綠色化學在化學實驗中的解讀

陳懷麗

(江蘇省江陰市璜塘中學，江蘇江陰 214407)

綠色化學在化學實驗中的解讀

陳懷麗

(江蘇省江陰市璜塘中學，江蘇江陰 214407)

社會科技的快速發展，雖然提高了人們的生活質量，但同時也給人們所生活的環境帶來了不可預估的破壞，環保已成為人們生活的一種重要理念。作為兼具實用性和創造性的中心學科，化學在各種研究領域和工農業生產中有著不可取代的作用，因此，化學必然是朝著環境友好的方向發展的。

綠色化學；初中化學；化學實驗；實驗教學；微型實驗

引言

綠色化學又稱“環境無害化學”“環境友好化學”“清潔化學”，要求在工農業生產中應用化學時，要學會利用化學原理從源頭上減少和消除對環境的污染，生產過程實現零排放，盡可能地把反應物全部轉化為所需產物。在學生開始接觸化學時教師就要注重培養學生的綠色化學理念，在進行化學實驗時考慮如何實現“綠色”，特別是設計化學實驗方案時，“綠色”是學生設計時必須考慮的因素。因此，綠色化學不僅貫穿于初中化學教學，更是體現在化學實驗之中，強化學生的環保意識。

一、變傳統實驗為微型實驗

在傳統實驗中，為滿足實驗要求，使用的藥品較多，產生的廢棄物也多，污染了環境，為實現綠色化學，我們在實驗過程中要變傳統實驗為微型實驗。在化學實驗室中進行微型實驗，不僅可以節約化學藥品、縮減化學實驗時間、提高化學實驗效果、減少污染，還能降低部分化學實驗的危險性，最大限度地保證師生的安全，增加學生親自動手實驗的機會。在教學過程中，教師要正確認識微型實驗，它并不是單純的傳統實驗的濃縮，也不是對傳統實驗的補充，更不是與傳統實驗的對立，它只是與社會并軌的產物，響應了綠色環保的號召，是對傳統實驗的改革和發展。如CO還原CuO的實驗，可用圖1的微型實驗，該套裝置比較小，節約藥品，產生的污染物也較少，現象比較明顯；此裝置內空間較小，空氣易排空，實驗危險系數小。

圖1

二、實驗效果與物質使用效率并重

在現行初中化學教材中，很多實驗的演示一直延續著傳統的方式，在實際教學過程中，實驗效果卻并不明顯，造成實驗藥品的不必要浪費，大大降低了學生實驗的興趣和求知欲。我在實際教學過程中，對個別實驗進行了探索和改進，既增強了化學藥品的使用效率，從根源上減少了環境的污染，又提高了實驗效果，學生在實驗過程中一直保持了超高的實驗興趣，偶爾還會迸發出意想不到的創意，使化學實驗課堂充滿了新奇。如“氧氣的實驗室制取與性質”中探索鐵絲在氧氣中燃燒的現象時，課本上的實驗操作是在螺旋狀細鐵絲底端的火柴，然后點燃火柴進行引燃，然后把細鐵絲插入盛有氧氣的集氣瓶中。在進行演示實驗時，鐵絲的燃燒不明顯，很多學生觀察不到實驗現象，對現象的描述多是依靠死記硬背，記憶效果不佳。我經過探索，對實驗進行了簡化，使用增氧酒精燈進行實驗，見圖2。實驗效果明顯，酒精能夠充分燃燒，減少了CO的排放，培養了學生的創新意識。

圖2

三、注意有毒物質與有毒氣體的處理

綠色化學要求我們在做化學實驗的過程中要沒有或盡可能減少對環境的副作用，在無毒、無害的條件下進行實驗。在初中化學實驗中，關于有毒物質參與或產生的化學反應，部分教師都采用避而遠之的態度，為了安全拒絕學生參與實驗，多是采用視頻的方式給學生講解，讓實驗教學的效果大打折扣。其實，有毒物質參與或有毒氣體產生的實驗并沒有我們想象中的可怕，只要我們嚴格按照實驗操作規范，實驗的安全性是完全可以保證的，反而可以讓學生正確認識到規范的實驗操作的重要性。特別是對實驗過程中有毒氣體的處理，不僅是綠色化學的體現，更是全國各地每年中考的必考點，是學生在實驗中必須注意的操作。如在鐵的冶煉中，CO無法完全與Fe2O3反應，但CO有毒，所以必須對尾氣進行處理，可以點燃（見圖3），也可以用小氣球進行收集，以防止污染空氣。

圖3

四、設計高效實驗實現零排放

我們在進行化學實驗時，不僅要從源頭上阻止或減少化學實驗過程中對環境的污染，還要在實驗過程中使反應物或產物能充分利用，讓物質能循環使用，實現零排放，進而在生產生活中應用時提高經濟效益。物質的循環使用，不僅可以減少污染物的排放，還能降低生產成本，達到社會效益與經濟效益的完美結合。在初中化學實驗中，教師要給學生灌輸高效使用化學試劑的意識，讓學生在設計實驗時，不僅要考慮實驗效果，還要考慮藥劑的高效利用，選擇最佳的實驗方案進行操作。如在工業生產中，我國著名化學家侯德榜創立的“聯合制堿法”便是成功地實現了零排放，簡易流程圖見圖4，循環Ⅰ和循環Ⅱ都實現了物質的重復使用，實現了零排放。

圖4

五、培養學生規范的實驗操作

規范的實驗操作不僅是化學實驗成功的保證，還是施行綠色化學的基礎。從節約藥品方面來說，對于沒有明確用量的實驗，在實際操作中既要考慮實驗效果又要考慮環境污染，我在教學過程中多是經過多次探索給出明確的用量和濃度，這樣既方便了學生的實驗操作，達到了實驗效果，又避免了藥品的浪費，從而實現綠色化學。從實驗安全方面來說，規范的實驗操作是實驗安全的保障，如濃硫酸的稀釋，一定要把濃硫酸沿器壁慢慢注入水中，并不斷攪拌，否則會使硫酸液滴向四周飛濺，嚴重危害操作人員的安全。規范的實驗操作還包括妥善處理化學實驗中的廢棄物，這也是綠色化學的重要內容之一。對于實驗過程中用剩的化學試劑，一定不能重新放回試劑瓶，而是應放在指定的容器中；對于實驗過程中產生的有毒試劑更不能直接倒入水槽，否則會污染環境。

綠色化學的目標是保護環境，培養學生的環保意識是初中化學實驗教學的重要目標之一，讓學生形成綠色化學的意識，設計實驗方案時能自然而然地貫穿綠色化學，使設計的實驗方案不僅具備科學性、可行性，又具備環保性。在初中化學實驗教學中實現綠色化學，不僅有利于學生掌握規范的實驗操作，還能加強學生的環保意識和創新意識，為學生的終身發展奠定堅實的基礎。

[1]蔣韻.在初中化學實驗中滲透綠色化學理念的實踐研究[J].科學大眾(科學教育).2016(03).

[2]張康華，曹小華，謝寶華，陶春元.化學實驗教學與綠色化學教育[J].實驗室研究與探索.2010(05).

[3]徐寧.初中微型化學實驗的研究與實踐[J].內蒙古民族大學學報.2009(04).

陳懷麗（1979），女，江陰市璜塘中學化學教師，中學一級，江陰市化學教學大比武一等獎，無錫市化學優質課比武二等獎，無錫市優秀教育工作者。