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綠色化學(xué)實驗范文

時間:2023-03-01 16:32:08

序論:在您撰寫綠色化學(xué)實驗時,參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情,引導(dǎo)您走向新的創(chuàng)作高度。

綠色化學(xué)實驗

第1篇

【關(guān)鍵詞】初中化學(xué)實驗;綠色化;環(huán)境保護(hù)

1 引言

綠色化學(xué)旨在從源頭消除污染,是使人類可持續(xù)發(fā)展的化學(xué),其內(nèi)容包括新設(shè)計或者重新設(shè)計化學(xué)合成、制造方法和化工產(chǎn)品來根除污染源,是最為理想的環(huán)境污染防治方法。初中化學(xué)實驗教學(xué)過程中,無論是演示實驗還是學(xué)生實驗,若處理不當(dāng),都會對環(huán)境會造成污染。就這一問題,要求對實驗進(jìn)行創(chuàng)新,進(jìn)行綠色化設(shè)計。如何把綠色化學(xué)教育更好地貫穿于初中化學(xué)教學(xué)的全過程之中,是時代給化學(xué)教育提出的一個新的研究課題。

2 化學(xué)實驗綠色化的意義

化學(xué)實驗綠色化會給學(xué)生帶來終身的影響,環(huán)境質(zhì)量與學(xué)生及其家人的生活息息相關(guān),通過化學(xué)實驗綠色化的教育,可以使他們關(guān)心自己身邊的環(huán)境,知道自己有能力改變世界,知道健康與環(huán)境之間的聯(lián)系,了解個人利益與環(huán)境的關(guān)系。讓大家知道并不是只有科學(xué)家和專業(yè)環(huán)境工作人員才能夠為環(huán)境做出貢獻(xiàn),我們每一個人都可以為地球的綠色化做出自己的貢獻(xiàn)。只有教師、實驗員、學(xué)生、學(xué)校、社會共同努力,才能夠早日真正實現(xiàn)化學(xué)實驗的綠色化。

3 加強化學(xué)實驗綠色化制度

3.1 提高實驗員的素質(zhì)是化學(xué)實驗綠色化實施的前提。

只有了解化學(xué)實驗綠色化的知識,才能夠更好地運用這些知識實現(xiàn)化學(xué)實驗綠色化。由于化學(xué)實驗綠色化知識的缺乏,曾經(jīng)有實驗員用四氯化碳擦去黑板上的水筆印記,結(jié)果中毒被送進(jìn)醫(yī)院;也曾經(jīng)有實驗員不在水中切割白磷,結(jié)果著火,差點釀成大禍。只有高素質(zhì)的實驗員,才知道如何更好地保護(hù)自己,如何更好地保護(hù)環(huán)境。所以我們不能忽視實驗員的工作,應(yīng)該大力提高實驗員的各方面的素養(yǎng)。為了幫助教師和學(xué)生配制實驗試劑,制取實驗氣體,實驗員經(jīng)常接觸高濃度、大劑量的液體和氣體。首先需要讓他們了解了各種試劑的具體危害。這樣,即使是出于保護(hù)自身健康的需要,他們也能夠積極主動地采用綠色化的實驗。

3.2 配制低濃度藥品。

初中化學(xué)實驗很多并未指明所用藥品濃度的大小,在保證實驗成功的前提下,盡量配制較低濃度的藥品。這樣既能節(jié)約藥品,又減少了污染。如初中實驗中鹽酸和氫氧化鈉是最常用的藥品,一般來說,稀鹽酸的濃度為1:4(鹽酸和水的體積比),氫氧化鈉溶液的濃度為1%,如果是學(xué)生實驗,還可以進(jìn)一步稀釋。當(dāng)然也有特殊情況,為了保證實驗的成功,也要用較濃的溶液,如在做鑒別葡萄糖演示實驗時,氫氧化鈉溶液的濃度為10%。做氫氧化鈣溶液和碳酸鈉溶液反應(yīng)時,碳酸鈉溶液必須是飽和狀態(tài),這樣現(xiàn)象才會比較明顯。

3.3 微型化實驗儀器。

微型化學(xué)實驗,是1982年開始在美國研究試用的一種新型的試驗方法。被譽為化學(xué)實驗的革命。微型化學(xué)實驗是為減少資源消耗和化學(xué)污染而發(fā)展起來的一種化學(xué)實驗的新方法、新技術(shù),為化學(xué)實驗教學(xué)改革開辟一條新的路徑。它具有節(jié)約藥品、節(jié)省時間、安全、減少污染、激發(fā)學(xué)生動手實驗的興趣等優(yōu)點。所以對一些初中化學(xué)實驗微型化設(shè)計體現(xiàn)綠色化學(xué)思想是很有必要的。

例如,在分組實驗中藥品的用量很大,特別是金屬性質(zhì)和酸堿鹽性質(zhì)實驗。雖然在剛開始接觸化學(xué)實驗時就強調(diào)實驗操作的規(guī)范性,但由于初中階段的學(xué)生自律和自控能力較弱,實際操作中藥品的用量很難控制,造成的浪費大,污染也大,考慮這些,我們申購了一批15×100規(guī)格小試管代替之前用的15×150規(guī)格的試管,盡量減少藥品的用量從而減少污染。在做氨分子擴(kuò)散運動分組實驗時,科教版教材上用的是一只大燒杯罩住分別裝有濃氨水和酚酞試液的小燒杯,實驗所需藥品量較大,實驗耗時較長,且濃氨水有揮發(fā)性和刺激性氣味,對環(huán)境有污染。為了減少環(huán)境污染,我們對實驗進(jìn)行微型化設(shè)計,用兩個格子的塑料藥片板代替兩個小燒杯,固定在玻璃片上,分別滴加濃氨水和酚酞試液,再用50mL的小燒杯罩住藥片板。這樣的設(shè)計,大大減少了藥品的用量、實驗時間、環(huán)境污染等。該設(shè)計如果用于演示實驗,可以利用投影,放大實驗現(xiàn)象,提高演示實驗的效果。

3.4 規(guī)范實驗操作。

在學(xué)生剛接觸化學(xué)時,我們就對學(xué)生進(jìn)行實驗的安全性和重要性的教育,并通過準(zhǔn)確示范引導(dǎo)學(xué)生規(guī)范的操作,結(jié)合后續(xù)的實驗操作,逐步培養(yǎng)學(xué)生學(xué)生良好的實驗習(xí)慣和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,增強安全操作意識和環(huán)境保護(hù)意識。比如,在基本操作教學(xué)時,就規(guī)定了在沒有明確指明藥品用量時,一般情況是,固體藥品的用量蓋滿試管底部即可,液體藥品的用量是1~2mL。實驗廢棄物,應(yīng)放回指定的容器,進(jìn)行綜合處理,對酸、堿廢液可以相互中和到pH為6~9,此時再倒入下水道,就大大減少了對下水道管道的腐蝕。

第2篇

關(guān)鍵詞:中學(xué)化學(xué) 實驗 綠色化學(xué)

中圖分類號:G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:C DOI:10.3969/j.issn.1672-8181.2013.24.161

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。在化學(xué)教學(xué)中化學(xué)實驗具有獨特的魅力,重要地位和作用是不言而喻的。 “化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn)”中提出“通過各種形式的化學(xué)實驗,讓學(xué)生體驗研究的過程,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力”。新教材要求的實驗內(nèi)容增多,有些實驗會造成一些污染,對師生的健康有害。關(guān)于 “有毒”“污染”等問題,找出解決問題的方法,并在體驗式學(xué)習(xí)、研究和實驗教學(xué)中研究綠色化學(xué),以啟發(fā)學(xué)生思維,促進(jìn)創(chuàng)新教育。

“新標(biāo)準(zhǔn)”在內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中提出:“創(chuàng)建綠色化學(xué)和環(huán)保意識,從可持續(xù)發(fā)展的角度,加深對綠色化學(xué)和愛護(hù)環(huán)境的重要性的理解?!币虼耍覀儜?yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識,我們主張在微型綠色化學(xué)實驗中遵守這一要求。

綠色化學(xué)倡導(dǎo)物質(zhì)通過化學(xué)轉(zhuǎn)化過程中充分利用每個原子,過程和終端均為零的污染和零的排放。它可以充分利用資源,也可以落實污染防治。綠色化學(xué)實驗對化學(xué)教育教學(xué)提出了新的要求,綠色化學(xué)實驗的目標(biāo)和任務(wù)是采取措施,以減少和消除污染。

1 進(jìn)行綠色化學(xué)實驗的重要性

1.1 綠色化學(xué)實驗的意義

綠色化學(xué)實驗是具有十分重要的現(xiàn)實意義的。用盡量少的實驗試劑,可以省錢,也為了避免對環(huán)境的污染,確保實驗的安全。微型綠色化學(xué)實驗中使用的試劑是常規(guī)試劑量的十分之一甚至百分之一,體現(xiàn)綠色化學(xué)與化學(xué)污染防治的原則。

1.2 實施新課程的精神

綠色化學(xué)實驗進(jìn)行微型設(shè)計,可以為學(xué)生提供更多的動手機會,有效地提高學(xué)生參與實驗的積極性,促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的變化,讓學(xué)生在實驗中通過交流、體驗、提高解決問題的能力,獲得創(chuàng)新經(jīng)驗。微型化學(xué)實驗不僅有助于解決實驗室設(shè)備、藥物短缺的問題,還有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和實踐能力,使學(xué)生很好地養(yǎng)成節(jié)約意識和環(huán)保意識,以落實更多的新課程的精神。

2 開展綠色化學(xué)實驗的方法

2.1 改進(jìn)教材實驗,消除實驗污染源

保護(hù)環(huán)境,要從一開始在源頭上減少或消除污染。教材中的一些有毒氣體的性質(zhì)和制備的實驗,例如必修1中:銅與濃硝酸、稀硝酸反應(yīng)的演示實驗,如果按教材中的實驗裝置勢必會產(chǎn)生一定量的氮氧化物氣體,會造成大氣污染,危害師生的健康。如果對這個實驗做出一定的改進(jìn)(如圖所示),就可以避免氮氧化物氣體的溢出,從而消除了對環(huán)境的污染風(fēng)險。

2.2 推行微型化學(xué)實驗,有效控制污染

微型綠色化學(xué)實驗操作簡單,實驗現(xiàn)象明顯,實驗成功率高,有很高的趣味性。

銅與濃、稀硝酸反應(yīng)微型化改進(jìn)裝置圖

新課程的實驗教學(xué)過程中,教師應(yīng)注意利用新型綠色環(huán)保材料與綠色化學(xué)發(fā)展的最新成果,以提高學(xué)生的興趣為目的,使用不同的教學(xué)策略,以實現(xiàn)綠色化學(xué)教育的發(fā)展,使學(xué)生了解綠色化學(xué),培養(yǎng)綠色化學(xué)意識,逐步實現(xiàn)綠色化學(xué)教育的目標(biāo)。

綠色化學(xué)實驗教學(xué),可以提高化學(xué)教學(xué)質(zhì)量,落實科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的目標(biāo),在化學(xué)課程內(nèi)容和形式上具有不可替代的作用。重視綠色化學(xué)實驗,倡導(dǎo)環(huán)保,強化科學(xué)探究意識,促進(jìn)學(xué)習(xí)方法變革,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神,讓他們成長為一個高素質(zhì)的人才,這是我們研究綠色化學(xué)的目的。

參考文獻(xiàn):

[1]周寧淮.微型無機化學(xué)實驗[M].科學(xué)出版社,2000.

[2]科學(xué)實驗探索化學(xué)學(xué)生的閱讀[J].高中化學(xué)教學(xué)參考,2006,(8):17-18.

[3]朱文祥.綠色化學(xué)與綠色化學(xué)教育[J].化學(xué)教育,2001.

[4]護(hù)駕坤.化學(xué)實驗的延伸[J].高中化學(xué)教學(xué)參考,2006,(8):15-16.

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[6]盧克.綠色化學(xué)教育的實踐與探索[J].高中化學(xué)教學(xué)參考,2001,(8-9):34.

第3篇

關(guān)鍵詞: 高中化學(xué)實驗 環(huán)保教育 綠色化學(xué)

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué),中學(xué)化學(xué)課程涉及較多的化學(xué)實驗。但目前高中化學(xué)實驗中還存在一些問題:有一定數(shù)量的有毒物質(zhì)的制備和性質(zhì)實驗,例如SO■,NO,NO■的制備和性質(zhì)實驗,苯與溴單質(zhì)反應(yīng),苯與濃硝酸反應(yīng)等,這些實驗對老師和學(xué)生身體健康的影響和對環(huán)境造成的污染是不可忽視的。另外學(xué)生分組實驗所需的藥品用量,化學(xué)儀器,實驗后的廢液、廢氣大量增加,造成的浪費和污染也愈加嚴(yán)重。因此實現(xiàn)化學(xué)實驗綠色化,盡量做無害的實驗,無害化處理實驗的廢棄物,實現(xiàn)零排放,已是迫在眉睫的事。

一、加強環(huán)保教育,培養(yǎng)綠色化學(xué)意識。

“綠色化學(xué)”是一門從源頭上阻止污染的化學(xué),只有從觀念上進(jìn)行“革命”,才能理解,從而才有可能真正重視綠色化學(xué)教育。綠色化學(xué)實驗是在綠色化學(xué)的思想指導(dǎo)下,用預(yù)防化學(xué)污染的新思想、新方法和新技術(shù),對常規(guī)實驗進(jìn)行改革而形成化學(xué)實驗的新方法。因此我們在教學(xué)實踐活動中,注意從教學(xué)的各個環(huán)節(jié)滲透綠色化學(xué)思想,從不同角度體現(xiàn)綠色化學(xué)教學(xué),將綠色化學(xué)帶給每一位學(xué)生,幫助每一位學(xué)生樹立綠色化學(xué)觀念和環(huán)境保護(hù)意識。

(一)結(jié)合教材內(nèi)容對學(xué)生進(jìn)行環(huán)保教育。

我國中學(xué)化學(xué)教材中,綠色化學(xué)的內(nèi)容還很少,因此我們在教學(xué)中就應(yīng)該注重對教材的再次開發(fā)和利用,挖掘教材中的隱含因素,例如:在講硫和硫的化合物中的酸雨危害、大氣污染與防治等;硅和硅酸鹽工業(yè)中傳統(tǒng)建筑材料的危害及為何提倡使用綠色建筑材料、溫室效應(yīng)的利弊等;氮族元素中對汽車尾氣的排放、氮氧化物造成的光化學(xué)煙霧、水中氮磷過多造成富營氧化而形成赤潮等;幾種重要金屬中,鋁對人體的危害與應(yīng)用、廢棄物的污染與分類處理等;用綠色化學(xué)的理論指導(dǎo)我們的教學(xué),通過滲透綠色化學(xué)教育,讓學(xué)生經(jīng)常了解、關(guān)注身邊的、國內(nèi)外的環(huán)境熱點,從而增強學(xué)生深入了解的興趣,培養(yǎng)學(xué)生的危機感和緊迫感,并將其所學(xué)知識運用到生活中去,培養(yǎng)學(xué)生防治污染、關(guān)注人類生存與發(fā)展的責(zé)任感。

(二)通過化學(xué)實驗培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保習(xí)慣。

3.優(yōu)點

反應(yīng)現(xiàn)象明顯,無污染,裝置(一)可控制反應(yīng)隨時進(jìn)行隨時停止,裝置(二)微型化,對生成有毒氣體的實驗很適用。改進(jìn)后的實驗,現(xiàn)象明顯、效果良好,達(dá)到了環(huán)保要求,保障了人體的安全和健康。

(三)通過化學(xué)習(xí)題,培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識。

習(xí)題教學(xué)是課堂教學(xué)的重要環(huán)節(jié),它是幫助學(xué)生掌握和鞏固所學(xué)知識、技能的重要手段。習(xí)題教學(xué)不僅可以開發(fā)學(xué)生的智力,還能使學(xué)生在習(xí)題中了解科技動態(tài),學(xué)以致用,培養(yǎng)良好的科學(xué)態(tài)度。融合“綠色化學(xué)”的習(xí)題教學(xué),使學(xué)生更深入了解綠色化學(xué)的重要性。

例1:下列有關(guān)環(huán)境問題都是由化學(xué)物質(zhì)引起的,在下列組合中對應(yīng)的化合物不正確的是( )

A.溫室效應(yīng):二氧化碳

B.光化學(xué)污染:二氧化氮

C.酸雨:二氧化碳

D.臭氧層破壞:氟氯烴

二、將常規(guī)實驗改成微型實驗。

“微”即在保證實驗現(xiàn)象明顯的前提下,減少實驗用品的用量。它包含兩層意義:一是采用微型化學(xué)儀器。即在微型化的儀器中進(jìn)行化學(xué)實驗,必須對實驗進(jìn)行重新設(shè)計與探索。實驗中可以把集氣瓶、燒瓶、啟普發(fā)生器等微型化。如:濃硫酸的吸水性和脫水性實驗,藥品種類多(紙片,火柴棍,膽礬,稀硫酸,濃硫酸),分量大,改在點滴板上進(jìn)行(見蘇教版化學(xué)(1)實驗報告冊第24頁),并且利用實物投影儀將實驗結(jié)果放大,既減少藥品消耗及廢物污染,又縮短實驗時間,現(xiàn)象非常明顯。二是采用微量化學(xué)藥品。如:電解飽和食鹽水;將一塊濾紙裁成兩半,取一半平放在玻璃板上,用NaCl酚酞試液充分浸潤,分別用舊2號電池芯、鐵釘作陽陰極并輕輕將電極相向卷在其中,并接通電源。通電2分鐘后,立即打開裹有碳棒的一端濾紙,滴入一滴碘化鉀淀粉溶液,濾紙變藍(lán),證明陽板有氯氣生成,再打開另一端,發(fā)現(xiàn)濾紙變紅,證明陰極有NaOH生成。實驗改進(jìn)后與課本上的實驗比較藥品用量少兩極產(chǎn)物檢驗簡單,現(xiàn)象直觀,節(jié)省時間。

由此看出:微型實驗與常規(guī)實驗一樣,可得出相同的實驗結(jié)果,但它們的藥品用量是常規(guī)實驗的1/3~1/5左右。既節(jié)省了藥品的用量,又減少了對環(huán)境的污染。因此,微型化學(xué)實驗不是常規(guī)實驗的簡單微縮,它是在綠色化學(xué)思想下用預(yù)防化學(xué)污染的新實驗思想、新方法和新技術(shù)對常規(guī)實驗進(jìn)行的改革和發(fā)展。

第4篇

關(guān)鍵詞:綠色化學(xué)實驗;含義;內(nèi)容;方案

隨著我們賴以生存的地球環(huán)境的日益惡化,環(huán)境污染、生態(tài)安全問題越來越為人們所重視。而環(huán)境污染最主要的表現(xiàn)為化學(xué)物質(zhì)的污染?;瘜W(xué)作為一門以實驗為主的基礎(chǔ)學(xué)科,是廣大學(xué)生獲取知識、提高技能的有力手段。然而,學(xué)生通過實驗手段在獲取知識的同時,不僅在向環(huán)境釋放著“三廢”,而且自身也處在污染之中?!痘瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實驗)》中規(guī)定必修課程的設(shè)計要“體現(xiàn)綠色化學(xué)思想”。要讓學(xué)生了解“在化工生產(chǎn)中遵循‘綠色化學(xué)’思想的重要性”;還在選修模塊《實驗化學(xué)》中規(guī)定要讓學(xué)生“樹立綠色化學(xué)思想,養(yǎng)成環(huán)境保護(hù)的意識”。顯然,新制定的課程標(biāo)準(zhǔn)非常重視學(xué)生綠色化學(xué)思想的形成和應(yīng)用。

一、化學(xué)實驗綠色化的含義

1.綠色化學(xué)是一種理念。化學(xué)實驗教學(xué)不僅可以增強學(xué)生對實驗現(xiàn)象的直觀感受,培養(yǎng)學(xué)生的動手觀察能力,而且進(jìn)一步使學(xué)生從感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識,增強他們分析問題和解決問題的能力。但實驗必定會涉及到有害、有毒的物質(zhì),從某種意義上講,學(xué)校中環(huán)境污染主要來源于化學(xué)實驗。培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識是實現(xiàn)化學(xué)實驗室綠色化管理的最基本保障,化學(xué)實驗產(chǎn)生的廢棄物,如果不經(jīng)處理直接排放,不但會造成環(huán)境的污染,還會淡化學(xué)生的環(huán)保意識,養(yǎng)成不良習(xí)慣?;瘜W(xué)實驗教學(xué)課堂是向?qū)W生傳授環(huán)保知識的好場所,在實驗課上不僅要使學(xué)生掌握各種實驗技能和處理問題的能力,更要強化學(xué)生的環(huán)保意識,強化學(xué)生對社會高度負(fù)責(zé)的主人翁精神。環(huán)境保護(hù)人人有責(zé),一定要從我做起,從實驗室做起,從一點一滴做起,使學(xué)生進(jìn)入化學(xué)實驗室后就受到綠色化學(xué)的教育。在化學(xué)實驗教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的實驗習(xí)慣,用綠色化學(xué)的理念來設(shè)計自己的實驗,使自己的動手操作能力和分析創(chuàng)新能力得到提高。

2.按照美國《綠色化學(xué)》(Green Chemistry)雜志的定義,綠色化學(xué)是指在制造和應(yīng)用化學(xué)產(chǎn)品時應(yīng)有效利用(最好可再生)原料,消除廢物和避免使用有毒的和危險的試劑和溶劑。今天的綠色化學(xué)是指能夠保護(hù)環(huán)境的化學(xué)技術(shù)。它可通過使用自然能源,避免給環(huán)境造成負(fù)擔(dān)、避免排放有害物質(zhì)。利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染。環(huán)境保護(hù)就是通過采取行政的、法律的、經(jīng)濟(jì)的、科學(xué)技術(shù)等多方面的措施,保護(hù)人類生存的環(huán)境不受污染和破壞。綠色化學(xué)是“防污染”,環(huán)境保護(hù)是“治污染”,只有實驗過程實現(xiàn)綠色化,從根本上切斷污染源,才能真正做到保護(hù)環(huán)境。

二、開發(fā)綠色化的教學(xué)內(nèi)容

要實現(xiàn)“綠色化學(xué)”實驗,首先必須從源頭上制止化學(xué)污染物的生成。這就要求我們在選擇實驗內(nèi)容時,不要忽視實驗過程對環(huán)境的污染,應(yīng)調(diào)整實驗教學(xué)內(nèi)容,實驗題目的選取既滿足培養(yǎng)學(xué)生實驗技能的要求,又考慮到可能造成的環(huán)境污染問題,選擇環(huán)保型的實驗項目。

綠色化學(xué)實驗的設(shè)計要求:如果一個化學(xué)實驗對環(huán)境無物質(zhì)種類改變的影響或物質(zhì)種類改變量極小,就可說該化學(xué)實驗達(dá)到了綠色化學(xué)實驗的要求,具體有如下幾類:(1)化學(xué)實驗反應(yīng)中原子的利用率達(dá)100%。(2)化學(xué)實驗體系放給環(huán)境的物質(zhì)種類是環(huán)境體系正常組分中所固有的。如放出的氣體是空氣中固有的正常組分如02、N2、H20、C02等。(3)實驗體系不向環(huán)境放出物質(zhì)。(4)污染廢棄物集中處理后轉(zhuǎn)化為非污染物。(5)在實驗現(xiàn)象明顯的前提下,對不可避免會形成污染的實驗盡可能使其微型化。根據(jù)不同情況達(dá)到上述任一條或幾條要求的化學(xué)實驗可以認(rèn)為是達(dá)到了綠色化學(xué)實驗的設(shè)計要求。

三、綠色化學(xué)實驗方案

1.優(yōu)化污染實驗

很多實驗在操作過程中會造成大氣及水的污染,教師應(yīng)對污染嚴(yán)重的實驗進(jìn)行優(yōu)化,使其成為綠色化學(xué)實驗。例如,鈉在空氣中燃燒的實驗。按常規(guī)方法,會損壞很多玻璃管、蒸發(fā)皿和石棉網(wǎng),浪費很嚴(yán)重。更重要的是生成的過氧化鈉呈煙狀揮發(fā)到大氣中,既污染環(huán)境,又不容易觀察生成物的顏色。優(yōu)化以后的做法:用一塊白鐵皮(或鋁片),折起四邊成小盒狀,將一綠豆大小的鈉,吸干煤油后放在其中,將其置于三角架上,用酒精燈加熱,鈉很快便可熔化、燃燒。實驗現(xiàn)象:看到鈉逐漸燃燒,呈黃色火焰,生成菜花狀的淡黃色固體。改進(jìn)后的優(yōu)點:生成的過氧化鈉基本上都留在白鐵皮(或鋁片)上,既有利環(huán)保,又容易觀察到產(chǎn)物的顏色;冷卻后取出燃燒產(chǎn)物,將白鐵皮(或鋁片)清洗干凈擦干以備后用。

又如硫酸的脫水性實驗,取白砂糖10g,研細(xì)后放入小燒杯中,加入1~2 mL水調(diào)勻,加入10~15mL濃流酸,小心攪拌,觀察現(xiàn)象。此實驗由于白砂糖和濃硫酸用量多,其碳化過程中會產(chǎn)生二氧化碳、二氧化硫酸性氣體副產(chǎn)物,造成嚴(yán)重的室內(nèi)污染。為了解決這個問題,進(jìn)行了實驗的優(yōu)化,采取的方法:取2g白砂糖放入大試管中,加入約3mL濃硫酸,攪拌后迅速蓋上帶導(dǎo)管的橡皮塞,將玻璃導(dǎo)管的另一端插入盛有品紅溶液的試管中。用大試管代替小燒杯,白砂糖的用量由10g減少至2g,濃硫酸由原來的10~15mL減少為3mL。

反應(yīng)物用量減少,反應(yīng)產(chǎn)物用品紅溶液吸收,大幅度減少了有害氣體的排放量,生成的碳塊兒沿著試管壁向上延伸,既增強了實驗的演示效果,又保證了實驗者的身體健康。

2.倡導(dǎo)利用多媒體技術(shù)

在遇到危險性較大或者伴隨有毒、有害物質(zhì)生成較多的演示實驗時,可以借助三維立體畫面、多媒體技術(shù)模擬實驗的真實情景,還能夠節(jié)約藥品、水電等,并減少對環(huán)境的破壞。根據(jù)不同的教學(xué)情況和需要,可以利用現(xiàn)有條件下的網(wǎng)絡(luò)信息資源素材庫和教學(xué)軟件,也可以學(xué)校自己設(shè)計制作多媒體課件。例如:在Cu與濃HN03反應(yīng)的演示實驗中,反應(yīng)過程中生成的大量N02有毒氣體,對實驗者危害較大,為了解決這個問題,可以將該實驗改為投影實驗,全體學(xué)生都能夠通過大屏幕,清楚地觀察到Cu與濃HN03反應(yīng)的全部實驗現(xiàn)象。

3.推廣微型化學(xué)實驗

所謂微型化學(xué)實驗,就是以盡可能少的化學(xué)試劑來獲取所需化學(xué)信息的實驗方法與技術(shù)。雖然它的化學(xué)試劑用量一般只為常規(guī)實驗用量的幾十分之一乃至幾千分之一,但其效果卻可以達(dá)到準(zhǔn)確、明顯、安全、方便和防止環(huán)境污染等目的。微型化學(xué)實驗儀器使用高分子材料制成,具有小巧便攜、不易破碎、抗腐蝕等優(yōu)點,完全可以做到人手一份,人人可以動手操作。為發(fā)展綠色化學(xué)實驗提供了方便與可能。

例如,硫在氧氣中燃燒的反應(yīng),若按常規(guī)實驗每次需硫粉0.3~0.5 g,反應(yīng)后生成二氧化硫0.6~1 g,而微型化學(xué)實驗每次僅需硫粉0.02 g,反應(yīng)后生成二氧化硫0.04g,排污量大大降低,而效果也一樣明顯。

又如,鈉與水的反應(yīng),向裝有水的小燒杯中滴加幾滴酚酞,然后投入小塊鈉(綠豆大小)觀察實驗現(xiàn)象。將這一實驗改進(jìn)為微型實驗。操作步驟:切割1/2綠豆粒大小的金屬鈉置于石英尖嘴導(dǎo)管的管口,用小團(tuán)棉花堵住管口(以免金屬鈉滑落下來),并將其插入盛有水的六孔井穴板中(已滴入無色酚酞溶液)。金屬鈉與水迅速反應(yīng),產(chǎn)生的氣體推動金屬鈉球沿著尖嘴導(dǎo)管上升,鈉球繼而由于重力作用下降,其又與水接觸發(fā)生劇烈反應(yīng),鈉球上下跳動,并發(fā)出“嘶嘶”的聲音,燒杯中的水已經(jīng)變成紅色,說明有堿生成。待反應(yīng)一段時間后,尖嘴導(dǎo)管里的空氣已被排凈,導(dǎo)管內(nèi)的氣體完全是純凈的氫氣,此時將燃著的木條靠近導(dǎo)管的尖嘴處,然后移開,發(fā)現(xiàn)尖嘴處的氣體燃燒并產(chǎn)生淡藍(lán)色的火焰,證明產(chǎn)生的氣體是氫氣。此實驗的微型化,原料用量減少、安全可靠,符合綠色化學(xué)實驗的宗旨。

4.改進(jìn)化學(xué)實驗儀器,向無污染的方向發(fā)展

用密封的成品化儀器代替有毒實驗,避免了有害物質(zhì)的產(chǎn)生。這種儀器和藥品可以循環(huán)使用,不存在污染毒害。如碘的升華實驗,可用碘錘來完成(碘錘的兩頭向內(nèi)凹陷,內(nèi)封有碘晶體)。操作方法:一頭滴冷水,另一頭在酒精燈上加熱因冷水起到冷凝作用,碘升華后凝聚在碘錘上方內(nèi)壁,在碘錘中部可以看到紫紅色的碘蒸汽,反之也可以。

5.加強排污設(shè)備建設(shè),規(guī)范有害物質(zhì)處理

目前許多學(xué)校實驗室的排污設(shè)備比較簡陋,處理廢棄物的能力不足。學(xué)校應(yīng)加大資金投入,加強排污設(shè)備建設(shè),使實驗產(chǎn)生的污染物排放量減至最小。規(guī)范有害廢棄物的處理:(1)有害氣體的處理??蛇x用適當(dāng)?shù)奈絼┪?,也可安裝尾氣吸收裝置;(2)廢液的處理。有機廢液可以通過蒸餾、重結(jié)晶等方法回收,有害重金屬離子廢液,可加入合適的試劑或調(diào)節(jié)溶液pH使金屬離子轉(zhuǎn)化為難溶性的沉淀物,過濾,沉淀物妥善保存,確認(rèn)濾液不含有毒物質(zhì)后方可排放;(3)廢棄固體處理。實驗中用過的金屬,如鐵釘、鋅粒、錫粒等應(yīng)經(jīng)水洗、烘干處理后繼續(xù)使用。

錫林郭勒盟第二中學(xué)按以上方法探索和實踐綠色化學(xué)實驗,已經(jīng)取得了令人滿意的效果。全國有數(shù)以萬計的學(xué)?;瘜W(xué)實驗室每天都排放著化學(xué)成分復(fù)雜的污染物,影響著生存環(huán)境。綠色化學(xué)實驗是教學(xué)改革發(fā)展的必然趨勢。所以,作為化學(xué)教師,為保護(hù)人類生存環(huán)境,為培養(yǎng)具有環(huán)保理念的技能人才,應(yīng)站在這一化學(xué)改革的前沿,持續(xù)地去探索綠色化學(xué)實驗教學(xué)。

參考文獻(xiàn)

[1]馬曉紅.淺析中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的綠色化學(xué)教育[J].硅谷,2008(10).

[2]曹瓊瑤.中學(xué)化學(xué)教育中的綠色化學(xué)[J].科技資訊,2006(17).

第5篇

關(guān)鍵詞:綠色化學(xué) 涵義 實驗設(shè)計

一、前言

化學(xué)教學(xué)離不開科學(xué)實驗,化學(xué)實驗更是化學(xué)教學(xué)的組成部分。在化學(xué)實驗中應(yīng)用綠色實驗?zāi)軌蛴行Э刂莆廴尽?/p>

二、綠色化學(xué)的涵義

1.綠色化學(xué)的定義

綠色化學(xué)或稱環(huán)境友好化學(xué),是利用化學(xué)的技術(shù)與方法來降低或消除化學(xué)產(chǎn)品設(shè)計、制造與應(yīng)用中有害物質(zhì)的使用與產(chǎn)生,使所設(shè)計的化學(xué)過程和產(chǎn)品更加環(huán)保友好,是一門從源頭上阻止污染的化學(xué)。

2.綠色化學(xué)的核心內(nèi)容

綠色化學(xué)主要從原料安全性、工藝過程節(jié)能性、反應(yīng)原子經(jīng)濟(jì)性和產(chǎn)物環(huán)境友好性等方面評價一個化學(xué)反應(yīng)的優(yōu)劣。原子利用率、環(huán)境因子和“5R”原則是綠色化學(xué)的核心內(nèi)容。

(1)原子經(jīng)濟(jì)性。原子經(jīng)濟(jì)性是指充分利用反應(yīng)物中的各個原子,從而既能充分利用資源又能防止污染。原子利用率越高,反應(yīng)產(chǎn)生的廢棄物越少,環(huán)境因子也就小,對環(huán)境造成的污染也越少。環(huán)境因子則是衡量生產(chǎn)過程對環(huán)境的影響程度的參量,是指在一個化學(xué)反應(yīng)過程中,所生成廢物質(zhì)量占目標(biāo)產(chǎn)物質(zhì)量的比值。

(2)“5R”原則。就是“減量”(Reduciton),即減少“三廢”排放;“循環(huán)使用”(Reuse);“回收”(Recy-cling),實現(xiàn)“省資源、少污染、減成本”的要求;“再生”(Regeneration),即變廢為寶;“拒用”(Rejection),指對一些無法替代又無法回收、再生和重復(fù)使用的,有毒副作用及污染作用明顯的原料,拒絕在化學(xué)實驗過程中使用。

三、綠色化學(xué)實驗設(shè)計的策略和方法

綠色化學(xué)實驗方案的構(gòu)思、設(shè)計是一種開放的創(chuàng)造性思維活動,因此其策略和方法也沒有固定的模式可以遵循,下面僅僅結(jié)合綠色化學(xué)實驗設(shè)計與創(chuàng)新的類型進(jìn)行探討。

1.優(yōu)選實驗項目策略

根據(jù)實驗大綱的要求,充分考慮試劑和產(chǎn)物的毒性以及整個實驗過程產(chǎn)生的“三廢”對環(huán)境的污染,盡量排除或減少對環(huán)境污染大、毒性大、危害大、三廢處理困難的實驗項目,如氰化物、砷化物的實驗,溴的制備,苯的硝化還原制備苯胺等,以毒性小的實驗代替來完成基本操作訓(xùn)練。盡量選擇系列化實驗,用前一實驗的產(chǎn)物作為后一實驗的反應(yīng)物,在合成實驗“苯甲酸和苯甲醇的制備”中,學(xué)生合成的產(chǎn)品苯甲酸粗品,可以為基本操作實驗“重結(jié)晶”之用,精制以后的苯甲酸純品又為基本操作實驗“熔點的測定”之用,這不僅可以大大節(jié)省試劑和原料,而且可以通過熔點檢查學(xué)生做的產(chǎn)品是不是合格,一舉而多得。設(shè)計綠色化學(xué),盡量選擇與環(huán)境保護(hù)密切相關(guān)的實驗,如大氣中SO2含量的測定,廢干電池的綜合利用,由廢鐵屑制FeCl3,水中溶解氧的測定等,既鍛煉了學(xué)生科學(xué)實驗的能力,又讓學(xué)生了解了污染物對環(huán)境的危害,培養(yǎng)了學(xué)生的環(huán)保意識。

2.優(yōu)選反應(yīng)物質(zhì)的策略

化學(xué)反應(yīng)原理是實驗設(shè)計中的核心要素?;瘜W(xué)實驗中反應(yīng)物的優(yōu)選、操作過程的優(yōu)化、實驗裝置的改進(jìn)都與反應(yīng)原理密切相關(guān),因此研究反應(yīng)原理,依據(jù)反應(yīng)原理對實驗進(jìn)行綠色化改進(jìn)和創(chuàng)新,就是抓住了實驗的本質(zhì)和成敗的關(guān)鍵,是化學(xué)實驗改進(jìn)和創(chuàng)新的重要策略。例如在乙酸乙酯制備實驗中,目前常用的硫酸催化酯化法存在用酸量大、副反應(yīng)多、過程復(fù)雜、產(chǎn)品損失多、環(huán)境污染嚴(yán)重等不足。對此實驗的改進(jìn)與創(chuàng)新可以從酯化反應(yīng)的實驗原理入手:

由反應(yīng)原理可知,酯化反應(yīng)的實質(zhì)是在路易斯酸催化下,酸和醇反應(yīng)成酯,溫度過高或催化劑氧化性過強時易發(fā)生副反應(yīng)。作為優(yōu)良的酯化催化劑必須滿足在非水介質(zhì)中酸性要足夠強,氧化性要弱,以減少副反應(yīng)。因此,對這個實驗的改進(jìn)就可依據(jù)上述實驗原理,選用綠色催化劑,以取代濃硫酸??煞謩e利用H2SO4、FeCl3、PW12、PW12/SiO2催化合成乙酸乙酯。結(jié)果表明,用自制的新型催化劑PW12/SiO2代替硫酸催化酯化,不僅產(chǎn)率高,反應(yīng)溫度低,操作簡單,無污染,而且催化劑能重復(fù)使用,適應(yīng)綠色化學(xué)發(fā)展趨勢,取得了良好的實驗效果。

3.實驗裝置改進(jìn)策略

實驗裝置是實驗的載體,是影響實驗的又一個重要因素。一套好的實驗裝置,不僅能減少實驗可能產(chǎn)生的污染又能給人以美的享受,因此對化學(xué)實驗綠色化改進(jìn)與創(chuàng)新自然離不開實驗裝置。實驗裝置的改進(jìn)一般有如下策略:

3.1簡約化策略(微型實驗)。在不影響實驗效果的前提下,盡量采用用藥少、裝置簡單或微型的實驗裝置。微型化學(xué)實驗具有污染小、節(jié)約經(jīng)費(其試劑用量為常規(guī)實驗的1/10或1/100)、縮短實驗時間(大約為常規(guī)實驗的40%)的優(yōu)點,同時降低了水、電資源的消耗。微型化學(xué)實驗的開設(shè)對毒性大、藥品貴、耗量大、污染嚴(yán)重、操作復(fù)雜的化學(xué)實驗尤為必要。微型實驗除了可以用已經(jīng)研制成功的井穴板等微型儀器外,還可以把容量瓶、燒瓶、冷凝管等微型化。在微型化帶來實驗現(xiàn)象不明顯時,可以借助現(xiàn)代化教學(xué)手段把結(jié)果放大。微型化學(xué)實驗還要努力減少實驗對玻璃儀器的依賴性,例如,對有些顏色變化明顯的定性實驗可以放在點滴板中進(jìn)行,如指示劑與酸堿作用實驗和Fe3+的顯色實驗等,而有些定性實驗可以放在定性濾紙上完成,如檢驗醛基、MnO4-離子存在等。

3.2設(shè)計封閉實驗裝置策略。封閉的實驗裝置應(yīng)包括氣體發(fā)生、收集裝置,氣體性質(zhì)實驗裝置,尾氣的收集、處理裝置和導(dǎo)氣裝置等。對于氣體發(fā)生裝置可以從密閉和控制反應(yīng)兩方面著手。

四、創(chuàng)新實驗方式

1.微型處理

即在保證實驗現(xiàn)象明顯的前提下,對實驗進(jìn)行重新設(shè)計與探索,實驗藥品微量化或?qū)嶒炑b置微型化。例如:在研究氯化鋇和硫酸鈉反應(yīng)時,應(yīng)在試管中加硫酸鈉,然后用膠頭滴管逐滴加入氯化鋇溶液(可溶性的鋇鹽是有毒的),邊加邊觀察實驗現(xiàn)象。這樣可以減少氯化鋇的使用量,防止過量的氯化鋇對環(huán)境造成的污染。

2.多媒體演示

有些實驗成本昂貴、容易造成浪費;有的實驗必須采用有毒、有害的試劑,實驗時會排放出有毒氣體和有毒廢液,或容易引起爆炸,對于中學(xué)生來說,存在很大的安全隱患,不便于在普通學(xué)生實驗室中進(jìn)行。為了讓學(xué)生對實驗原理、過程、現(xiàn)象和結(jié)果有直觀的感受,又能規(guī)避實驗風(fēng)險,可以利用多媒體技術(shù)進(jìn)行模擬演示。事實上,在國內(nèi)外已有不少學(xué)校采用這種方法進(jìn)行實驗教學(xué),效果很好。

五、結(jié)束語

綜上所述,綠色化學(xué)實驗設(shè)計具有很大的環(huán)保性,但是我國基礎(chǔ)化學(xué)實驗綠色化的道路還很漫長,需要我們持之以恒的探索,才能推動我國綠色化學(xué)事業(yè)的快速發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

第6篇

綠色化學(xué)是世界科學(xué)可持續(xù)發(fā)展的需要,自1995年,由中國科學(xué)院化學(xué)部確定了《綠色化學(xué)與技術(shù)》的院士咨詢課題以來,我國的綠色化學(xué)也逐漸活躍起來。近幾年,隨著環(huán)境污染的日益加劇,生態(tài)環(huán)境的不斷惡化,人們越來越關(guān)注污染問題,綠色化學(xué)觀點的提出,讓許多與化學(xué)息息相關(guān)的行業(yè)都積極響應(yīng)。面對學(xué)術(shù)界綠色環(huán)保的方興未艾,作為化學(xué)教育工作者,除了具有扎實的基礎(chǔ)知識以外,還應(yīng)將環(huán)境污染、保護(hù)、治理等作為自己的研究方向。將綠色化學(xué)的理念根植于心,牢固樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念,“計利當(dāng)計天下利,求名應(yīng)求萬世名”,正確處理可持續(xù)發(fā)展和綠色環(huán)保的關(guān)系,將綠色化學(xué)的十二條原則始終貫穿于化學(xué)教學(xué)實驗全過程之中,從一點一滴入手,培養(yǎng)并傳播綠色化學(xué)的理念,綠色化學(xué)強調(diào)的是原子經(jīng)濟(jì)性,即在獲取新物質(zhì)的化學(xué)原料中,充分利用每個原料原子,實現(xiàn)“零排放”,既充分利用資源,又從根本上解決污染物排放問題,讓這種理念時刻伴隨學(xué)生,隨著知識的積累而得到傳承和發(fā)展。在傳授學(xué)生知識的同時,還要引導(dǎo)學(xué)生正確認(rèn)識科技發(fā)展的負(fù)面性:若保護(hù)不好環(huán)境,發(fā)展也會受到嚴(yán)重制約。在課堂上,教師可以提出關(guān)注較為廣泛的問題進(jìn)行討論,比如:40年代初期發(fā)生在美國洛杉磯市的“化學(xué)煙霧事件”。光化學(xué)煙霧是大量碳?xì)浠衔锖蛽]發(fā)性有機物在陽光作用下,與空氣中其他成分起化學(xué)作用而產(chǎn)生的。這種煙霧中含有臭氧、氧化氮、乙醛和其他氧化劑。在1952年12月的一次光化學(xué)煙霧事件中,洛杉磯市65歲以上的老人死亡400多人。由此引出我國社會關(guān)注度較高的問題——霧霾的成因。光化學(xué)煙霧主要為氣態(tài)污染物,而霧霾則是大氣顆粒物,然而光化學(xué)煙霧最終生成大量的臭氧,增加大氣的氧化性,這導(dǎo)致大氣中的二氧化硫、二氧化氮被氧化并逐漸凝結(jié)成顆粒物,從而增加PM2.5的濃度。也就是說,光化學(xué)煙霧可能成為霧霾的來源之一。因為這種討論與我們每個人生活都息息相關(guān),積極指導(dǎo)學(xué)生開展與化學(xué)相關(guān)的綠色環(huán)保行動,這既有利于知識的鞏固,又能增強學(xué)生的環(huán)保意識,使學(xué)生明白,我們生活的地球處處需要保護(hù)環(huán)境。

二、嘗試探索創(chuàng)新,推廣綠色實驗

眾所周知,很多化學(xué)知識都是以化學(xué)實驗引入并且加以驗證的,實驗是化學(xué)教學(xué)中的重中之重,如果能在基層教學(xué)過程中,大力推廣綠色實驗,勢必會將綠色化學(xué)貫穿整個教學(xué)。傳統(tǒng)化學(xué)實驗所使用的實驗藥品,以及伴隨實驗所產(chǎn)生的各種廢棄物,不但對環(huán)境造成污染,對師生的健康或多或少都會有一些影響。因此,在教學(xué)實驗中,教師應(yīng)嚴(yán)格把關(guān),Anastas和Warner提出了綠色化學(xué)的12條原則,這些原則可作為實驗化學(xué)家開發(fā)和評估一條合成路線、一個生產(chǎn)過程、一個化合物是不是綠色的指導(dǎo)方針和標(biāo)準(zhǔn)。

1.防止廢棄物的產(chǎn)生,比先產(chǎn)生后治理要重要;

2.合成方法應(yīng)設(shè)計盡可能將所有起始物嵌入到最終產(chǎn)物中去;

3.只要可能,合成反應(yīng)應(yīng)設(shè)計成反應(yīng)中使用和生產(chǎn)的物質(zhì)對人體和環(huán)境無毒或毒性很?。?/p>

4.設(shè)計的化學(xué)產(chǎn)品應(yīng)在保證其應(yīng)有功能的同時盡量使其無毒或毒性很??;

5.盡量不用輔物質(zhì)(如溶劑、分離試劑等),當(dāng)不得已使用時,也應(yīng)使用無毒物質(zhì);

6.能量消耗應(yīng)是越少越好,應(yīng)能為環(huán)境和經(jīng)濟(jì)方面所認(rèn)可,合成方法應(yīng)在常溫、常壓下實施;

7.只要技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上是可行的,盡量選擇可再生的原料;

8.應(yīng)盡量避免不必要的派生過程;

9.盡量使用具有催化選擇性的試劑;

10.化學(xué)產(chǎn)品中的設(shè)計應(yīng)保留其功能,減少其毒性,當(dāng)完成自身功能后不再滯留于環(huán)境中,使之降解為無毒的物質(zhì);

11.需要開發(fā)實時、跟蹤監(jiān)控的分析方法,預(yù)先監(jiān)控有毒物質(zhì)的形成;

12.化學(xué)物質(zhì)及其在化工過程使用中的物態(tài),應(yīng)選擇潛在化學(xué)隨機事故(包括氣體泄露、爆炸和著火)最小的,等等。從以上論點可以總結(jié)出,化學(xué)實驗綠色化的內(nèi)容包括:化學(xué)試劑、溶劑和催化劑的綠色化,盡量選擇低毒和可再生資源,溶劑盡量選擇水溶劑,避免采用有毒有害和揮發(fā)性溶劑,催化劑應(yīng)首選采用無毒害、無腐蝕的物質(zhì);實驗劑量綠色化,在保證完成化學(xué)反應(yīng)的情況下,盡量使用最小劑量的試劑、溶劑和催化劑;對實驗產(chǎn)生的“三廢”進(jìn)行無毒無害化處理,確保污染程度降到最低。

三、激發(fā)探究精神,完善綠色化學(xué)

(一)開展微型化學(xué)實驗

微型化學(xué)實驗,就是以盡可能少的化學(xué)試劑來獲取所需化學(xué)信息的實驗方法與技術(shù)。雖然它的化學(xué)試劑用量一般只為常規(guī)實驗用量的幾十分之一乃至幾千分之一,但其效果卻可以達(dá)到準(zhǔn)確、明顯、安全、方便和防止環(huán)境污染等目的。近年來,在我國化學(xué)實驗教學(xué)改革領(lǐng)域中,微型化學(xué)實驗蓬勃發(fā)展,引起國內(nèi)化學(xué)教育界極大關(guān)注。目前微型化學(xué)實驗開展到分析化學(xué)、物理化學(xué)、醫(yī)用化學(xué)和高分子化學(xué)實驗的微型化探索,并取得了驕人的成績,逐漸形成了具有中國特色的微型化學(xué)實驗特點:微型儀器價格低廉且配套比較完整,在國際上具有很強的競爭力。此外,微型化學(xué)實驗與傳統(tǒng)實驗相比,具有明顯的綠色環(huán)保、節(jié)約藥品和節(jié)省時間的特點。微型化學(xué)實驗的優(yōu)勢已經(jīng)在教學(xué)中呈現(xiàn)出來,受到了廣大師生的歡迎。目前,國內(nèi)已有800余所大、中院校開始采用微型化學(xué)實驗。

(二)探究精神在綠色化學(xué)實驗中的應(yīng)用

第7篇

實現(xiàn)化學(xué)實驗綠色化的一些方法探索

1.綠色化學(xué)方法一:廢物回收。我們知道,廢物回收可以再生利用,在化學(xué)實驗中,我們更需要發(fā)揮這一優(yōu)良傳統(tǒng)。無論是教師給學(xué)生進(jìn)行教學(xué)演示,還是學(xué)生分組自行實驗,都必須做好實驗廢棄物的回收工作。在學(xué)生對化學(xué)藥品不了解的時候,教師在實驗中的引導(dǎo)起著至關(guān)重要的作用。廢棄物一般可分為液體、固體、重金屬鹽、有機物等幾類,教師要積極引導(dǎo),在言傳身教的同時,也要加以督促并檢查,讓同學(xué)們早日養(yǎng)成廢棄物回收的好習(xí)慣。

2.綠色化學(xué)方法二:具體實踐。我們需要通過實際的環(huán)境對比觀察實驗來驗證這一方法。對實驗后的廢棄物先進(jìn)行觀察,如顏色、氣味、PH值等;其次,與正常的水體做比對;再次,將活的生物放入其中,完成存活實驗———金魚在實驗后的酸、堿、鹽回收液中只能存活十分鐘左右。通過這樣一步步逐漸深入的認(rèn)識與了解,來達(dá)到了解廢棄物危害的目的。在高中的化學(xué)實驗中,所使用的如重鉻酸及重鉻酸鹽、氰類物質(zhì)、苯、芳香烴、醛類物質(zhì)等都是劇毒的。有實驗顯示:學(xué)生實驗中所使用的Hg(NO3)2就是對水體環(huán)境污染嚴(yán)重的物質(zhì),300克該物質(zhì)就可以使1噸清水成為死水。

3.綠色化學(xué)方法三:控制使用量。治理環(huán)境的最佳方法便是從源頭控制。首先,從藥品的用量著手。比如,AgNO3溶液與HCl溶液反應(yīng)的實驗中,用1mol/L的藥品與用0.1mol/L的藥品其實驗現(xiàn)象無任何差異,藥品的用量卻減少了90%。做有劇毒苯酚與溴反應(yīng)時,用1mol/L的苯酚與溴水反應(yīng)其實驗效果同用0.01mol/L的苯酚進(jìn)行實驗無多大差別,而苯酚的用量卻減少了近千倍。其次,使用小型號的化學(xué)實驗儀器也是源頭治理很重要的一個方案。學(xué)生實驗中盡量用小型號的實驗儀器或者人手一個微型化學(xué)實驗儀器不僅有利于節(jié)約藥品,降低藥品的使用量,同時還大大增強了學(xué)生的動手機會與能力,還可糾正部分學(xué)生在剛開始做實驗時貪圖取用大劑量藥品的不良習(xí)慣,一舉多得。

變廢為寶,付諸于實

(1)回收利用。一次,我們做完KClO3與MnO2經(jīng)加熱制取O2的化學(xué)實驗后,讓學(xué)生同教師一起對實驗后的廢棄物進(jìn)行分離處理,不僅又得到了MnO2,同時還得到了KCl;不僅減少了廢棄物的排放,也讓學(xué)生們體會到了廢棄物其實也是一種資源。用類似的方法,我們還回收過金屬和有機物,盡管量不多,但是學(xué)校的環(huán)境教學(xué)的目的卻功在千秋。

(2)自身反應(yīng)。某些化學(xué)藥品之間在經(jīng)過一段時間的放置之后,藥品的性質(zhì)能相互反應(yīng),進(jìn)行初步處理,如酸液與堿液之間能發(fā)生中和,藥品自身的沉降、稀釋、暴光、氧化還原。利用這些簡單易行的方法進(jìn)行簡單處理,可以減少麻煩。

(3)廢物做“好事”。我們可以用這些廢棄物的特有性質(zhì)與作用進(jìn)行處理。如實驗中回收的廢酸用于沖洗廁所,以減少廁所清洗劑的使用;廢酸可以用學(xué)校食堂所產(chǎn)生的雞蛋殼加以處理;鍋爐燃燒完產(chǎn)生的炭渣可以吸附有色、有毒物質(zhì)。這些措施雖然很簡單,卻能產(chǎn)生很好的效果和影響。雖然如今我們掌握的知識與技術(shù)限制了我們處理實驗廢棄物,但是環(huán)境保護(hù)教育卻任重道遠(yuǎn)。

(4)裝瓶深埋處理實驗廢棄物。對于我們無法處理或者是實驗失效的藥品,我們都可以組織課外活動小組對其進(jìn)行填埋處理。

(5)焚燒處理廢棄物。對于燃燒不會對大氣造成重大污染的大多數(shù)有機物藥品都可以采用這一方法處理。在學(xué)校,就可以直接進(jìn)鍋爐,不僅使廢棄物得到了處理,也再一次體現(xiàn)了它的價值。