淺談如何推動化學實驗綠色化

陳紅慶??

摘要：化學實驗是化學學科的基礎，也是化學教學不可或缺的部分，但在化學實驗過程中也會產生有害、有污染的物質，對我們周圍的環境帶來一定影響。隨著素質教育的提高和環境問題的惡化，化學實驗綠色化越來越受到人們的重視，化學實驗綠色化是新課改下綠色化學教學所倡導的一種新型的實驗理念，通過實驗綠色化，可以有效降低實驗的污染性，減少化學實驗造成的環境壓力。

關鍵詞：改進；回收和再利用；微型實驗；模擬實驗

中圖分類號：G633.8文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2017）03-046-1

在化學實驗中，我們要努力改變傳統的實驗格局，培養學生的實驗綠色化理念。這不僅有利于減少化學實驗的污染，同時，通過改進的化學實驗，還可以提高學生的思維能力、創新能力等多方面的能力，一舉多得。在此，筆者簡單闡述在化學實驗教學中開展化學實驗綠色化的幾點措施。

一、改進化學實驗

化學是一門以實驗為基礎的學科，是一門具有著獨特魅力的科學，教師及學生通過自己靈巧的雙手、敏銳的觀察力在實驗操作中充分地感受著各種奇妙的化學現象。但在教學中有一些化學演示實驗按課本進行操作則浪費藥品、操作繁瑣，現象不明顯，因此我們必須優化教學設計，改進實驗方案，增強實驗的直觀性，提高實驗效果。在化學實驗中，有些實驗藥品產生的污染物較少，或者產生的污染物便于處理，而有些藥品在實驗時產生的污染很大，并且處理的成本也非常高。因此，我們可以想辦法改進實驗以降低實驗造成的污染。如“比較電解質溶液導電能力的實驗”中，教材上用的酸、堿、鹽分別是鹽酸、醋酸、氫氧化鈉、氨水和氯化鈉，其中的鹽酸和氯化鈉溶液在通電時，電解產物中存在有害的氯氣，所以可以將鹽酸和氯化鈉溶液換為稀硫酸和硫酸鈉溶液，電解這兩種物質的水溶液產生的是氫氣和氧氣。這樣既達到了比較電解質溶液導電能力強弱的目的，又避免了氯氣的污染。

二、注意實驗藥品的回收和再利用

在過去的化學實驗中，我們通常會把實驗殘留藥品經過簡單的處理，然后丟棄掉，但事實上，很多化學實驗的殘留藥品，生成的廢液廢渣等是可以重復利用的，如“銅與濃硫酸反應的實驗”可與“二氧化硫使品紅溶液褪色的實驗”合并在一起，將前者產生的二氧化硫通入品紅溶液中，達到一舉兩得的目的。如“溫度對化學平衡移動的影響”實驗，可用盛有NO2和N2O4混合氣體的兩個玻璃球來進行，一個球插入熱水中，另一個球插入冷水中，插入熱水中的氣體顏色變深，插入冷水中的氣體顏色變淺，從而說明溫度對化學平衡的影響。這說明，用密封有化學藥品的成品化的儀器來完成的化學實驗，儀器及藥品可循環使用，不存在污染。

三、開展微型實驗

化學實驗的污染主要來自于反應過程中產生的污染物，如果在進行化學實驗的過程中，對實驗進行改進，對實驗微型化，這樣自然減少污染物的排放。在微型化的實驗裝置中進行的化學實驗稱為“微型化學實驗”。微型化學實驗著眼于環境安全和污染預防的需要，其試劑用量是常規實驗的十分之一，反應時間節約三分之一。由于反應的原材料大大減少，實驗設計時更安全，且污染小、效率高，更貼近綠色化學的要求。如“鹵素各單質的活動性比較實驗”中，如將試管改為點滴板，污染會降低，即在點滴板的兩個井穴內分別滴入2滴KI溶液，再在滴有KI溶液的兩穴內分別滴入兩滴飽和氯水和溴水，用細玻璃棒攪拌，然后再滴入一滴淀粉溶液，可觀察到溶液變藍，即證明溶液中有碘單質被置換出來從而使淀粉變藍。另外也可用濾紙或玻璃片來代替試管。氯水和溴水用量的減少，大大減輕了因氯氣和溴蒸氣所造成的污染。在演示實驗中若將此實驗與電教手段相結合，則可以彌補因微型化而造成的現象不明顯。

四、適當開展多媒體模擬實驗

在化學實驗中，有相當一部分的實驗不但造成的污染大，同時，還具有一定的危險性。很多原本應當做的實驗，由于課堂環境下不具備條件，只能用講實驗的方式來替代。很明顯，如果通過講實驗的方式當然無法起到真正地實驗教學的效果。教師可以從網絡上下載一些視頻，借助于多媒體展示，可以讓學生形象安全地感知實驗內容，給學生模擬出整個實驗過程，使得學生通過多媒體工具來觀察實驗現象、總結實驗規律、了解實驗原理，當然也可以實現將自己做的某些危害性較大的實驗錄下來放映給學生看。如在《金屬資源的的利用和保護》一節的教學中，一氧化碳還原氧化鐵的實驗是教學重難點，而且一氧化碳有毒，反應需要高溫，在實驗室里要完成還存在一定的難度和危害性，用多媒體輔助教學，對一氧化碳還原氧化鐵的實驗進行“模擬”實驗，使學生對實驗原理、步驟、過程、現象一目了然。這樣一種依賴多媒體工具的模擬實驗不但是一種零污染的綠色實驗，同時，這種模擬實驗相較于傳統實驗還有很多自身的優勢，例如，在一些化學實驗中，有些實驗現象時間非常短暫，或者發生的反應非常不明顯，一旦學生不注意就很難觀察。而利用計算機進行模擬實驗時，當遇到一些不明顯的實驗現象時，可以采用放大的技術讓學生看得更加清楚，而遇到一些實驗現象時間很短時，則可以采取回放的技術讓學生反復觀察。雖然模擬實驗有很多的優點，但是，我們也不能用模擬實驗完全取代傳統的實驗，畢竟，很多的知識和能力的培養還需要在親自動手的傳統實驗中才能夠獲得。

化學實驗綠色化是用預防化學污染的新思想和新技術對常規實驗進行改革而形成的化學實驗新方法，有利于學生樹立綠色化學的觀念和環境保護的意識，為將來運用這方面知識而打下基礎，不但是化學教學素質教育的要求，同時也是化學科學發展的趨勢。