達(dá)德榮

〔關(guān)鍵詞〕 綠色化學(xué)實驗；含義；依據(jù)；環(huán)境保護(hù)；意識；資源

〔中圖分類號〕 G633.8 〔文獻(xiàn)標(biāo)識碼〕 A

〔文章編號〕 1004—0463（2014）10—0048—01

近些年來，大氣污染、臭氧層破壞、淡水資源污染、有毒化學(xué)品直接排放等環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重。為此，在化學(xué)實驗教學(xué)中大力實施綠色化學(xué)實驗迫在眉睫。綠色化學(xué)實驗不僅可以保護(hù)學(xué)生的身體健康發(fā)展、保護(hù)環(huán)境，同時還對學(xué)生進(jìn)行環(huán)保教育、培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境意識起著很重大的意義。本文就什么是綠色化學(xué)實驗，為什么實施綠色化學(xué)實驗和中學(xué)化學(xué)教學(xué)中怎樣實施綠色化學(xué)實驗進(jìn)行探討。

1.綠色化學(xué)實驗的含義

綠色化學(xué)要求在整個化學(xué)反應(yīng)和工藝過程中實現(xiàn)全程控制、清潔生產(chǎn)，從源頭制止污染物的生成，反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物，在通過化學(xué)轉(zhuǎn)化獲取新物質(zhì)的過程中實現(xiàn)“零排放”。比如，在制備二氯乙烷的過程中，如果用氯氣和乙烷直接發(fā)生取代反應(yīng)，則會生成不同數(shù)目氯原子取代的氯乙烷。若用乙烯和氯氣反應(yīng)，則會一步得到目標(biāo)產(chǎn)物：

CH2= CH2+ Cl2= CH2Cl- CH2Cl

在這個過程中，原子利用率達(dá)到100%，無任何廢棄物排放，滿足綠色化學(xué)的要求。

2.綠色設(shè)計的依據(jù)

中學(xué)化學(xué)實驗的綠色設(shè)計是依據(jù)綠色化學(xué)的要求來進(jìn)行的。根據(jù)綠色化學(xué)的特點，對中學(xué)化學(xué)實驗進(jìn)行綠色化設(shè)計可以從以下幾個角度進(jìn)行思考：一是選擇對環(huán)境影響盡可能小的反應(yīng)物，淘汰或改進(jìn)對健康危害較大的化學(xué)實驗。比如，硝基苯、溴苯制備實驗可以用多媒體演示。二是精心設(shè)計，嚴(yán)格控制，最大限度節(jié)約試劑用量和節(jié)約能源。在制備氧氣的過程中，優(yōu)先選用H2O2為反應(yīng)物，催化劑優(yōu)先選擇FeCl3而不選擇MnO2。三是通過實驗試劑和產(chǎn)物的循環(huán)使用，努力提高實驗的“零排放”程度。在金屬與酸反應(yīng)制備H2的反應(yīng)中，每次用過的酸溶液中酸的濃度還是很高的，可以在下次的演示實驗中繼續(xù)使用。四是改進(jìn)和設(shè)計實驗/尾處理裝置，對化學(xué)實驗產(chǎn)物實現(xiàn)無害化處理。如，對于廢液的處理，實驗室應(yīng)建有專門的廢酸槽和廢堿槽。對于含Hg、Pb離子等對環(huán)境會造成嚴(yán)重污染的廢液，要經(jīng)化學(xué)處理后再排放。

3.培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識

中學(xué)化學(xué)教學(xué)是對學(xué)生進(jìn)行環(huán)保意識教育的重要途徑，而化學(xué)實驗教學(xué)則是最直接的教育方法。在教師指導(dǎo)下的實驗是否體現(xiàn)了環(huán)保直接使學(xué)生感受到實實在在的行之有效的環(huán)境保護(hù)教育。如，任由實驗廢氣廢渣污染環(huán)境，環(huán)保教育只會流于形式，收不到實際效果。因此，中學(xué)化學(xué)實驗的綠色設(shè)計，進(jìn)而說明環(huán)境教育不是空洞的說教，而是真真切切的身邊事。所以每一個實驗都必須做到綠色化。

4.節(jié)約化學(xué)實驗資源， 提高辦學(xué)效率

節(jié)約實驗試劑、實驗用電和用水等，減少實驗廢棄物排放，也是綠色化學(xué)實驗和可持續(xù)發(fā)展的要求。發(fā)動學(xué)生尋找替代藥品，例如，制取CO2 和H2 的實驗，發(fā)動學(xué)生尋找一些建筑材料大理石和從廢舊電池上剝下的鋅皮；在氧氣中燃燒的鐵絲可以用砂紙砂光后的廢舊窗紗的細(xì)鐵絲；導(dǎo)氣管可用輸液管代替， 分液漏斗可用一次性注射器代替等等。這樣既節(jié)約了資源， 又激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并使學(xué)生認(rèn)識到了在我們的生活中只有放錯位置的資源而沒有垃圾。

5.中學(xué)化學(xué)實驗的微型化

微型化學(xué)實驗是以盡可能少的化學(xué)試劑來獲取所需要的化學(xué)信息，雖然它的化學(xué)試劑用量一般只為常規(guī)實驗的幾十分之一乃至幾百分之一，但其效果卻可以達(dá)到準(zhǔn)確、明顯、安全、方便，并可以最大限度地減少環(huán)境污染。在中學(xué)化學(xué)實驗中，有些實驗不太安全，有些操作困難，有些容易造成環(huán)境污染。由于微型化學(xué)實驗既安全又節(jié)約，教師還可以帶領(lǐng)學(xué)生自制一些常用的儀器，這樣便可讓學(xué)生一人一組做實驗，還可以讓學(xué)生自己在課外、在家中做一些探究實驗和家庭實驗，這樣不但可以幫助學(xué)生理解和形成化學(xué)概念，還可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察動手能力，能夠大大激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

6.中學(xué)化學(xué)實驗綠色化的研究特點和意義

教師可引導(dǎo)學(xué)生將常規(guī)實驗或環(huán)境友好實驗設(shè)計成微型實驗、微波促進(jìn)反應(yīng)和無溶劑的干介質(zhì)反應(yīng)，探索三種實驗方法需要的最佳反應(yīng)條件，篩選出最佳實驗方法。這樣發(fā)揮了微型化實驗和干介質(zhì)反應(yīng)的優(yōu)點，并結(jié)合微波輻射所特有的功效，將三種實驗方法進(jìn)行組合，對結(jié)果進(jìn)行分析評價。本研究提倡運用現(xiàn)代教學(xué)手段，化繁為簡，化虛為實，可以幫助學(xué)生簡捷思維，敏銳體驗。

綜上所述，對中學(xué)化學(xué)實驗?zāi)Ｊ胶头椒ㄟM(jìn)行改進(jìn)，能加深學(xué)生對科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不能以破壞環(huán)境為代價的認(rèn)識，能使他們增強科學(xué)道德的責(zé)任感和學(xué)習(xí)的自覺性，能使學(xué)生學(xué)習(xí)時處在愉快、健康、安全的環(huán)境里，保障師生的身心健康發(fā)展。endprint