劉品禎，李紅梅，程志飛，賈亞琪，楊　珍，吳　迪

(1 黔南民族師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院,貴州　都勻　558000；2 貴州師范大學(xué)貴州省山地環(huán)境信息系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)實驗室,貴州　貴陽　550000)

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淺談綠色化學(xué)理念在無機(jī)化學(xué)實驗中的應(yīng)用與研究

劉品禎1,2，李紅梅2，程志飛2，賈亞琪2，楊珍2，吳迪2

(1 黔南民族師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院,貴州都勻558000；2 貴州師范大學(xué)貴州省山地環(huán)境信息系統(tǒng)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)實驗室,貴州貴陽550000)

綠色化學(xué)是環(huán)境友好型化學(xué)，而綠色化學(xué)在無機(jī)化學(xué)實驗中的實施不僅能減少試劑的使用、環(huán)境污染物的排放，降低環(huán)境的污染程度，而且能培養(yǎng)學(xué)生樹立強(qiáng)烈的環(huán)保意識。遵從綠色化學(xué)理念的指導(dǎo)，對無機(jī)化學(xué)實驗的內(nèi)容和方法及廢棄物的處理等問題進(jìn)行探討與優(yōu)化，結(jié)合現(xiàn)代教學(xué)手段應(yīng)用于實驗教學(xué)，實現(xiàn)真正意義上的綠色化無機(jī)化學(xué)實驗，增強(qiáng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識，實現(xiàn)人與環(huán)境的友好發(fā)展刻不容緩。

綠色化學(xué)；無機(jī)化學(xué)實驗；應(yīng)用；研究

綠色化學(xué)就是與環(huán)境友好的化學(xué)，就是在常規(guī)實驗中用新方法和新技術(shù)從源頭上杜絕化學(xué)污染[1]。就是要達(dá)到降低污染程度同時又節(jié)約資源減少經(jīng)濟(jì)損失的效果[2]。在研究化學(xué)實驗的過程中，主要研究與環(huán)境友好的化學(xué)反應(yīng)，做到根除或減少污染物物質(zhì)的排放，從根本上切斷污染、減少污染，達(dá)到真正的零排放。

無機(jī)化學(xué)是一門基于實驗、理論與實踐同等重要的學(xué)科，所以，要用綠色化學(xué)理念去指導(dǎo)自己對實驗的動手操作方法和分析問題的思維[3]。就可以在實踐中提升實驗動手能力，培養(yǎng)出嚴(yán)謹(jǐn)求實的科學(xué)態(tài)度的過程[4]。當(dāng)然，對無機(jī)化學(xué)實驗進(jìn)行優(yōu)化處理是實現(xiàn)實驗室綠色化的一個必然[5]。

1　把綠色化學(xué)理念應(yīng)用于無機(jī)化學(xué)實驗教學(xué)

在大學(xué)接觸的第一門實驗課中融入綠色化學(xué)理念是至關(guān)重要的，從一開始就在好的環(huán)境中學(xué)習(xí)可以使學(xué)生在無形中就樹立起科學(xué)的環(huán)保意識和責(zé)任感[6]。

為了深入了解物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化，實驗在無機(jī)化學(xué)中有著極其大的作用。但是也不否認(rèn)在實驗過程中會帶來很多的污染，所以，在做實驗時不能忽略實驗給環(huán)境帶來的污染。就比如說我們在實驗中經(jīng)常用到的濃硫酸、氯氣、硫化氫、乙醚等等一些有腐蝕性、有毒、有刺激性的物質(zhì)，如果在使用過程中對其處理不當(dāng)污染了周邊的環(huán)境，那么，在治理過程中將會浪費(fèi)很多的人力和物力，所以，必須在無機(jī)化學(xué)實驗中采取切實可行的有效措施防止和消除實驗室產(chǎn)生的污染。將在實驗中被動產(chǎn)生的化學(xué)污染利用綠色化學(xué)理念采取積極主動的態(tài)度去減少和消除[7]。因此，對于將綠色化學(xué)的概念用于無機(jī)化學(xué)實驗中，必須要有深刻理解并且立即執(zhí)行。

由于綠色化學(xué)理念的定義是從源頭上控制污染源可以知道，如果要把綠色化學(xué)的理念應(yīng)用于無機(jī)化學(xué)實驗中，我們在實驗過程中必須對以下幾個方面做出嚴(yán)格控制：

(1)嚴(yán)格有效地控制有毒有害物質(zhì)的排放；

(2)改進(jìn)實驗方法和用量，對于同一個實驗，爭取做到采用綠色化的實驗方法達(dá)到同等的結(jié)果；

(3)實驗藥品的用量盡可能的減少，特別是對人體、環(huán)境有危害的。

2　加強(qiáng)實驗室綠色化建設(shè)的管理，培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識

實驗室即是為了進(jìn)行實施實驗操作的一個地方，同時也是產(chǎn)生污染物的場所。根據(jù)綠色化學(xué)的定義即從源頭上阻止污染物的產(chǎn)生，首先，必須保持實驗室的整潔干凈和好的通風(fēng)條件，確保實驗設(shè)備的正常運(yùn)行及安全生產(chǎn)，更重要的是對試驗品的規(guī)范放置、取用和回收，做到在實驗過程中減少哪些有毒有害藥品的排放，盡量做到綠色化，控制其對環(huán)境、對人類健康的影響。綠色化的無機(jī)化學(xué)實驗是要求盡可能采用健康的物質(zhì)來進(jìn)行實驗[8]。 因為在實驗過程中，參加反應(yīng)的物質(zhì)大多數(shù)都是有危害的，可能會污染環(huán)境，有可能對人體造成傷害，所以必須小心使用。同時在化學(xué)實驗教學(xué)過程中教師應(yīng)該讓學(xué)生了解那些化學(xué)藥品的來源并且認(rèn)識到他們對環(huán)境及人類健康的危害，知道了它們就在我們的身邊要隨時可能會有危險，必須時常保持高度的警惕性，這些都是為了能夠讓學(xué)生們意識到在無機(jī)化學(xué)實驗中實施綠色化的重要性。

綠色化學(xué)的理念是一種先進(jìn)的指導(dǎo)思想，要想在實驗中實現(xiàn)綠色化，必須推廣和加強(qiáng)宣傳力度培養(yǎng)學(xué)生自主的綠色化學(xué)意識，并讓學(xué)生積極運(yùn)用綠色化學(xué)的思維方法和態(tài)度來處理常見的化學(xué)污染，這樣每個人都可以成為一個真正的綠色人才。而如今綠色化學(xué)的內(nèi)涵有五個原則，即減量、回收、重復(fù)利用、再生、拒用[9]。根據(jù)這一原則，可以從以下幾個方面貫徹綠色化學(xué)理念：

(1) 教師在講解理論知識的過程中引出綠色化學(xué)給社會及整個人類帶來的好處并講述使用有毒有害物質(zhì)帶來的危害，自然而然就會激發(fā)學(xué)生繼續(xù)學(xué)習(xí)綠色化學(xué)的興趣，還會增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識并且在實踐中自覺實現(xiàn)對環(huán)境的友好化、綠色化；

(2)在實驗過程中，具體實施綠色化學(xué)理念的教育。如節(jié)約用水、用藥品、正確對“三廢”進(jìn)行處理等；

(3)從保護(hù)環(huán)境、建立環(huán)境保護(hù)意識等方面實現(xiàn)綠色化學(xué)。

3　注重化學(xué)反應(yīng)的綠色化

在無機(jī)化學(xué)實驗的教學(xué)過程中，為了將實驗實現(xiàn)真正的綠色化，我們在做實驗前，就會對要用的實驗用品和方法做多方面的綠色化的討論與研究，使其在做時可以將綠色化實驗的特點(diǎn)表現(xiàn)得淋漓盡致?！霸咏?jīng)濟(jì)性”反應(yīng)是一個極其重要的綠色化學(xué)概念，即原料中究竟有百分之幾的原子轉(zhuǎn)變成最終產(chǎn)物。理想的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)是原料百分之百地轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物，沒有副產(chǎn)物和其他廢[10]。對參加化學(xué)反應(yīng)的所有物質(zhì)是否造成環(huán)境污染和達(dá)到的經(jīng)濟(jì)效果都要優(yōu)化出綠色環(huán)?？尚械姆桨竅11]。

就如硝酸銅的制備方法有很多種如：銅與濃硝酸的反應(yīng)；稀硝酸與銅的反應(yīng)；還有一種就是銅與氧氣先反應(yīng)生成氧化銅，接著硝酸再與氧化銅反應(yīng)生成硝酸銅。當(dāng)然，通過比較可以知道哪種方法更合理、更經(jīng)濟(jì)、更符合化學(xué)反應(yīng)綠色化的特點(diǎn)。

對于實驗中涉及的許多化學(xué)反應(yīng)，我們只要對其實驗方法、實驗內(nèi)容和實驗原料做認(rèn)真的分析與研究，就會找到既對環(huán)境和人類健康沒有危害又經(jīng)濟(jì)化、合理化、綠色化的化學(xué)反應(yīng)。

同時，無論是在實驗室還是在生活中，總是會產(chǎn)生很多的廢棄物，所以，對廢棄物的回收和重復(fù)利用也要引起重視。如果對被隨意的丟棄的廢舊電池中的化學(xué)物質(zhì)不回收利用就會對生活環(huán)境造成污染[14]。當(dāng)然，在實驗中也會產(chǎn)生諸如二氧化硫、氮氧化物及重金屬等一系列的物質(zhì)，或者是遇到毒性非常大但又必須做的實驗，我們就應(yīng)該對其給予回收利用或是改進(jìn)刪除，減少其對環(huán)境造成污染，危害人類健康?？傊?，無論是在實驗還是在生活中，我們都應(yīng)盡可能地在得到預(yù)期結(jié)果的同時，又達(dá)到綠色化的效果。

4　三廢的處理

生活中本就有著很多對環(huán)境和人類不健康的物質(zhì)存在，如果再對實驗中可能產(chǎn)生的廢棄物不做妥善處理的話，生活就不再是綠色而是灰色了。因此在化學(xué)實驗過程中要堅決杜絕廢棄物的隨意排放亂丟現(xiàn)象，充分利用綠色化學(xué)從源頭上消除污染，實現(xiàn)零排放的原則，對實驗的內(nèi)容和方法進(jìn)一步完善，對在實驗中產(chǎn)生的不健康物質(zhì)建立起先進(jìn)行修復(fù)后排放的綠色化學(xué)概念，以至于在做實驗時實現(xiàn)綠色化目標(biāo)。

實驗中要使產(chǎn)生的廢氣得到凈化，可以根據(jù)其性質(zhì)和數(shù)量采取一些方法如吸收法、燃燒法等進(jìn)行處理[16]。這既減少了其對實驗人員的危害，又避免了使用通風(fēng)櫥、換氣扇等方法處理廢氣而對環(huán)境造成的污染。所以，可以換種途徑，如安放一套“三廢”的綜合處理設(shè)備在無機(jī)化學(xué)實驗室去探尋綠色化學(xué)實驗的應(yīng)用[17]。即分類收集、預(yù)先處理、循環(huán)使用，使其真正實現(xiàn)廢棄物的零排放，也是遵從了綠色化學(xué)理念。

5　加大力度推行多媒體教學(xué)在無機(jī)化學(xué)實驗中的應(yīng)用

選擇采用多媒體教學(xué)技術(shù)實施綠色化的實驗教學(xué)的理由如下[18]：

(1) 對那些毒性強(qiáng)、試劑藥品用量多、對環(huán)境嚴(yán)重污染且不易控制、成本大的化學(xué)實驗可以采用多媒體教學(xué)技術(shù)進(jìn)行模擬實驗，既降低了難度和實驗成本及風(fēng)險，又能達(dá)到學(xué)習(xí)實驗的目的；

(2) 同時教師也可以采用多媒體教學(xué)對一些在實驗室中難以完成的或不能夠完成的實驗進(jìn)行模擬實驗，這樣不僅能夠加深學(xué)生們對理論知識的了解和記憶，還防止了學(xué)生因多次操作失誤導(dǎo)致的實驗失敗而浪費(fèi)試劑，同時也減少學(xué)生的挫敗感，增加對實驗的興趣；

(3) 采用多媒體教學(xué)技術(shù)制作模擬實驗課件，在此過程中，避免了有可能產(chǎn)生的對環(huán)境和人體不健康的污染物質(zhì)的出現(xiàn)，還將綠色化學(xué)理念貫穿于實踐生活中。由此可見，采用多媒體輔助實驗教學(xué)，不僅可以提高教學(xué)質(zhì)量，而且又實現(xiàn)了實驗的綠色化。

6　結(jié)　語

遵從綠色化學(xué)的理念從源頭上阻止污染的思想，提高實驗室的綠色化管理，積極開展化學(xué)反應(yīng)的綠色化和減少實驗室的三廢排放等，對將其綠色化理念落實到無機(jī)化學(xué)教學(xué)過程中的研究與應(yīng)用勢不可擋[20]。同時，將綠色化學(xué)的理念實施在實驗中，可以增強(qiáng)學(xué)生在環(huán)境保護(hù)意識方面一定的責(zé)任感。總之，就是要在綠色化學(xué)理念指導(dǎo)下對無機(jī)化學(xué)實驗室進(jìn)行污染預(yù)防全程控制[21]。

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Application and Research on the Concept of Green Chemistry in Inorganic Chemistry Experiment

LIUPin-zhen1,2，LIHong-mei2，CHENGZhi-fei2，JIAYa-qi2，YANGZhen2，WUDi2

(1 School of Chemistry and Chemical Engineering, Qiannan Normal University for Nationalities,Guizhou Duyun 558000； 2 Key Laboratory of Mountain Area and Protection of EcologicalEnvironment of Guizhou Province, Guizhou Normal University, Guizhou Guiyang 550000, China)

Green chemistry is environmentally friendly chemistry. The implementation of green chemistry in Inorganic Chemistry experiments can not only reduce the use of reagents, the discharge of environmental pollutants, reduce the degree of environmental pollution, but also cultivate students to establish a strong sense of environmental protection. Followed the guidance of the concept of green chemistry, content and method of Inorganic Chemistry experiment and the processing of waste and other issues were discussed and optimized, combining with modern teaching methods applied in experimental teaching, realizing the real meaning of green inorganic chemistry experiment. Enhancing the students’ consciousness of green chemistry, achieving the friendly development of people and the environment is urgently needed.

green chemistry; Inorganic Chemistry experiment; application; research

劉品禎(1986-)，男，助理實驗師，碩士研究生在讀，從事化學(xué)實驗教學(xué)及研究。

吳迪 (1977-), 男，副教授，主要研究方向:環(huán)境分析化學(xué)。

G642.0

B

1001-9677(2016)012-0226-03