何秋花
化學教材中設計了大量的需要學生參與完成的探究性實驗,學生經常要接觸一些污染性的試劑、藥品,產生一些帶有污染性的物質,應對不當,會給師生帶來身心方面的威脅,也會給環(huán)境造成一定的破壞。因此,在進行這一類實驗時,老師在學生具體操作時,要引導學生進行綠色化實驗操作,以培養(yǎng)學生的綠色環(huán)保理念。
一、組織和引導學生在化學試劑和化學藥品等方面的綠色化選用
有些化學試劑和化學藥品可能會對環(huán)境造成一定危害,還有一些化學試劑或藥品本就比較貴重。因此,在進行探究性實驗操作時,老師要按照綠色化的理念,組織、引導學生在試劑、藥品的用量、重復使用、替代使用等方面下功夫,進行綠色化操作。
1.按照嚴格的標準,合理控制試劑和藥品用量
如果學生對化學實驗中試劑和藥品的用量認識不到位,會造成藥劑的浪費,而且還會增大環(huán)境破壞的幾率。因此,老師在學生進行實驗操作時,要對他們強調相對準確的藥劑用量,盡可能地節(jié)約藥劑用量,以節(jié)約資源。比如在要求學生用固體Na2SO3自己探究制作SO2時,要讓他們明白Na2SO3用量的微小差別,其實驗結果相差很大,因此要盡可能節(jié)約使用Na2SO3,既節(jié)省了資源,又減少了SO2氣體的排放。
2.按照具體的實驗要求,尋找藥劑的替代品
不同的藥劑,在同一個實驗反應中,有著不同的原子利用率。因此,老師在學生實驗操作之前,可以適當地變更教材中規(guī)定使用的藥劑種類,尋找替代性藥劑品種,以節(jié)約資源,減少有害物質的產生與排放。如在關于氯氣實驗制作的內容中,教材的反應式為:4HCl(濃)+MnO2=MnCl2+Cl2↑ +2H2O。其實如果用KClO3替代MnO2,要產生等物質的量的氯氣,只需要2mol濃鹽酸,為選用MnO2為藥品時的一半。非常明顯,讓學生使用KClO3替代MnO2,既可能節(jié)省鹽酸用量,也可以減少揮發(fā)性物質。除了考慮可利用率高的因素,還可要求組織學生尋找可替代低污染化學試劑代替相對高污染試劑,進行實驗。如在鹵素單質的萃取實驗時,可以考慮讓學生用實驗效果相當的二氯甲烷代替四氯化碳作萃取劑,毒性物質就減少了。
3.盡可能地重復使用化學試劑和藥品
在傳統(tǒng)的實驗教學中,當學生完成某一試驗后,反應后的產物或者溶液只能是作廢品或垃圾處理,造成極大的浪費。為了實現綠色化操作,老師可以全局統(tǒng)籌本學期的所有探究性實驗,對于可以留到下一次實驗用的、且方便保存的試劑、藥品和反應物,盡可能地收集保存到下一次實驗中繼續(xù)重復使用。為了讓更多地試劑和藥品得到重復使用,老師還應該合理安排各個實驗課程順序,盡可能將需要使用同類試劑和藥品的實驗連續(xù)安排,方便重復使用試劑和藥品,以達到綠色化實驗的目的。
二、幫助學生養(yǎng)成在實驗操作中的綠色化習慣
在實驗操作過程,由于學生的不熟練操作,容易浪費試劑,甚至會因實驗操作的不規(guī)范而出現一些事故,包括污染環(huán)境。因此,在高中化學實驗教學過程中,教師一定要規(guī)范學生的每一步實驗操作,幫助學生養(yǎng)成綠色化操作的習慣。
1.實驗準備工作的綠色化操作
在實驗開始之前準備工作對實驗的順利進行也是很重要的實驗之前的準備工作,一般包括實驗場所、實驗裝置和藥品、試劑的準備。就是對實驗裝置的檢查。在這個階段學生的綠色化操作習慣養(yǎng)成非常必要。比如在制取氣體的實驗,就一定要提前檢查氣體的容器的密閉性是否符合要求,以防泄露污染環(huán)境;再如需要添加藥劑時,一定要準備好藥匙、紙槽、滴管專用設備,防止藥劑與學生的皮膚接觸,以免造成傷害。另外,還要注意實驗室的通風和通水情況,讓實驗中產生的廢氣和廢水及時排放。
2.實驗過程的綠色化操作
整個探究性實驗,最主要的是探究過程中操作的綠色化。規(guī)范每一個實驗操作步驟,能最大限度地做到行進過程的綠色化。
一般來說,如果實驗會產生氣體尤其是對人體或環(huán)境有一定的危害的氣體,老師是要特別指導學生掌握科學地氣體收集方式。如產物是氣體,要注意氣體的收集方式。比如氨氣這一類密度小于空氣,容易外泄,且具有一定危害性的氣體,一定要教會學生采取必要的保護措施,如在試管口塞一團棉花防止氣體的泄露;配制溶液時需要用玻璃棒引流,防止有液體從燒杯口灑出,污染環(huán)境;使用PH試紙時,要準備一個表面皿,把PH試紙放在表面皿上,而不是隨意拿在手里,防止試劑污染手部,在取用待測液時,應用玻璃棒沾取,而不是直接把試紙投入待測液中。
3.實驗廢棄物的綠色化操作
實驗結束后,老師還要提醒學生進行合理的實驗收尾工作。其中,對實驗廢棄物的綠色化處理對于環(huán)境保護和人體健康維護非常重要。其中,固體廢棄物由于量比較少,危害性也不太大。但是對于固體廢物中的金屬可回收利用。而那些液體廢棄物如酸性廢液,堿性廢液,和含有重金屬離子的廢液,如果處理不好,就會對環(huán)境甚至人身健康帶來危害。因此,老師要教育學生,不能簡單地將這些廢棄液體倒入下水道就行,要經過相應的處理程序進行無害處理。
總之,化學實驗經常要接觸一些污染性的試劑、藥品,產生一些帶有污染性的物質,同時,學生缺乏相關的知識儲備和意識,應對不當,會給師生帶來身心方面的威脅,也會給環(huán)境造成一定的破壞。因此,在進行這一類實驗時,老師要在學生具體操作時給予必要的指導,引導他們養(yǎng)成綠色化操作習慣,以培養(yǎng)其綠色環(huán)保理念。
(作者單位:江西省都昌縣第二中學)