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關(guān)于實(shí)現(xiàn)高校綠色無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的有效途徑的論文
摘要：為了實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化, 需要從不同方向入手, 例如師生綠色化學(xué)意識的培養(yǎng)、實(shí)驗(yàn)室的管理方式、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容以及實(shí)驗(yàn)廢棄物的處理等。本文中筆者就針對當(dāng)前高校無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化問題展開了一系列探討, 以備參考。
關(guān)鍵詞：無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn); 綠色化; 研究;
隨著環(huán)境問題的日益嚴(yán)重, 人們的環(huán)保意識逐漸提高, 在高�；瘜W(xué)教學(xué)工作當(dāng)中, 無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化已經(jīng)發(fā)展為一項(xiàng)重要的課題。
1、關(guān)于綠色化學(xué)的簡要介紹
在教育工作中的綠色化學(xué)意思就是在制造與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室化學(xué)品的過程中以環(huán)保意識保證相關(guān)原料的有效利用, 盡可能地減少危險(xiǎn)及有害化學(xué)品的應(yīng)用, 同時防止有害廢棄物的產(chǎn)生。本著綠色化學(xué)的觀念進(jìn)行高�；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新和改革目前已經(jīng)成為高�；瘜W(xué)教育工作者所遵循的共同目標(biāo)之一。
在實(shí)施綠色化學(xué)的過程中需要將很多問題予以有效解決, 例如如何進(jìn)一步控制實(shí)驗(yàn)污染物的產(chǎn)生、如何進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以促進(jìn)資源的節(jié)約和降低對環(huán)境造成的影響、如何將綠色化實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念更好的融入到高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)當(dāng)中等。
2、實(shí)現(xiàn)高校無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的有效途徑
2.1、培養(yǎng)綠色化學(xué)意識
教師在組織學(xué)生參與化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過程中, 應(yīng)將綠色化學(xué)理念貫穿于整個教學(xué)活動當(dāng)中, 傳授綠色化學(xué)知識, 滲透綠色化學(xué)理念。
在著手實(shí)驗(yàn)操作之前, 教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生本著綠色化原則進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)儀器的清洗以及廢物的綠色化處理等。積極鼓勵學(xué)生發(fā)揮自身對于綠色化學(xué)的主觀能動性, 結(jié)合項(xiàng)目教學(xué)法開展綜合性和設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn), 使每一名學(xué)生都能夠參與到各環(huán)節(jié)的實(shí)驗(yàn)操作中, 培養(yǎng)和加深綠色化學(xué)意識。
2.2、本著綠色化學(xué)理念完成實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作
為了提高課堂實(shí)驗(yàn)的時效性, 需要做好實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作。尤其是物質(zhì)性質(zhì)鑒別試管實(shí)驗(yàn)需要用到的化學(xué)藥品, 若是準(zhǔn)備工作中缺乏綠色化學(xué)意識, 沒有做好試劑等的少量化、精細(xì)化準(zhǔn)備, 必將會導(dǎo)致相關(guān)材料的浪費(fèi), 同時也會加重對環(huán)境的污染。所以一定要將綠色化學(xué)理念融入到實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作中, 從源頭方面控制污染程度。
2.3、本著綠色理念進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室的管理工作
以進(jìn)一步加強(qiáng)對高校實(shí)驗(yàn)室的管理工作為目的, 各高校應(yīng)制定專項(xiàng)管理制度, 并將綠色實(shí)驗(yàn)室的理念融入其中, 分別對實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)藥品及實(shí)驗(yàn)試劑等的管理制定相應(yīng)的管理標(biāo)準(zhǔn), 同時以管理制度的形式促進(jìn)教師對于綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本思想和基本知識技能的掌握, 并自覺地運(yùn)用這些知識技能實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化。
2.4、本著綠色理念進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的革新
應(yīng)針對實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合, 在保證學(xué)生實(shí)驗(yàn)技巧的基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)膭h減和削弱污染及毒性較大的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容, 或者是將其利用其它同等作用的元素代替。
為了促進(jìn)藥品及實(shí)際的循環(huán)使用還可以合理安排具有一定關(guān)聯(lián)性的聯(lián)合實(shí)驗(yàn), 通過這種方式實(shí)現(xiàn)化學(xué)試劑及藥品的優(yōu)化配置, 降低污染物及有毒產(chǎn)物的形成, 逐步實(shí)現(xiàn)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化改革。
2.5、發(fā)展微型化實(shí)驗(yàn)
該實(shí)驗(yàn)方法主張環(huán)保理念, 實(shí)驗(yàn)中只需要少量的試劑及藥品, 并將其置于微型化容器中發(fā)生反應(yīng), 因此比較適合實(shí)驗(yàn)操作復(fù)雜、污染及毒性較大的化學(xué)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中。高校無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中多數(shù)內(nèi)容都涉及到元素的反應(yīng)性質(zhì), 化學(xué)試劑用量較大, 種類較多, 因此實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄物質(zhì)也比較多。
應(yīng)用微型實(shí)驗(yàn)不但利于實(shí)驗(yàn)成本的控制, 還可以通過試劑及藥品用量的控制而減少實(shí)驗(yàn)廢棄物, 降低污染, 同時還促進(jìn)了學(xué)生綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)意識的形成。
2.6、實(shí)驗(yàn)廢棄物的綠色處理
高校無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的廢棄物中只有少數(shù)固體廢物及廢氣, 多數(shù)都是具有強(qiáng)腐蝕性以及毒性的液體物質(zhì), 若是將其隨意處理會對排放管道及自然環(huán)境造成很大的損害, 因此應(yīng)實(shí)施廢棄物的綠色處理。
首先, 應(yīng)做好分類回收, 雖然高校無機(jī)物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)所形成的廢棄物具有一定的復(fù)雜性, 可實(shí)際上這些廢棄物都屬于我們所熟知的種類, 我們可以將其進(jìn)行歸類搜集并將其放置于各自的回收容器當(dāng)中, 貼好標(biāo)記進(jìn)行集中處理。這里一定要注意將廢液容器放置于通風(fēng)且不易刮碰的位置, 實(shí)施階段性檢查, 防止遺漏處理。
其次, 應(yīng)注意區(qū)別處理。廢液在回收處理之前需要判斷其具體性質(zhì), 掌握化學(xué)廢液的簡單處理辦法�？梢詫A性廢液與酸性廢液進(jìn)行中和, 保證中和后廢液的p H值在7左右, 排放后進(jìn)行反復(fù)沖洗。如果是具有毒性的金屬鹽類廢液, 應(yīng)根據(jù)廢液成分選擇相對應(yīng)的沉淀法, 將所得沉淀物質(zhì)予以安全保管, 集中送到對應(yīng)的危險(xiǎn)品處置點(diǎn)進(jìn)行處理。針對實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的有機(jī)廢棄物, 如果可以進(jìn)行循環(huán)利用則應(yīng)進(jìn)行簡單處理, 若沒有再利用價(jià)值則進(jìn)行集中統(tǒng)一焚燒。針對一些具有揮發(fā)性的廢液, 例如四氯化碳及氯仿等, 為了防止揮發(fā)作用, 應(yīng)在容器口的部分覆蓋一層水。如果廢棄物沒有循環(huán)利用價(jià)值, 同時又不可進(jìn)行焚燒處理, 例如戊醇等則應(yīng)通過吸附法降低戊醇濃度, 達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)后再將其排放。
再次, 循環(huán)利用。高校無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)所產(chǎn)生的廢棄物中, 一部分經(jīng)過處理即可成為其他實(shí)驗(yàn)的材料, 例如在實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的乙醇廢液, 可以通過蒸餾處理而提高乙醇凈度, 用于酒精燈的燃料。再例如, 高�；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用較多的鉻酸洗液, 如果該材料失去效用后可以將其濃縮冷卻處理, 然后加入高錳酸鉀反應(yīng)形成二氧化錳, 沉淀后即可進(jìn)行循環(huán)利用。
2.7、化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)與多媒體技術(shù)教學(xué)相結(jié)合
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展, 多媒體技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展過程當(dāng)中, 并取得了顯著的效果, 高校的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)也可以與多媒體教學(xué)技術(shù)相結(jié)合。以往的無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中需要學(xué)生對一些比較稀有珍貴的藥品及毒性較大的試劑等進(jìn)行實(shí)際操作, 由于學(xué)生實(shí)驗(yàn)技術(shù)不成熟, 難免會造成資源浪費(fèi)的問題, 甚至?xí)艿剿幤范拘宰饔玫挠绊懚鴮ζ渖眢w健康造成威脅。將實(shí)驗(yàn)教學(xué)與多媒體技術(shù)相結(jié)合即可完成實(shí)驗(yàn)教學(xué)的“零排放”、“零污染”。
例如, 在進(jìn)行主族金屬和非金屬元素的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)活動過程中, 需要應(yīng)用多種試劑, 操作程序復(fù)雜, 而且要接觸汞鹽、砷化合物等劇毒藥品, 實(shí)驗(yàn)操作的危險(xiǎn)性較大, 實(shí)驗(yàn)所需時間較長, 實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生廢棄物的處理難度較大。在這種情況下, 應(yīng)用多媒體的輔助教學(xué)功能就可以將這一實(shí)驗(yàn)的過程制成教學(xué)課件播放給學(xué)生, 將實(shí)驗(yàn)操作中的每一個環(huán)節(jié)都詳細(xì)的展現(xiàn)出來, 具體包括操作步驟、所用藥品及反應(yīng)原理等, 以此避免學(xué)生受到有毒藥品的影響, 降低污染問題, 實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)綠色化, 同時還可以通過直觀、生動的表現(xiàn)形式加強(qiáng)學(xué)生對相關(guān)知識的掌握程度, 熟悉元素及化合物的化學(xué)性質(zhì), 除此之外還可以進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生對于化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的興趣, 促進(jìn)教學(xué)效果的提高。所以, 將多媒體技術(shù)應(yīng)用于高校無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色發(fā)展模式中具有很大的可取性。
除了多媒體技術(shù)之外, 還可以應(yīng)用超聲波技術(shù)、微波技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù), 如微波消化、微波灼燒、超聲催化等運(yùn)用這些技術(shù)不但能減少環(huán)境污染、節(jié)約能源, 同時也可以幫助學(xué)生拓展知識獲取范圍, 攝取更多的化學(xué)知識。這些技術(shù)的引入對增強(qiáng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化有十分重要的作用, 因而是實(shí)現(xiàn)無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的一個重要途徑, 具有廣闊的發(fā)展前景。
3、結(jié)語
綜上所述, 隨著我國社會生產(chǎn)與人們生活水平的提高, 對環(huán)境造成的壓力也隨之逐步增大。高校無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化發(fā)展對環(huán)境污染的問題的緩解具有很大的意義。因此, 高校教師與學(xué)生應(yīng)共同努力, 全面發(fā)展綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ? 在保證教學(xué)質(zhì)量的同時降低對環(huán)境造成的污染, 為健康生活環(huán)境的構(gòu)建貢獻(xiàn)一份力量。
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