王艷紅 （彌渡二中 云南大理 675604）

化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化是以綠色化學(xué)理念和方法為核心和基本原則，對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，使化學(xué)實(shí)驗(yàn)達(dá)到綠色化的方法。 它是綠色化學(xué)理念在實(shí)際工作中的體現(xiàn)， 其最終目的是使化學(xué)及其應(yīng)用達(dá)到與人類生存環(huán)境的協(xié)調(diào)。 作為化學(xué)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)一般具有代表性、典型性、目的性、互補(bǔ)性和可替代性的特征，因此在教學(xué)實(shí)踐中同一個(gè)目的、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯、操作簡便規(guī)范的不同實(shí)驗(yàn)之間常可以互相替代，這就使化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化成為了可能，對(duì)某些可能本身不具備綠色化條件的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)也可以借助實(shí)驗(yàn)錄像、計(jì)算機(jī)仿真化學(xué)實(shí)驗(yàn)或者微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)其綠色化。

一、 通過貫徹綠色化學(xué)的理論和方法來實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化

1、設(shè)計(jì)化學(xué)反應(yīng)時(shí)要最大限度地利用資源

對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)， 若所使用的所有材料均轉(zhuǎn)化為最終目標(biāo)產(chǎn)物，則該反應(yīng)就沒有廢物或副產(chǎn)物排放。 在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)或化學(xué)合成方法時(shí)，應(yīng)盡量達(dá)到或接近原子經(jīng)濟(jì)反應(yīng)這一理想的目標(biāo)。例如，用酶法水解代替酸法水解淀粉制備葡萄糖，不僅能大大縮短反應(yīng)時(shí)間、節(jié)約能源、減少副反應(yīng)的產(chǎn)生、提高資源利用率，而且還能避免制備過程所導(dǎo)致的環(huán)境污染。

2、盡量使用或產(chǎn)生無毒、無害或毒性小的物質(zhì)

綠色化的目標(biāo)是將化學(xué)過程的危害性降至最小。 通常降低化學(xué)過程的危險(xiǎn)性可采用兩種方法：其一是降低暴露性，如穿實(shí)驗(yàn)服、戴防毒面具等；其二是降低內(nèi)在的危害性。 前者需要投入較大的費(fèi)用，而且危險(xiǎn)性依然存在；后者通過減少危險(xiǎn)物質(zhì)的產(chǎn)生或使用而達(dá)到消除或降低危險(xiǎn)性的目的，因而更具有可靠性。例如， 許多原來以苯或二甲苯等毒性有機(jī)溶劑作為介質(zhì)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)，目前已改在水乳液或超臨界CO2 中進(jìn)行，其結(jié)果不僅避免了制備過程對(duì)操作者所產(chǎn)生的危害， 而且避免了制備過程及其產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的污染。

二、引入微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)

高中化學(xué)中濃硫酸的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)我們?cè)邳c(diǎn)滴板上進(jìn)行， 而不是在試管中，只用了很少的試劑但已經(jīng)產(chǎn)生了明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，達(dá)到了我們的目的，并且減少了有害氣體二氧化硫的排放。 這就是微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)， 它以盡可能少的化學(xué)試劑來實(shí)現(xiàn)我們的實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，不僅節(jié)約了試劑還減少了有害物質(zhì)的產(chǎn)生。

在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，不可避免的要用到或產(chǎn)生易燃、易爆和有毒等危險(xiǎn)品，基于綠色化學(xué)的理念，化學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)盡量避免這些危害人身安全、污染環(huán)境的危險(xiǎn)品的使用和產(chǎn)生，而這正是微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢所在。

實(shí)踐證明，微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有如下優(yōu)點(diǎn)：

（1）節(jié)約試劑，絕大多數(shù)學(xué)生都能自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，有效地改變了“一人做，大家看”的局面；使學(xué)生能夠主動(dòng)地去探索知識(shí)，使多年來提倡的“啟發(fā)式”、“學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)”的教學(xué)方法得以實(shí)施。

（2）有助于培養(yǎng)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。 微型實(shí)驗(yàn)既安全又節(jié)約時(shí)間，教師就可以放心地讓學(xué)生一人一組做實(shí)驗(yàn)，通過親手做實(shí)驗(yàn)可以幫助學(xué)生加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解， 培養(yǎng)觀察和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ瑫r(shí)有效地激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。

（3）對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境的污染小。 微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虼蠓鹊販p少有害物質(zhì)的產(chǎn)生，有益于師生健康。

基于微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的這些優(yōu)點(diǎn)， 我們?cè)诮虒W(xué)中可以盡可能地采用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化。

三、 通過計(jì)算機(jī)輔助與多媒體仿真實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化

教學(xué)實(shí)驗(yàn)甚至是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)中的結(jié)果基本上都可用已有的理論進(jìn)行預(yù)測和解釋， 許多步驟都是經(jīng)過前人無數(shù)次試驗(yàn)并獲得成功的。但對(duì)于正在學(xué)習(xí)化學(xué)的初學(xué)者來說， 往往會(huì)忽略某些實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果很難預(yù)測和解釋， 如果此時(shí)能夠在多媒體計(jì)算機(jī)上模擬實(shí)驗(yàn)操作，就可避免出現(xiàn)這樣的結(jié)果，使學(xué)習(xí)事半功倍。

使用計(jì)算機(jī)模擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)可以從下幾個(gè)方面入手：

（1）模擬易使人中毒、嚴(yán)重污染環(huán)境的實(shí)驗(yàn)。 例如，溫度對(duì)NO2 與N2O4 轉(zhuǎn)化平衡的影響，由于這二者都是有毒氣體，如果使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行模擬， 不僅能夠直觀地觀察到實(shí)驗(yàn)過程中的各種現(xiàn)象，又避免了對(duì)師生身體的傷害。 與此類似的還有苯與液溴的取代；CO 還原CuO；氯氣、硫化氫、苯酚的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)等等。

（2）模擬錯(cuò)誤操作。 例如，稀釋濃硫酸的錯(cuò)誤操作、酒精燈、試管的錯(cuò)誤使用方法等， 通過電腦動(dòng)畫模擬演示錯(cuò)誤操作帶來的后果， 操作簡單直觀現(xiàn)象明顯， 而且能給學(xué)生留下深刻的印象。

（3）模擬反應(yīng)較慢、難度較大、成功率較低的實(shí)驗(yàn)。 教學(xué)實(shí)驗(yàn)中會(huì)有一些很重要但又不易成功或現(xiàn)象不明顯的實(shí)驗(yàn)，例如，焰色反應(yīng)、氫氣燃燒時(shí)的火焰顏色、Cl2 與CH4 光照條件下的取代反應(yīng)等。 也有一些實(shí)驗(yàn)反應(yīng)太慢，如鐵生銹、膠體的電泳實(shí)驗(yàn)等，采用動(dòng)畫模擬，可以直接將實(shí)驗(yàn)過程呈現(xiàn)出來，真實(shí)感極強(qiáng)，既能節(jié)約課堂時(shí)間減輕教師的負(fù)擔(dān)，又能提高教學(xué)效率。

對(duì)于那些重要的實(shí)驗(yàn)， 雖然已經(jīng)做過但時(shí)間長了還是會(huì)淡忘，比如銜接初高中知識(shí)需要復(fù)習(xí)初中學(xué)過的的重要實(shí)驗(yàn)、高考前的復(fù)習(xí)實(shí)驗(yàn)也是必不可少的內(nèi)容， 這時(shí)就可以用計(jì)算機(jī)來演示我們需要掌握的這些重要實(shí)驗(yàn)，這樣既鞏固了所學(xué)知識(shí)，又節(jié)約了時(shí)間，比起死記硬背效果要好得多。

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