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在中学化学实验中大力渗透绿色化学

发表时间：2020/12/8 来源：《教学与研究》2020年11月下作者：张进

[导读] 为了保护人类赖以生存的环境，拯救未来，应该努力把治理污染转变成预防污染。

辽宁省大连市甘井子区弘文中学张进

摘要:为了保护人类赖以生存的环境，拯救未来，应该努力把治理污染转变成预防污染用绿色化学的新理念对化学实验进行改革，正逐渐成为化学工作者的共识。要预防化学污染，最关键的问题应该是从小培养具有环境保护意识的人，学生最早系统地学习化学知识是在中学阶段，这就需要将绿色化学思想贯穿于中学化学教育的全过程尤其要在化学实验中贯穿绿色化学思想。
关键词：创新教育绿色化学实验
        为了保护人类赖以生存的环境，拯救未来，应该努力把治理污染转变成预防污染。用绿色化学的新理念对化学实验进行改革，正逐渐成为化学工作者的共识。何为绿色化学呢，绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学是设计研究没有或只有尽可能少的环境负作用，并在技术上、经济上可行的化学品和化学过程。包括原料和试剂在反应中的充分利用（原子经济性），它是实现化学污染防治的基本方法和科学手段，是一门从源头上阻止污染的化学，绿色化学适用各种化学领域。这种预防化学污染的新理念和新实践正日益被人们认识、接受和重视。要预防化学污染，最关键的问题应该是从小培养具有环境保护意识的人学生最早系统地学习化学知识是在中学阶段，这就需要将绿色化学思想贯穿于中学化学教育的全过程尤其要在化学实验中贯穿绿色化学思想。
        一、降低药品浓度，提高实验效果，减少环境污染
        在现行中学化学教材中，有些实验指明了药品浓度，有些实验没有指明药品浓度。我对许多涉及药品浓度的实验进行了探索和改进，既节约了药品、保证了实验效果，又减少了环境污染。
        1.指示剂浓度的减少，指示剂酚酞、石蕊等原浓度为0.5％～1.0％，经改进可减少到0.1％～0.25％，也可以相应减少酒精的用量。
        2.对苯酚性质，苯酚溶液浓度由2％降至0.5％～1.0 ％，溴水浓度也可降低为橙红（稍浓）。
        3.对定性检验剂硝酸银浓度改进，配制银氨溶液，硝酸银浓度、氨水浓度可由2％降为1％。一般离子检验，硝酸银浓度0.1％就足够了。
        4.浓度对化学平衡的影响，硫氰酸钾、三氯化铁溶液的浓度可由0.01mol/L降为 0.0005mol/L0.1mol/L不变。
        这些改动实验药品的浓度都增强了实验效果。降低实验药品浓度的例子还很多，作为化学实验工作者，应具有绿色化学的思想，并指导日常工作，尽可能地降低实验药品浓度，减少药品的损耗，预防环境污染。
        二、推广使用微型化学实验仪器，节约药品，减少污染
        微型化学实验是在实验操作技术上以尽可能少的试剂来获取所需的化学信息的实验方法。它具有现象明显、效果良好、节约实验材料和时间、减少污染、安全、便于携带等优点。在微小型仪器中用尽可能少的试剂来进行实验(一般为常规量的十分之一至千分之一)。因为只有仪器微型化了，才能减少试剂在器皿上的附着量，同时还应尽可能减少中间产物的转移过程，以减少试剂在器皿上的附着。所以，微型化学实验不是常规实验的简单微缩，也不是对常规实验的补充，更不是与常规实验的对立，它是在绿色化学思想下用预防化学污染的新实验思想、新方法和新技术对常规实验进行改革和发展的必然结果。尽可能小剂量是微型化学实验的核心，它是没有终止的，是动态发展趋势，它使每一个化学工作者无论在何种实验条件中都在考虑：“为了保护环境，只要能达到实验目的，我能不能把实验技术、方法、仪器和设计等改革一下，使改革后的实验相对于改革前，尽可能少用一点试剂? “尽可能小剂量实验”是一种思维方向，为了追求新的“尽可能小剂量实验”，解放人们的思想，推动化学实验的不断改变，这是化学实验改革和发展的动力之一，是绿色化学思想在化学实验中的具体体现。

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        三、循环使用溶剂和充分利用反应产物
        绿色化学是一门从源头上阻止污染的化学，所以，我们应该应用化学的处理方法充分利用现有资源及反应产物。这不仅从源头上防止了污染，而且节省了实验经费。在中学化学实验中，萃取实验用的有机溶剂如果废弃了，不仅污染了环境，而且会产生新的隐患。如果进行回收、集中、化学处理，它们又可重新使用。对于萃取碘的CCl4、煤油可以用稍浓的NaOH溶液洗液、分液。又可重新得到CCl4、煤油，进行萃取。在高一化学第三章的实验，铁和硫反应生成硫化亚铁，收集演示实验生成的硫化亚铁，进行制取硫化氢的实验。对一些收集了又不用的有毒气体，可对学生做怎样吸收该气体的实验。如氯气及未完全进行反应的氯气，在集气瓶中加入一些NaOH溶液，吸收氯气。在学生分组实验中，人教版高三化学实验三配制一定物质的量浓度的溶液中，把容量瓶的规格改为50ml或100ml配制HCl溶液的浓度改为0.1mol/L或0.2mol/L(不同班级任选一个)，配制NaOH溶液的浓度改为0.15mol/L，再分瓶收集备用高三实验二中和滴定，要把两个实验的顺序安排好。在实验工作中，用绿色化学的思想来指导更能有效地防止污染。
        四、尽可能在密闭条件下进行尾气的吸收
        绿色化学是设计研究没有或只有尽可能少的环境负作用，并在技术上、经济上可行的化学品和化学过程。在中学化学实验中，对部分实验从实验技术、方法、仪器等进行重新设计，把分散的实验综合起来，这样可防止有毒气体进入空气，而且还可以节约药品和缩短实验时间。如：铜分别与稀硝酸、浓硝酸的反应演示实验和学生分组实验都有，如果按课本上做，不仅浪费药品，而且产生释放出一氧化氮与二氧化氮等有毒气体。实践中可把演示实验和学生分组实验实验八合并成边讲边做实验，实验改进为：仪器是：废医用的一次性注射器，拔掉针头，安上橡胶塞。药品：浓硝酸，铜片，氢氧化钠溶液。整套乙酸乙酯的反应装置就是一个封闭体系。演示实验中如果注意实验后的有毒物质的处理，是实施如何保护环境思路和方法教育，使学生所学的环保知识与实验后的处理结合起来，使学生所学知识得以巩固，再应用到学生分组实验中，甚至在毕业后，又会将这种思维方式应用于工作中。这正是绿色化学思想在中学化学教学中生根发芽。
        五、培养学生实验操作规范化，妥善处理化学实验的废弃物
        在中学化学实验中，大部分实验的药品用量在教材中都未明确给出限量。以至学生很难把握药品的实际用量，这样既影响实验的科学性和实验效果，又会造成药品的浪费，还会对环境造成一定程度的污染，也不利于培养学生的规范化操作。若将药品规定了用量和浓度，既方便施教，又方便操作，更易让学生接受。从而培养学生严谨的实验态度和科学的实验方法，同时节约药品，减少环境污染。教师在实验教学过程中，限定用量，把好的经验传播给学生，妥善处理化学实验的废弃物（回收、无害化处理），加上正确引导，既提高了实验的科学性、为实验操作的规范化奠定了基础，又培养了学生良好的实验习惯、使学生学到了实际应用技术。同时也增强了学生的环境保护意识，减少了环境污染。
        六、宣传和使用环境友好产品
        不使用难降解的一次性饭盒，少使用与不不使用废弃塑料袋，不乱扔废旧电池等。关注重大的绿色化学研究成果。如环境友好的海洋生物防垢剂，新配方汽油，环境友好柴油等。使用具有绿色环保标志的产品如绿色电冰箱，无磷洗衣粉，太阳能热水器等。大气污染有一条途径是机动车造成的，鼓励大家多骑自行车，少用机动车。
        结论
        中学化学实验从设计、准备、实验过程、善后工作等，都应贯穿绿色化学的思想，把学生培养成具有环境保护意识的人，他还将影响周围的人及后代。尽力减少对自然环境的污染，将成为人类共同的呼声。这也是我们从事化学实验工作的公民对于地球母亲应尽的义务。
参考文献
①《化学的今天和明天》布里斯罗R著华彤文, 宋心琦, 张德和, 吴国庆译
北京，科学出版社，1998
②《微型无机化学实验》vf 周怀宁著北京，科学出版社 2000版
③《浅谈中学微型化学实验的三个问题》化学教学 2002年第4期
④《广西师大学报》 2006年第2期