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化學實驗中的綠色化學教育論文
綠色化學(GreenChe而stry)又稱環(huán)境無害化學(Envi-ronmentallyBenignChemis卿)、環(huán)境友好化學(Environmental-lyFriendlvChemist叮)、清潔化學(CleanChe而s娜)等。它是從源頭上防止污染產生或把化學過程對環(huán)境的負面影響降低到最低程度的化學。在化學實驗教學中,以綠色化學的理念和原則指導實驗教學工作,使實驗室的“三廢”排放降低到最低程度并能得到妥善處理,實驗室的安全性和環(huán)境質量得到提升,師生的綠色化學和環(huán)保意識得到強化,這也是貫徹綠色化學理念的重要途徑。中學化學教學中有大量演示實驗,但教科書中提供的部分演示實驗,從實驗裝置的使用到藥品的用量,都存在有待改進的因素。如果能夠合理利用其中“待改”因素,不僅能夠進一步激發(fā)學生學習化學的興趣,而且對于培養(yǎng)學生創(chuàng)新能力、樹立環(huán)保觀念都有獨特的功效。有意識、有計劃地按照綠色化學的要求進行實驗教學,是強化學生綠色化學意識的有效方法。具體有以下三種途徑。
一、要盡且減少試劑的用量
在化學實驗教學中,應具有綠色化學的思想,盡可能地降低實驗藥品濃度,預防或減少環(huán)境污染。常見的一些可改進的實驗項目(表略)
二、要注意尾氣的處理和減少廢氣排放
化學實驗教學在培養(yǎng)學生良好實驗習慣的同時,也要培養(yǎng)學生不隨意丟棄實驗殘留物,不隨意排放實驗尾氣,不隨意傾倒實驗廢液。正確處理實驗“三廢”,避免將學校實驗室變成污染源,讓學生在動手實驗的同時養(yǎng)成環(huán)境保護意識和社會責任感。例如,硫黃在氧氣中的燃燒,剩余氣體混合物不能直接排到空氣中,應加人適量堿溶液,反應掉二氧化硫,避免其對環(huán)境和人的危害。作酸堿鹽學生實驗時,實驗室應準備專門盛放廢酸液和廢堿液的廢液缸,實驗后將酸性廢液和堿性廢液反應,調到pH中性左右再排放。含有重金屬離子的廢液不能直接倒人下水道,例如硫酸銅廢液,應盡量將銅提取出來再處理,一方面避免銅離子污染水和土壤,另一方面還能有效利用,節(jié)約資源。
三、可通過變廢為寶、循環(huán)利用等途徑減少資源浪費
中學化學中有大量的試劑可以回收利用,例如,在中學化學實驗中四氯化碳是一種重要的有機溶劑,萃取實驗中經常用到。以CCI。為代表的氯代烴作為一類耐生物降解的有機化合物,是飲用水源中備受關注的污染物。CC14萃取碘水的實驗中,使用過的CC14可用“鎂粉再生法”回收,進行再生利用,具有一定的經濟價值。具體方法如下:萃取后的CC14因溶解了碘而呈紅色,加人鎂粉后,發(fā)生反應Mg+12二MgIZ,充分攪拌,直至CC14紅色褪盡,過濾就得到無色透明的CC14。利用連續(xù)實驗的方法,不僅可充分利用化學資源,減少浪費和污染,而且也是學生進行研究性學習選題的重要領域。比如做過濃硫酸與銅反應的性質實驗之后,利用廢液進行504’一的檢驗和cu,‘的性質實驗�？蛇M行連續(xù)實驗和回收利用的地方很多,(表略)
四、可采用微型化實驗控制試劑用量,實施綠色化學教育
微型化學實驗作為綠色化學的一項方法和技術,已在國內外日益得到重視和推廣。其優(yōu)點是減少試劑用量,降低實驗費用;降低實驗室排廢量,減少實驗室污染;縮短實驗時間且安全可靠。例如,氯氣性質的微型實驗可按如下方案進行。實驗裝置如附圖所示。五條濾紙條(寬約1。m,長不超過試管直徑)上分別滴有:(1)品紅試液;(2)石蕊試液;(3)淀粉一Kl試液;(4)N氣S溶液:(5)KBr溶液;(6)高錳酸鉀晶體;(7)吸有濃(圖略)鹽酸的膠頭滴管。實驗步驟:實驗時只需擠幾滴濃鹽酸即可發(fā)生變化。(l)褪色;(2)先變紅后褪色;(3)變藍;(4)出現淡黃色固體;(5)變?yōu)槌燃t色。改進后的優(yōu)點:裝置簡單、現象明顯、所需藥品少、無污染。就常規(guī)化學實驗而言,質量取0.19一19、溶液取2mL一smL是屬于常量法;在微型化學實驗中,性質實驗的藥品、試劑用量僅需要常規(guī)實驗用量的10%一30%左右。從以上兩組實驗可以看出:微型實驗與常規(guī)實驗一樣,能得出相同的實驗結果,但它們的藥品用量是常規(guī)實驗的1乃一l乃。既節(jié)省了藥品的用量,也減少了對環(huán)境的污染。由此可見,微型化學實驗不是常規(guī)實驗的簡單微縮,它是在綠色化學思想下用預防化學污染的新實驗思想、新方法和新技術對常規(guī)實驗進行的改革和發(fā)展,是綠色化學思想在化學實驗教學中的具體體現。
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