淺談綠色化學理念在無機化學實驗中的應用與研究

劉品禎，李紅梅，程志飛，賈亞琪，楊　珍，吳　迪

(1 黔南民族師范學院化學化工學院,貴州　都勻　558000；2 貴州師范大學貴州省山地環境信息系統與生態環境保護重點實驗室,貴州　貴陽　550000)

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淺談綠色化學理念在無機化學實驗中的應用與研究

劉品禎1,2，李紅梅2，程志飛2，賈亞琪2，楊珍2，吳迪2

(1 黔南民族師范學院化學化工學院,貴州都勻558000；2 貴州師范大學貴州省山地環境信息系統與生態環境保護重點實驗室,貴州貴陽550000)

綠色化學是環境友好型化學，而綠色化學在無機化學實驗中的實施不僅能減少試劑的使用、環境污染物的排放，降低環境的污染程度，而且能培養學生樹立強烈的環保意識。遵從綠色化學理念的指導，對無機化學實驗的內容和方法及廢棄物的處理等問題進行探討與優化，結合現代教學手段應用于實驗教學，實現真正意義上的綠色化無機化學實驗，增強學生的綠色化學意識，實現人與環境的友好發展刻不容緩。

綠色化學；無機化學實驗；應用；研究

綠色化學就是與環境友好的化學，就是在常規實驗中用新方法和新技術從源頭上杜絕化學污染[1]。就是要達到降低污染程度同時又節約資源減少經濟損失的效果[2]。在研究化學實驗的過程中，主要研究與環境友好的化學反應，做到根除或減少污染物物質的排放，從根本上切斷污染、減少污染，達到真正的零排放。

無機化學是一門基于實驗、理論與實踐同等重要的學科，所以，要用綠色化學理念去指導自己對實驗的動手操作方法和分析問題的思維[3]。就可以在實踐中提升實驗動手能力，培養出嚴謹求實的科學態度的過程[4]。當然，對無機化學實驗進行優化處理是實現實驗室綠色化的一個必然[5]。

1　把綠色化學理念應用于無機化學實驗教學

在大學接觸的第一門實驗課中融入綠色化學理念是至關重要的，從一開始就在好的環境中學習可以使學生在無形中就樹立起科學的環保意識和責任感[6]。

為了深入了解物質的組成、結構、性質及其變化，實驗在無機化學中有著極其大的作用。但是也不否認在實驗過程中會帶來很多的污染，所以，在做實驗時不能忽略實驗給環境帶來的污染。就比如說我們在實驗中經常用到的濃硫酸、氯氣、硫化氫、乙醚等等一些有腐蝕性、有毒、有刺激性的物質，如果在使用過程中對其處理不當污染了周邊的環境，那么，在治理過程中將會浪費很多的人力和物力，所以，必須在無機化學實驗中采取切實可行的有效措施防止和消除實驗室產生的污染。將在實驗中被動產生的化學污染利用綠色化學理念采取積極主動的態度去減少和消除[7]。因此，對于將綠色化學的概念用于無機化學實驗中，必須要有深刻理解并且立即執行。

由于綠色化學理念的定義是從源頭上控制污染源可以知道，如果要把綠色化學的理念應用于無機化學實驗中，我們在實驗過程中必須對以下幾個方面做出嚴格控制：

(1)嚴格有效地控制有毒有害物質的排放；

(2)改進實驗方法和用量，對于同一個實驗，爭取做到采用綠色化的實驗方法達到同等的結果；

(3)實驗藥品的用量盡可能的減少，特別是對人體、環境有危害的。

2　加強實驗室綠色化建設的管理，培養學生的綠色化學意識

實驗室即是為了進行實施實驗操作的一個地方，同時也是產生污染物的場所。根據綠色化學的定義即從源頭上阻止污染物的產生，首先，必須保持實驗室的整潔干凈和好的通風條件，確保實驗設備的正常運行及安全生產，更重要的是對試驗品的規范放置、取用和回收，做到在實驗過程中減少哪些有毒有害藥品的排放，盡量做到綠色化，控制其對環境、對人類健康的影響。綠色化的無機化學實驗是要求盡可能采用健康的物質來進行實驗[8]。 因為在實驗過程中，參加反應的物質大多數都是有危害的，可能會污染環境，有可能對人體造成傷害，所以必須小心使用。同時在化學實驗教學過程中教師應該讓學生了解那些化學藥品的來源并且認識到他們對環境及人類健康的危害，知道了它們就在我們的身邊要隨時可能會有危險，必須時常保持高度的警惕性，這些都是為了能夠讓學生們意識到在無機化學實驗中實施綠色化的重要性。

綠色化學的理念是一種先進的指導思想，要想在實驗中實現綠色化，必須推廣和加強宣傳力度培養學生自主的綠色化學意識，并讓學生積極運用綠色化學的思維方法和態度來處理常見的化學污染，這樣每個人都可以成為一個真正的綠色人才。而如今綠色化學的內涵有五個原則，即減量、回收、重復利用、再生、拒用[9]。根據這一原則，可以從以下幾個方面貫徹綠色化學理念：

(1) 教師在講解理論知識的過程中引出綠色化學給社會及整個人類帶來的好處并講述使用有毒有害物質帶來的危害，自然而然就會激發學生繼續學習綠色化學的興趣，還會增強學生的環保意識并且在實踐中自覺實現對環境的友好化、綠色化；

(2)在實驗過程中，具體實施綠色化學理念的教育。如節約用水、用藥品、正確對“三廢”進行處理等；

(3)從保護環境、建立環境保護意識等方面實現綠色化學。

3　注重化學反應的綠色化

在無機化學實驗的教學過程中，為了將實驗實現真正的綠色化，我們在做實驗前，就會對要用的實驗用品和方法做多方面的綠色化的討論與研究，使其在做時可以將綠色化實驗的特點表現得淋漓盡致。“原子經濟性”反應是一個極其重要的綠色化學概念，即原料中究竟有百分之幾的原子轉變成最終產物。理想的原子經濟性反應是原料百分之百地轉變成產物，沒有副產物和其他廢[10]。對參加化學反應的所有物質是否造成環境污染和達到的經濟效果都要優化出綠色環保可行的方案[11]。

就如硝酸銅的制備方法有很多種如：銅與濃硝酸的反應；稀硝酸與銅的反應；還有一種就是銅與氧氣先反應生成氧化銅，接著硝酸再與氧化銅反應生成硝酸銅。當然，通過比較可以知道哪種方法更合理、更經濟、更符合化學反應綠色化的特點。

對于實驗中涉及的許多化學反應，我們只要對其實驗方法、實驗內容和實驗原料做認真的分析與研究，就會找到既對環境和人類健康沒有危害又經濟化、合理化、綠色化的化學反應。

同時，無論是在實驗室還是在生活中，總是會產生很多的廢棄物，所以，對廢棄物的回收和重復利用也要引起重視。如果對被隨意的丟棄的廢舊電池中的化學物質不回收利用就會對生活環境造成污染[14]。當然，在實驗中也會產生諸如二氧化硫、氮氧化物及重金屬等一系列的物質，或者是遇到毒性非常大但又必須做的實驗，我們就應該對其給予回收利用或是改進刪除，減少其對環境造成污染，危害人類健康。總之，無論是在實驗還是在生活中，我們都應盡可能地在得到預期結果的同時，又達到綠色化的效果。

4　三廢的處理

生活中本就有著很多對環境和人類不健康的物質存在，如果再對實驗中可能產生的廢棄物不做妥善處理的話，生活就不再是綠色而是灰色了。因此在化學實驗過程中要堅決杜絕廢棄物的隨意排放亂丟現象，充分利用綠色化學從源頭上消除污染，實現零排放的原則，對實驗的內容和方法進一步完善，對在實驗中產生的不健康物質建立起先進行修復后排放的綠色化學概念，以至于在做實驗時實現綠色化目標。

實驗中要使產生的廢氣得到凈化，可以根據其性質和數量采取一些方法如吸收法、燃燒法等進行處理[16]。這既減少了其對實驗人員的危害，又避免了使用通風櫥、換氣扇等方法處理廢氣而對環境造成的污染。所以，可以換種途徑，如安放一套“三廢”的綜合處理設備在無機化學實驗室去探尋綠色化學實驗的應用[17]。即分類收集、預先處理、循環使用，使其真正實現廢棄物的零排放，也是遵從了綠色化學理念。

5　加大力度推行多媒體教學在無機化學實驗中的應用

選擇采用多媒體教學技術實施綠色化的實驗教學的理由如下[18]：

(1) 對那些毒性強、試劑藥品用量多、對環境嚴重污染且不易控制、成本大的化學實驗可以采用多媒體教學技術進行模擬實驗，既降低了難度和實驗成本及風險，又能達到學習實驗的目的；

(2) 同時教師也可以采用多媒體教學對一些在實驗室中難以完成的或不能夠完成的實驗進行模擬實驗，這樣不僅能夠加深學生們對理論知識的了解和記憶，還防止了學生因多次操作失誤導致的實驗失敗而浪費試劑，同時也減少學生的挫敗感，增加對實驗的興趣；

(3) 采用多媒體教學技術制作模擬實驗課件，在此過程中，避免了有可能產生的對環境和人體不健康的污染物質的出現，還將綠色化學理念貫穿于實踐生活中。由此可見，采用多媒體輔助實驗教學，不僅可以提高教學質量，而且又實現了實驗的綠色化。

6　結　語

遵從綠色化學的理念從源頭上阻止污染的思想，提高實驗室的綠色化管理，積極開展化學反應的綠色化和減少實驗室的三廢排放等，對將其綠色化理念落實到無機化學教學過程中的研究與應用勢不可擋[20]。同時，將綠色化學的理念實施在實驗中，可以增強學生在環境保護意識方面一定的責任感。總之，就是要在綠色化學理念指導下對無機化學實驗室進行污染預防全程控制[21]。

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Application and Research on the Concept of Green Chemistry in Inorganic Chemistry Experiment

LIUPin-zhen1,2，LIHong-mei2，CHENGZhi-fei2，JIAYa-qi2，YANGZhen2，WUDi2

(1 School of Chemistry and Chemical Engineering, Qiannan Normal University for Nationalities,Guizhou Duyun 558000； 2 Key Laboratory of Mountain Area and Protection of EcologicalEnvironment of Guizhou Province, Guizhou Normal University, Guizhou Guiyang 550000, China)

Green chemistry is environmentally friendly chemistry. The implementation of green chemistry in Inorganic Chemistry experiments can not only reduce the use of reagents, the discharge of environmental pollutants, reduce the degree of environmental pollution, but also cultivate students to establish a strong sense of environmental protection. Followed the guidance of the concept of green chemistry, content and method of Inorganic Chemistry experiment and the processing of waste and other issues were discussed and optimized, combining with modern teaching methods applied in experimental teaching, realizing the real meaning of green inorganic chemistry experiment. Enhancing the students’ consciousness of green chemistry, achieving the friendly development of people and the environment is urgently needed.

green chemistry; Inorganic Chemistry experiment; application; research

劉品禎(1986-)，男，助理實驗師，碩士研究生在讀，從事化學實驗教學及研究。

吳迪 (1977-), 男，副教授，主要研究方向:環境分析化學。

G642.0

B

1001-9677(2016)012-0226-03