任 紅，楊耀彬，高文秀，羅亞楠，于曉洋，楊艷艷

(吉林化工學(xué)院化學(xué)與制藥工程學(xué)院，吉林吉林 132022)

無(wú)機(jī)化學(xué)四大平衡包括“酸堿平衡、沉淀溶解平衡、氧化還原平衡和配合物解離平衡”，是無(wú)機(jī)化學(xué)課程教學(xué)的重要部分，其不僅要為元素化學(xué)的講授搭建基本的理論平臺(tái)，還要為大學(xué)下一階段的分析化學(xué)、物理化學(xué)和化工原理等課程做知識(shí)鋪墊［1－2］。無(wú)機(jī)化學(xué)課程對(duì)象為大一新生，絕大多數(shù)學(xué)生處于剛剛步入成年階段的敏感時(shí)期，作為大學(xué)教師，我們有責(zé)任和義務(wù)對(duì)其灌輸積極向上的人生觀、價(jià)值觀和世界觀，在無(wú)機(jī)化學(xué)專業(yè)知識(shí)講授的同時(shí)兼顧德育目標(biāo)［3］。

結(jié)合無(wú)機(jī)化學(xué)四大平衡知識(shí)體系本身特點(diǎn)，以四大平衡專業(yè)知識(shí)的講授為載體，重點(diǎn)從以下兩個(gè)方面入手:(1)培養(yǎng)學(xué)生馬克思唯物主義思想，促使學(xué)生哲學(xué)品格、哲學(xué)態(tài)度、哲學(xué)精神和哲學(xué)思維等方面的培養(yǎng)，使學(xué)生逐步形成科學(xué)態(tài)度和思維方式;(2)利用四大平衡理論引導(dǎo)學(xué)生綠色環(huán)保理念的形成。

1 “四大平衡”結(jié)合馬克思唯物主義思想

辯證唯物主義觀點(diǎn)的內(nèi)容非常豐富，在講授無(wú)機(jī)化學(xué)課程“四大平衡”相關(guān)內(nèi)容時(shí)，我們主要就事物變化由量變到質(zhì)變，矛盾可相互轉(zhuǎn)化同時(shí)對(duì)立統(tǒng)一，否定之否定規(guī)律等來(lái)進(jìn)行德育滲透［4］。

1．1 質(zhì)量互變

任何事物的發(fā)展和變化都有一個(gè)從量變到質(zhì)變的過(guò)程。量變?yōu)槭挛飻?shù)量的增減和場(chǎng)所的變更，而質(zhì)變則指事物根本性質(zhì)的變化。質(zhì)變往往從量變開(kāi)始，當(dāng)量的積累達(dá)到一定程度時(shí)，產(chǎn)生質(zhì)的變化。因此量變是質(zhì)變的必要準(zhǔn)備，質(zhì)變是量變的必然結(jié)果。在無(wú)機(jī)化學(xué)“四大平衡”中，質(zhì)量互變最為直觀的實(shí)例莫過(guò)于與“酸堿平衡”相關(guān)的酸堿滴定中，如果將20 mL 0．1000 mol/L NaOH溶液加入到等體積同濃度的HCl溶液中，溶液開(kāi)始呈強(qiáng)酸性，隨著堿量的增加，溶液pH值在酸性范圍內(nèi)緩慢增加，當(dāng)NaOH體積在19．95～20．05 mL范圍內(nèi)，即NaOH溶液加入改變量為0．10 mL(即反應(yīng)進(jìn)行程度在99．9% ～100．1%區(qū)間)，滴定突躍 pH 值 =4．3～9．7，體系中所加入的酚酞指示劑從無(wú)色變?yōu)榧t色。當(dāng)然，我們也可以在其他類型平衡相關(guān)的滴定實(shí)驗(yàn)中找到實(shí)例來(lái)說(shuō)明質(zhì)量互換原理。

事實(shí)上，化學(xué)平衡的移動(dòng)本身就是質(zhì)量互換的過(guò)程。在“沉淀溶解”平衡中，我們應(yīng)用溶度積規(guī)則來(lái)判斷沉淀的生成與溶解，隨著溶液中離子濃度不斷加大，溶液“稀溶液→趨于飽和→飽和→沉淀析出”，單相溶液變成多相體系。在“氧化還原”平衡中，我們會(huì)進(jìn)一步了解到質(zhì)量互換原理的使用還存在一定前提條件，利用正負(fù)極電極電勢(shì)差(E+，E－)來(lái)判斷反應(yīng)方向時(shí)，ΔE ＞0，反應(yīng)正向進(jìn)行;ΔE=0，反應(yīng)平衡;ΔE ＜0，反應(yīng)逆向進(jìn)行。根據(jù)能斯特方程，我們可以通過(guò)改變氧化劑、還原劑的濃度，分壓等來(lái)影響反應(yīng)方向，這是量變引起質(zhì)變。但要注意前提，即 －0．2 V ＜ ΔE ＜0．2 V，當(dāng) ΔE 超出這一范圍時(shí)，試圖通過(guò)改變濃度、分壓對(duì)反應(yīng)方向產(chǎn)生影響的難度會(huì)加大。

1．2 矛盾論

矛盾的對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律是自然界客觀存在的發(fā)展規(guī)律，在無(wú)機(jī)化學(xué)課程中也有充分體現(xiàn)。四大平衡(酸堿平衡、溶解沉淀平衡、氧化還原平衡及配合物解離平衡)在多種影響因素下被破壞，平衡向一方移動(dòng)，體現(xiàn)了矛盾雙方相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律;我們以弱酸(HA)溶液pH值近似計(jì)算問(wèn)題為例來(lái)討論［5］:

當(dāng)Kaθ［HA］＞20Kwθ，［HA］/Kaθ≥500，得到［H+］計(jì)算最簡(jiǎn)式

其中當(dāng)Kaaθ［HA］＞20Kwθ，可忽略 Kwθ，即水解離所產(chǎn)生的H+是可以忽略的，可以認(rèn)為溶液［H+］由弱酸HA電離的H+決定，而水電離出的H+不足其1/20，也就是說(shuō)，弱酸和水都會(huì)電離產(chǎn)生H+離子，但弱酸是主要因素，是解決溶液pH計(jì)算問(wèn)題的主要矛盾，而水的電離是次要矛盾;［HA］/Kaθ≥500，可認(rèn)為HA的解離程度＜5%，弱酸本身解離可以忽略。但是當(dāng)HA濃度降低時(shí)，Kθ［HA］＜20Kθ，條件變化，則不可忽略Kθ，這aww時(shí)水電離產(chǎn)生H+從次要矛盾轉(zhuǎn)化為主要矛盾;當(dāng)［HA］/Kaθ＜500，則HA解離程度＞5%，則弱酸本身解離不可以忽略，其也從次要矛盾轉(zhuǎn)化為主要矛盾。弱酸溶液pH值計(jì)算說(shuō)明了矛盾論中主要矛盾和次要矛盾以及相互轉(zhuǎn)化的問(wèn)題。

矛盾的對(duì)立統(tǒng)一的理論，能夠有效幫助我們理解化學(xué)知識(shí)，同時(shí)可以啟迪學(xué)生，在面對(duì)科研難題和生活困境時(shí)，分清主要和次要矛盾，轉(zhuǎn)化矛盾，盡量利用各種外部條件，解決矛盾，引導(dǎo)事物向著我們期望的方向發(fā)展。

1．3 否定之否定規(guī)律

任何事物內(nèi)部都包含肯定和否定的因素，肯定因素是決定事物性質(zhì)的因素，否定因素是促使事物滅亡的因素，事物總是通過(guò)否定向前發(fā)展的，肯定的東西被否定了，而否定了舊事物后產(chǎn)生的新事物，它也不是一成不變的，它同樣要被內(nèi)部所包涵的否定因素所否定，為新事物所代替，從肯定階段到否定階段，從否定階段走向否定之否定階段，人對(duì)事物的認(rèn)知也呈周期性的螺旋式上升、波浪式前進(jìn)，是前進(jìn)性和曲折性的對(duì)立統(tǒng)一。

以酸堿理論體系的建立為例，中學(xué)階段學(xué)生掌握了阿侖尼烏斯電離理論，在水溶液中電離出的陽(yáng)離子全部是H+離子的是酸，電離出的陰離子全部是OH－離子的是堿。阿電離理論成功定義了在水溶液中如鹽酸，硫酸和硝酸為酸，氫氧化鈉，氫氧化鉀為堿。但是如果體系發(fā)生調(diào)整，不在局限于水溶液中，如NH3氣，則很難用電離理論來(lái)說(shuō)明其酸堿性。鑒于阿電離理論的局限，布朗斯特－勞萊提出酸堿質(zhì)子理論，能給出質(zhì)子的物質(zhì)為酸，能接受質(zhì)子的物質(zhì)為堿，酸堿的定義不再局限在水溶液中，NH3氣能接受質(zhì)子，顯然應(yīng)歸為質(zhì)子堿。隨后，為了解決沒(méi)有質(zhì)子轉(zhuǎn)移的酸堿反應(yīng)，又創(chuàng)立了路易斯酸堿理論;隨著配合物研究的深入，皮爾森的軟硬酸堿理論慢慢形成得以發(fā)展，近代酸堿理論體系的建立前后經(jīng)歷了2個(gè)多世紀(jì)，對(duì)酸堿認(rèn)識(shí)在不斷深入。

否定之否定規(guī)律闡述了科學(xué)發(fā)展的道路是不斷向前的，但絕不是筆直的，相反，科學(xué)發(fā)展的道路上布滿荊棘，科學(xué)上每一次的重大發(fā)現(xiàn)無(wú)不是經(jīng)歷了數(shù)不清的失敗和否定，也正是由于有了這些否定才為下一次的肯定奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。否定之否定規(guī)律可以教育學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)同時(shí)，既要認(rèn)識(shí)到理論知識(shí)的一般正確性，還要善于運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)理論對(duì)己有的理論或者知識(shí)進(jìn)行反思，批判的繼承和發(fā)展，提出自己的新的見(jiàn)解，促使化學(xué)科學(xué)不斷向縱深發(fā)展。

2 承載綠色環(huán)保理念的“四大平衡”理論

無(wú)機(jī)化學(xué)課程“四大平衡”相關(guān)內(nèi)容中涉及到平衡移動(dòng)、反應(yīng)轉(zhuǎn)化率，如何在生產(chǎn)生活實(shí)踐中通過(guò)各種復(fù)雜因素的調(diào)控，使平衡向有利的方向移動(dòng);如何通過(guò)反應(yīng)原料配比的合理設(shè)計(jì)，達(dá)到節(jié)能減排的目的，對(duì)環(huán)境保護(hù)的意義將是不言而喻。再如在“氧化還原平衡”章節(jié)中，引入關(guān)于廢舊電池的處理，新型環(huán)保型電池的開(kāi)發(fā)相關(guān)內(nèi)容;在“配合物解離平衡”章節(jié)，可向?qū)W生介紹金屬配合物染料是一種重要的合成染料，特別適合于蛋白纖維染色，但傳統(tǒng)金屬配合物染料大都是Cr3+、Co2+、Cu2+等重金屬離子與酸性媒介染料作用而成，重金屬離子會(huì)隨印染廢水進(jìn)入自然界，嚴(yán)重危害生態(tài)環(huán)境，我們?nèi)绾魏铣森h(huán)境友好的新型金屬配合物染料、并探討其應(yīng)用性能十分必要［6］。

化學(xué)是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)也是無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)的重要組成部分。與“四大平衡”對(duì)應(yīng)實(shí)驗(yàn)是對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)訓(xùn)練的開(kāi)端，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中科學(xué)制定實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，精心設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，把綠色理念引入到本科實(shí)驗(yàn)教學(xué)中來(lái)［7－8］。具體說(shuō)來(lái)，可以在制備實(shí)驗(yàn)中優(yōu)化合成步驟，減少實(shí)驗(yàn)樣品的浪費(fèi)和節(jié)約實(shí)驗(yàn)室的能源動(dòng)力;可以考慮將現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)微量化，在源頭上節(jié)約化學(xué)藥品;重視廢液、廢渣的處理、回收和利用，積極引導(dǎo)學(xué)生在產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)廢棄物時(shí)科學(xué)分類，進(jìn)而養(yǎng)成學(xué)生在擁有一定化學(xué)知識(shí)的前提下，能夠?qū)θ粘Ｉ罾行Х诸?，讓化學(xué)服務(wù)生活。

3 結(jié)語(yǔ)

德育和智育并不是孤立的，它們?cè)诮虒W(xué)過(guò)程中要有機(jī)結(jié)合，教師不僅要對(duì)學(xué)生“傳道、授業(yè)、解惑”，還要在化學(xué)教學(xué)過(guò)程中滲透道德教育，達(dá)成無(wú)機(jī)化學(xué)課程德育目標(biāo)，全面提高學(xué)生綜合素質(zhì)。本文從無(wú)機(jī)化學(xué)“四大平衡“理論入手，把道德教育融合到無(wú)機(jī)化學(xué)教學(xué)過(guò)程中去，使學(xué)生成為具有高度社會(huì)責(zé)任感和優(yōu)良品德的高素質(zhì)人才。