穆虹列,劉 勇
(六盤水師范學院 化學與化學工程系,貴州六盤水 553004)
化學實驗教學與綠色化學教育
穆虹列,劉 勇
(六盤水師范學院 化學與化學工程系,貴州六盤水 553004)
介紹了綠色化學的具體含義,進而分析化學實驗教學中實施綠色化學的意義,最后提出了化學實驗教學中綠色化學的實施途徑。
綠色化學;化學實驗;意義;途徑
化學作為一門自然學科,其立身的根本便是實驗,因此在化學的教學中實驗教師是極其重要的一部分,但是在化學的實驗教學中極易出現化學試劑、藥品使用過量的現象,進而造成不必要的實驗成本支出。此外,在化學實驗中還可能會產生一些對人類、環境有危害的產物,因此實現化學教學實驗的綠色化是十分必要的。在此背景下,圍繞化學實驗和綠色化學為中心,分綠色化學的具體含義、化學實驗教學中實施綠色化學的意義、化學實驗教學中綠色化學的實施途徑三部分展開了細致的分析探討,旨在提供一些化學實驗中綠色化學的實施途徑。
1.1 綠色化學概念
綠色化學又被稱為環境友好化學,是利用方法或者技術來消除或者降低化學產品設計、制造以及應用過程中所產生的有害物質以及使用的有害物質。其在化學實驗中所設計和使用的化學產品對于環境和人體而言是更為友好環保的,是一種從源頭實現污染阻斷的化學[1]。
1.2 綠色化學核心內容
綠色化學的核心內容主要有兩點,化學實驗的原子利用率以及5R原則原子利用率直接影響著原子利用的經濟性,是指在化學反應中,充分地利用反應物中的每一個原子,進而實現最大程度的資源利用和污染防治。具體而言,就是原子利用率越高,那么化學實驗所殘留的化學廢棄物就會越少,進而產生的環境影響因子就會越少,對環境的影響就會越小。
5R原則指的是在化學實驗中實現三排的減量、循環使用、回收、再生以及拒用。具體而言就是減少化學實驗中的三廢數量,同時對于可以實現循環使用的化學試劑要實現循環使用,即回收和再生,最后對于一些化學實驗無法進行代替,并且無法實現回收的實驗物質,同時對于環境和身體還有一定危害的物質,要做到拒絕使用。
素質教育的背景下,在化學實驗中進行綠色化學是符合素質教育要求和宗旨的,同時也是素質教育的內容,同時也是傳播綠色化學理念的一大途徑,更是對學生社會責任心以及創新能力的培養方式。
3.1 開展微型化學實驗
微型化學實驗是為了解決化學實驗三廢問題而誕生的一中綠色化學的實驗方式。微型化學實驗較之常規的化學實驗其在化學試劑的使用上,有時甚至會降低到1/1000。就化學實驗的理念而言,就是化學實驗中在滿足化學目的的前提下,盡可能地減少化學試劑的使用量,進而減少化學三廢的產生,具有安全、節約、減少污染以及節約實驗經費等諸多的優點,是現階段綠色化學實驗的主要實現途徑,值得廣大化學教師在化學實驗教學中充分合理的使用[2]。
3.2 串聯實驗及化學試劑的再利用
串聯實驗指的是通過對一系列化學實驗的次序進行排列,到達上一個化學實驗的產物可以直接應用于下一個化學實驗,這也就實現了化學實驗試劑的使用量減少。例如將蒸餾實驗和萃取實驗安排在一起,使用四氯化碳對碘的水溶液進行萃取實驗,進而得到碘的四氯化碳試劑,然后便可以在進行反萃取實驗,加入氫氧化鈉指導顏色完全消失,實現四氯化碳的萃取,最后又可以進行蒸餾實驗,將四氯化碳提取出來,這一系列的化學實驗在其化學試劑的使用上,一直只有四氯化碳和碘液但是卻完成了3個實驗,最后還實現了原始試劑的回收。
3.3 尋找最佳試劑
尋找出最為合適化學實驗的化學試劑,最大程度實現無毒試劑代替有毒試劑。例如在無機實驗之中,對于有毒的硫化氫就可以使用無毒的硫代乙酰胺進行代替;在有機實驗中甲苯就是一種無毒、適用范圍極廣的試劑;對于酯類的化學實驗,可以使用無機鹽代替樹脂;對于需要使用濃硫酸作催化劑的實驗可以使用高效固體酸Fe2O3-SO4給以代替,進而可以在實驗中避免濃硫酸的強腐蝕性可能造成的危險,同時高效固體酸Fe2O3-SO4還具有很高的轉化率和可選擇性,在反應速度方面的速率也很快,是一種極其理想的環保試劑。
綜上所述,綠色化學又被稱為環境友好化學,是利用方法或者技術來消除或者降低化學產品設計、制造以及應用過程中所產生的有害物質以及使用的有害物質。其核心內容主要有原子利用率以及5R原則。在素質教育背景下,對于素質教育的推進以及學生的發展都具有重要的意義。在具體實施途徑上可以從開展微型化學實驗、串聯實驗及化學試劑的再利用、尋找最佳試劑、妥善處理三廢問題幾方面入手,其實質是將先綠色化學理念融入化學實驗之中。
[1] 楊天林,楊文遠,倪剛,等.改革實驗教學,走綠色化學之路——以無機化學實驗教學為例[J].實驗技術與管理,2012,29(4):17-20.
[2] 趙麗娜,陸國志.高校化學實驗中綠色化學的研究[J].實驗技術與管理,2013,30(2):179-181.
Chemistry Experiment Teaching and Green Chemistry Education
Mu Hong-lie,Liu Yong
This paper introduces the specific meaning of green chemistry,and then analyzes the significance of the implementation of the green chemistry experiment teaching,and finally puts forward the way to implement the green chemistry in the chemical experiment teaching.
green chemistry;chemistry experiment;significance;way
O6-4
A
1003–6490(2016)09–0085–01
2016–09–05
穆虹列(1994—),男,貴州大方人,主要研究方向為化學方向。