化工實驗改革與綠色化學理念應用實踐分析

蒲艷玲

（蘭州交通大學化學與生物工程學院，甘肅蘭州 730070）

化工實驗改革與綠色化學理念應用實踐分析

蒲艷玲

（蘭州交通大學化學與生物工程學院，甘肅蘭州 730070）

生存環境的不斷惡化，使人們充分認識到環境保護的重要性，也正因如此人類開始從生活方式以及生產方式入手，實施了相應的環境保護措施，“綠色化學”理念也是在這種背景下應運而生。由于化工實驗會存在著一定的污染源，為了響應環保的號召，化學工程技術實驗課程開始嘗試運用綠色化學理念，對化工實驗方式進行改革。通過對綠色化學以及化工改革必要性的介紹，探索出綠色化學理念下，化工實驗改革的正確開展方式。

必要性；化工實驗；綠色化學；仿真實驗

化工實驗是專業學生掌握理論知識、提高自身實踐能力的有效途徑。因此各院校一直極為重視化工實驗的開展。但由于化工實驗較為特殊，在實驗過程中會產生一定量的污染物以及廢棄物，會對環境造成一定程度的污染。為了減少化工實驗對環境的污染，實現綠色化學理念的化工實驗，各學校都對自身的化工實驗進行了創新。為了確保化工實驗改革的順利進行，我們首先要對“綠色化學”這一理念進行全面的認識。

1 “綠色化學”

“綠色化學”這一概念是由美國化學會首先提出的，是指在使用以及制造化學產品時，應對可再生原料進行合理的運用，來對化學實驗中可能產生的有毒試劑與溶劑進行有效的規避，并降低實驗廢物的產生[1]。該概念發展至今，其定義也發生了一定的變化，現代的“綠色化學”更多指的是能夠對環境進行保護的化學。倡導人們在對化學技術使用的過程中，要通過主動的手段，來對有害物質的排放量進行有效的控制，并要對資源與能源進行合理的利用，避免浪費。

化學源于生活，與人們的衣食住行有著極為密切的練習，對于人類的經濟以及生存而言都有著十分重要的意義。且化學這門學科蘊含的內容極廣，哲學以及自然學科等知識點都有所涉及，是人類發展不可或缺的內容。但化學像是一把雙刃劍，在為人類生活帶來便利的同時，化工行業以及化學行業的崛起，也對生態環境造成了一定的負面影響，人們的生存環境受到了極大的威脅。為了改變這一現狀，實現人類與生態環境之間的和諧發展，各國社會都對這一綠色化學進行了深入的研究。

2 化工實驗改革的必要性

作為高校教學的重要手段，實驗教學一直都是各學校教學研究的重點內容，以期望能夠對學生的創新能力以及實踐運用能力進行有效的培養。而化學技術工程實驗自然也是老師重點關注的教學內容。但由于化工實驗會產生一定的污染物質，會對生態環境造成一定的破壞，引起了社會各界的關注，如果繼續沿用傳統方式進行化工實驗，勢必會造成較為嚴重的后果。所以高校必須要對自身的化工實驗方式進行改革，并要將綠色化學的理念融入都其中，實現綠色化實驗教學。這樣不僅能夠使學生可以繼續運用化工實驗獲得相應的知識，同時還會有效降低實驗對于生態環境的影響，所以化工實驗綠色化改革勢在必行。

3 在化工實驗改革中，綠色化學理念的運用策略

3.1 從實驗內容入手，實施綠色化學

實驗內容是化工實驗開展的靈魂所在，因此老師想要將綠色化學理念融入到化工實驗的改革之中，就應從實驗內容入手。一般在進行化學工程技術實驗時，老師可以盡量挑選一些基本性操作的實驗，而實驗使用的物品也要盡量以無毒、綠色的化學溶劑、催化劑以及原料為主[3]。首先，在進行實驗之前，老師必須要對反應物用量進行精準的計算，要秉持節約原則，降低化學藥劑使用量，只要保證化學結果即可；其次要對實驗項目進行篩選，要堅持使用低毒、低能耗的項目，從源頭避免有毒物質的產生，有效提高化工實驗的安全性。例如在進行硝基苯甲酸乙酯合成的實驗中，就可以運用苯磺酸來代替濃硫酸作為合成的催化劑。雖然濃硫酸成本較低且活性較高，卻存在著腐蝕性較強、反應復雜以及副產物等方面的缺點，并不符合環保的理念，而苯磺硫酸不僅易得、低價，且可以有效彌補濃硫酸存在的問題，整體產率較高。

3.2 從仿真實驗入手，實施綠色化學

所謂“仿真實驗”，就是利用信息技術與多媒體設備，對化工實驗的過程進行模擬，或者播放相應的實驗過程視頻，來達到對學生進行實驗教學的目的[4]。這種方式不僅能夠幫助學生明確化學藥劑的實驗過程以及化學物質之間的反應情況，同時還能有效解決部分化工實驗毒性與污染性較強的問題，極為符合綠色化學的理念。

老師在使用信息技術制作仿真實驗視頻之前，首先要對本次實驗的教學目標以及教學重點進行明確，并對整體仿真實驗進行初步的設計；其次要利用網絡資源，通過合法的手段獲得實驗視頻，并對視頻資源進行后期的制作與配音，以便學生對每個實驗步驟進行明確。如果網絡中沒有相應的視頻或搜索視頻不符合教學要求時，老師也應遵守綠色原則利用動畫的形式，來對實驗原理以及實驗過程等內容進行演示。使學生即使不動手進行操作，也能完全明確此次化工實驗的原理以及操作步驟，可以準確總結出實驗結論，得到相同的教學效果，避免了化工實驗對環境產生的負面影響。

3.3 從“微量化”入手，實施綠色化學

在微小型儀器中使用最少限度的試劑進行的實驗被稱之為“微量化實驗”。通常這種實驗的化學用量是正常化學用量一般在十分之一到千分之一之間[5]。想要確保化工實驗的順利改革，切實落實綠色化學的理念，就是在化學過程中盡量減少化學物品的使用量并降低實驗過程中的排放量，即實驗微量化處理。所以在進行化工實驗改革時，老師應推行微量化實驗，從源頭開始降低化工實驗對環境的影響。像在進行正溴丁烷合成實驗時，使用不同量的“濃硫酸氧化溴化鈉”，就會產生截然不同的效果。使用常規量時，化學反應瓶會在較長時間后才會產生反應，其中的氣體顏色較深，會出現大量的溴，一旦控制不當就會對環境造成污染；但使用微量試劑在小型反應儀器中進行實驗時，不僅整體實驗的時間較短，而且反應瓶中的氣體呈現淺色，溴產量相對較小，對于環境的影響程度較低。

3.4 從實驗裝置入手，實施綠色化學

化工實驗多數都會涉及到化學合成實驗，而在這種合成實驗中難免會出現一定量的有毒物質。一般老師都會教導學生在通風櫥中進行，降低對實驗室環境的污染程度，但卻無法對有毒氣體進行處理，還是會對空氣造成污染。所以老師可以通過對實驗裝置進行改革的方式，來對達到綠色化實驗的目的。老師可以利用自身的經驗，對化工實驗中可能出現污染物的環節進行確認，并與其他教師一起對該環節使用的實驗裝置進行改良，并配合對實驗步驟的調整，將實驗的排放量將到最低[6]。同時還應對化學催化劑進行替換處理，一方面可以降低有害物質的產生，同時還能有效對實驗裝置進行保護，以防出現化學試劑對實驗裝置造成損害的情況。此外還應在設計出實驗循環系統，要對以往的實驗裝置設計進行拓展，在條件允許的情況下，設計出產物以及輔助劑等物質的循環使用裝置，避免對實驗材料的浪費。

3.5 從廢棄物入手，實施綠色化學

化工實驗廢料也是主要的環境污染源之一，所以老師必須要對這一情況予以足夠的重視，要對廢氣以及廢水等物質進行合理的處理。一方面，要固體廢棄物以及放射性污染物進行科學的分類，并分別收到專業的回收容器之中[7]。之后在根據國家相關規定，對這些排放物分別進行處理；另一方面，要將產生大量腐蝕性氣體以及有毒氣體的化工實驗安排在通風櫥或者封閉實驗室中進行，并要對排放的尾氣進行回收，并妥善進行處理。

4 結束語

通過對綠色化學以及化工實驗改革相關內容的闡述，使我們對綠色化學理念的內容以及優勢有了更進一步的了解。各學校必須要響應環境保護的號召，正確運用綠色化學理念來對化工實驗進行改革。要對催化劑、試劑以及溶劑使用量控制或者替換等方式來對化工實驗中產生的不良物質進行限制，同時通過對化工實驗裝置的完善以及對仿真實驗的利用，來實現綠色化工實驗，從而對實驗環境進行有效的保護。

[1] 徐文祥.綠色化學理念下的化工專業有機化學實驗教學改革分析[J].化工設計通訊，2016，（4）∶167.

[2] 劉品禎，李紅梅，程志飛，等.淺談綠色化學理念在無機化學實驗中的應用與研究[J].廣州化工，2016，（12）∶226-228.

[3] 蒲艷玲.化工實驗改革與綠色化學理念的運用研究[J].生物化工，2016，（4）∶69-72.

[4] 蔡佳利，陳紅，陳朝暉，等.樹立綠色化學理念 改革化學實驗教學[J].科教文匯（中旬刊），2014，（10）∶53-55.

[5] 蔡佳利，陳紅，陳朝暉，等.樹立綠色化學理念 改革化學實驗教學[J].高等教育研究（成都），2014，（4）∶23-27.

[6] 歐陽玉祝，陳小東，彭曉春，等.基于綠色化學理念的基礎化學實驗教學研究[J].化工高等教育，2010，（2）∶64-67.

[7] 王亮，姜艷，何明陽，等.化學實驗“綠色化”理念的培養及實踐探討[J].廣州化工，2012，（18）∶164-165，167.

Analysis on the Application Experiment of Chemical Engineering Experiment and Green Chemistry

Pu Yan-ling

The deteriorating living environment makes people fully aware of the importance of environmental protection，and because of this，human beings start from the way of life and production methods，the implementation of the corresponding environmental protection measures，”green chemistry” concept is this Background came into being.As a result of chemical experiments there will be some sources of pollution，in response to the call of social environmental protection，chemical engineering technology experimental courses began to try to use green chemistry concept，the reform of chemical experiments.Through the introduction of green chemistry and the necessity of chemical reform，the paper explores the correct way of reforming the chemical experiment under the green chemistry concept.

necessity；chemical experiment；green chemistry；simulation experiment

O62-4；G642

A

1003-6490（2017）02-0124-02