對中學化學實驗綠色化提出的相關教學和管理建議

羅艷玲

摘 要：中學化學實驗在獲得物質及其化學變化的有關信息后，其產物即變成廢棄物。這樣，全國數以萬計的中學化學實驗室就成了一座座小型污染源，幾乎每天都在排放著數量不可小看的污染物。本文針對中學化學實驗綠色化提出了相關教學和管理建議。

關鍵詞：綠色化學；實驗化學；環保意識；環境污染；零排放

綠色化學是指在獲取新物質的化學反應中充分利用參與反應的每個原料原子，在始端就采用實現污染預防的科學手段，因而過程和終端均為零排放和零污染，是一門從源頭阻止污染的化學。它不同于環境保護，它是主動的防止化學污染，從而在根本上切斷污染源，而不是被動地治理環境污染，所以綠色化學是更高層次的環境友好化學。其核心內容包括：1.減量：“減量”是從省資源、少污染角度提出的，包括二層意思：①減少資源用量。在保證產量的情況下如何減少用量，有效途徑之一是提高轉化率，減少損失率；②減少“三廢”排放量。2.重復使用：重復使用不僅是降低成本的需要，也是減廢的需要。諸如化學反應過程中的催化劑、載體等，從一開始就應考慮有重復使用的設計。3.回收：回收可以有效實現“省資源、少污染、減成本”的要求，回收包括：回收未反應的原料，回收副產物（含“三廢”），回收助溶劑、催化劑、穩定劑等非反應試劑。4.再生：再生是變廢為寶、節省資源能源、減少污染的有效途徑。5.拒用：拒絕使用是杜絕污染的最根本辦法，它是指對一些無法替代，又無法回收、再生和重復使用的藥品原料，拒絕在化學反應過程中使用。結合。綠色化學的原則和中學化學課堂的實際，筆者提出以下幾點建議：

一、推廣微型化學實驗，節約藥品，減少污染，激活綠色化學意識

微型化學實驗是在實驗操作技術許可的條件下以盡可能少的試劑來獲取所需的化學信息的實驗方法。它具有現象明顯、效果良好、節約實驗材料和時間、減少污染、安全、便于攜帶等優點。在微小型的儀器中，用盡可能少的試劑來進行實驗（一般為常規量的十分之一至千分之一）。因為只有儀器微型化了，才能減少試劑在器皿上的附著量，同時還應盡可能減少中間產物的轉移過程，以減少試劑在器皿上的附著。微型化學實驗不是常規實驗的簡單微縮，也不是對常規實驗的補充，更不是與常規實驗的對立，它是在綠色化學思想下用預防化學污染的新實驗思想、新方法和新技術對常規實驗進行改革和發展的必然結果。利用微型化學實驗除能真正體現綠色化學預防污染（而不是治理污染）的原則外，它在激發學生的學習興趣、強化動手能力的訓練、幫助學生養成創新思維習慣、潛移默化地讓學生樹立綠色化學觀念也有著獨特的功效。因此，我們應該加強微型實驗的研究和應用，使它在化學實驗中發揮更大的作用。

二、降低藥品濃度，提高實驗效果，減少環境污染，滲透綠色化學意識

在現行中學化學教材中，有些實驗指明了藥品濃度，有些實驗沒有指明藥品濃度。對許多涉及藥品濃度的實驗探索和改進。既節約了藥品、保證了實驗效果，又減少了環境污染。指示劑濃度的減少，指示劑酚酞、石蕊等原濃度為0.5%～1.0%，經改進可減少到0.1%～0.25%。例如：⑴對苯酚性質實驗，苯酚溶液濃度由2%降至0.5%～1.0%，溴水濃度也可降低為橙紅（稍濃）。⑵對定性檢驗劑硝酸銀濃度改進，配制銀氨溶液，硝酸銀濃度、氨水濃度可由2%降為1%。一般離子檢驗，硝酸銀濃度0.1%就足夠了。⑶濃度對化學平衡的影響，硫氰酸鉀、三氯化鐵溶液的濃度可由0.01mol/L降為0.0005mol/L。這樣調整后既減少了實驗藥品的濃度并且增強了實驗效果。

降低實驗藥品濃度的例子還很多，作為一名中學化學老師，應具有綠色化學的思想，并指導日常工作，盡可能地降低實驗藥品濃度，減少藥品的損耗，預防環境污染。

三、改進實驗裝置，培養綠色化學意識

綠色化學是設計研究沒有或盡可能少的對環境產生負作用的化學反應和化學過程。在中學化學實驗中，對部分實驗從實驗技術、方法、儀器等進行重新設計，把分散的實驗綜合起來，這樣既可防止有毒氣體進入空氣，而且還可以節約藥品和縮短實驗時間。

例如：銅分別與稀硝酸、濃硝酸的反應，演示實驗和學生分組實驗都有，如果按課本上做，不僅浪費藥品，而且產生釋放出一氧化氮與二氧化氮等有毒氣體。我們可以利用廢棄的醫用一次性注射器作為發生裝置，待實驗結束后吸取少量氫氧化鈉溶液，這樣做，使整個實驗過程都貫穿了綠色化學的思想。

這樣的例子還不少，例如在制取HCl、SO2、NH3等易溶于水氣體的反應裝置上，再增加一個漏斗或一個干燥管，把氣體導入水中或相應的吸收液中。再如制備乙酸乙酯的反應裝置上連接一個干燥管，干燥管的細口插入試管中的Na2CO3溶液里，既可防止倒吸，又能迅速收集生成的乙酸乙酯，同時也防止了乙酸、乙醇、乙酸乙酯氣體進入空氣，這樣反應物用量也能減少一半以上。

對演示實驗后的有毒物質的處理，也是對學生實施保護環境思路和方法教育的一個重要環節。將學生所學的環保知識與實驗的后處理結合起來，既能使學生所學知識得以鞏固，又可培養學生綠色化學的意識。

四、設計綠色實驗方案，充分利用反應產物

綠色化學是一門從源頭上防止污染的化學，所以，我們可以優化化學實驗的設計方案，充分利用現有資源及反應產物。這樣不僅從源頭上防止了污染，而且還能增加經濟效益。

例如，在中學化學實驗中，萃取實驗用的有機溶劑有CCl4、煤油等，如果廢棄了，不僅污染環境，而且會產生新的隱患。如將它們進行回收、集中后再化學處理一下，則可重新使用。對于萃取碘的CCl4、煤油可以用稍濃的NaOH溶液洗液、分液。又可重新得到CCl4、煤油。

實驗既是化學教學的重要組成部分，也是培養學生綠色化學意識的最有效途徑。中學化學教材中的許多實驗都已經滲透了綠色化學思想，但還有不少實驗值得討論與重新考慮，這給改革實驗教學、培養學生創新精神和實踐能力提供了良好契機。我們作為中學化學教師，應把綠色化學的思想深入到常規實驗教學和實驗改進中，把綠色化學理念貫穿于化學教學的始終，使它成為中學化學課堂改革的一個重要組成部分，使學生了解綠色化學，接受綠色化學，培養學生從事綠色研究與開發的能力和興趣。學生在畢業以后，還會將這種思維方式應用于工作中，從而使綠色化學思想在人們的生活中生根發芽。

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