚴重污染的一些工廠，可暫時緩解環境問題，但工人下崗會造成社會不穩定，況且國外資本家可能乘機低價傾銷，使我國的民族工業面臨危機。因此解決我國環境問題的根本出路是依靠科學技術的進步。我們必須找到一條不破壞環境和可持續發展的路。

3.綠色化學理念的教育是素質教育的一部分

綠色化學教育與當今世界廣泛推崇的STS（科學Scienee、技術Technology、社會Society）教育思想是不謀而合的，應該成為中學素質教育的一部分。它有利于培養學生利用所學的化學知識，關心和參與社會熱點問題，認清社會上目前存在的一些對化學的誤解，更加堅信化學的未來，增強學習化學的興趣。它有利于引導學生熱愛自然、尊重自然、與自然和諧發展，牢固樹立綠色意識，自覺地成為未來的綠色人才。

三、綠色化學理念在化學實驗教學中的主要應用

在碘的升華化學實驗教學中，所用到的化學藥品主要是固體碘，使用要的儀器主要包括酒精燈、試管夾以及玻璃管。實驗步驟也比較簡單，只需要在玻璃管中放入碘，并按照以下實驗說明加熱即可。

實驗說明： 取一支玻璃管，在玻璃管中放置碘晶體并密封好，將玻璃管中裝碘晶體的一端放在酒精燈上進行微熱，在這一過程中學生們就會看見玻璃管中生成的紫色碘蒸氣。蒸汽最終沿著試管上升到頂部，試管上端的低溫度會使其變成單質碘，這就是碘的升華實驗。雖然在實驗中碘是有毒的，但按照這樣的實驗方法是沒有任何弊端的，學生們都可以放心對其操作。這些，都是對綠色化學的體現和應用。

四、結語

綠色化學實驗是綠色化學新理念在化學教學的具體體現，是化學教學中實施教學改革與創新的必要內容和保證。在化學教學過程中，綠色化學實驗不僅僅能使學生在良好的實驗環境中進行實驗和學習，而且利于改進化學實驗教學方法、改善環境污染、培養大學生創新能力和環保意識。

參考文獻：

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