- 相關(guān)推薦
淺談化學(xué)實驗教學(xué)的綠色化論文
摘要：化學(xué)實驗是進行新產(chǎn)品開發(fā)和化學(xué)教學(xué)的重要手段，它對于素質(zhì)教育、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和動手能力具有不可替代的作用，是提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。在實驗教學(xué)中貫徹綠色化學(xué)觀點，實驗教學(xué)與綠色化學(xué)聯(lián)系最為緊密、最為直接，在實驗教學(xué)中貫徹綠色化學(xué)思想最為重要。化學(xué)實驗可以使學(xué)生領(lǐng)悟和感受到科學(xué)給人類創(chuàng)造文明的同時，也伴隨著對環(huán)境的污染和對人類的危害。因此，為了適應(yīng)綠色化學(xué)新要求，化學(xué)實驗必須進行改革。
論文關(guān)鍵詞：綠色化學(xué)，環(huán)境保護，化學(xué)實驗教學(xué)
一、綠色化學(xué)12條原則
Anastas和Warner提出了綠色化學(xué)的12條原則，這些原則可作為實驗化學(xué)家開發(fā)和評估一條合成路線、一個生產(chǎn)過程、一個化合物是不是綠色的指導(dǎo)方針和標準：
（1） 最好是防止廢物的產(chǎn)生而不是產(chǎn)生后再來處理；
（2） 合成方法應(yīng)設(shè)計成能將所有的起始物質(zhì)嵌并入最終產(chǎn)物中；
（3） 只要可能，反應(yīng)中使用和生成的物質(zhì)應(yīng)對人類健康和環(huán)境無毒或毒性很小；
（4） 設(shè)計的化學(xué)產(chǎn)品應(yīng)在保持原有功效的同時，盡量使其無毒或毒性很小；
（5） 應(yīng)盡量不使用輔助性物質(zhì)（如溶劑、分離試劑等），如果一定要用，也應(yīng)使用無毒物質(zhì)；
（6） 能量消耗越小越好，應(yīng)能為環(huán)境和經(jīng)濟方面的考慮所接受；
（7） 只要技術(shù)上和經(jīng)濟上可行，使用的原材料應(yīng)是能再生的；
（8） 應(yīng)盡量避免不必要的衍生過程（如基團的保護與去保護，物理與化學(xué)過程的臨時性修改等）；
（9） 盡量使用選擇性高的催化劑，而不是靠提高反應(yīng)物的配料比；
（10） 設(shè)計化學(xué)產(chǎn)品時，應(yīng)考慮當該物質(zhì)完成自己的功能后，不再滯留于環(huán)境中，而可降解為無毒的產(chǎn)物；
（11） 分析方法也需要進一步研究開發(fā)，使能做到實時、現(xiàn)場監(jiān)控，以防有害物質(zhì)的形成；
（12） 一個化學(xué)過程中使用的物質(zhì)或物質(zhì)的形態(tài)，應(yīng)考慮盡量減小實驗事故的潛在危險，如氣體釋放、爆炸和著火等。
綜觀以上12條，可以看出：綠色化學(xué)提出的目標和任務(wù)不是被動地治理環(huán)境污染，而是主動地防止化學(xué)污染。這也是綠色化學(xué)與環(huán)境保護二個概念不同的地方。綠色化學(xué)是“防”，環(huán)境保護是“治”，只有從根本上切斷污染源，才能真正做到保護環(huán)境。同時，我們也看到，綠色化學(xué)是一舉多得的事情。
二 、開展綠色化學(xué)實驗教學(xué)的嘗試
（1） 開展微型化學(xué)實驗 微型化學(xué)實驗（microscalechemicalexperiment或microscalelaboratory簡稱M。L。）是20世紀80年代經(jīng)濟發(fā)達國家的高校為解決化學(xué)專業(yè)，耗資巨大的三廢處理問題、實驗安全問題及一些試劑價格過于昂貴而發(fā)展興起的一種新實驗方法，它的試劑用量是常量實驗的十分之一至千分之一。微型化學(xué)實驗是綠色化學(xué)實驗的重要組成部分，我們應(yīng)該把握住微型化學(xué)實驗的精髓，積極開展化學(xué)實驗的微型化研究。微型化學(xué)實驗是以盡可能少的試劑，來獲取所需化學(xué)信息的實驗原理與技術(shù)，而不一定要在微型儀器中進行。由于試劑用量大大減少，產(chǎn)生的“三廢”量也非常少，基本解決了對環(huán)境的污染問題，也大大地節(jié)約了實驗費用。多年來，我們對傳統(tǒng)的實驗進行了改進，采用了“性質(zhì)實驗點滴化，分析實驗減量化，合成實驗微型化”，用已有的儀器就能完成大多數(shù)實驗，從而實現(xiàn)了“以盡可能少的試劑獲取所需化學(xué)信息”的目標。如性質(zhì)實驗，在不影響實驗效果的前提下，盡可能降低試劑的濃度，減少試劑的用量；滴定分析實驗，將標液的濃度由0。1mol·L降至0。01mol·L～0。02mol·L，滴定管使用25mL的，錐形瓶改用100mL微型化學(xué)實驗的主要優(yōu)越性在于：試劑用量大大減少，減少了相關(guān)輔助材料、水電的消耗，降低了實驗成本，也提高了實驗的安全性；產(chǎn)生的“三廢量很少，改善了實驗環(huán)境條件，極大的減少了對環(huán)境的污染。微型化學(xué)實驗具有減少污染、安全、節(jié)約實驗經(jīng)費與時間等優(yōu)點，是化學(xué)實驗綠色化的重要手段，值得大力提倡和采用。
（2） 串聯(lián)實驗以及試劑的回收利用 串聯(lián)實驗是指通過調(diào)整實驗次序，使一個實驗的產(chǎn)物成為下一個實驗的原料。如把萃取和蒸餾實驗安排在一起，利用四氯化碳萃取碘的水溶液，得到碘的四氯化碳溶液，然后在碘的四氯化碳溶液中加入氫氧化鈉溶液至紫色剛好消失，利用反萃取把四氯化碳分離出來，最后進行蒸餾，使四氯化碳回收再利用串聯(lián)實驗以及試劑的回收利用在一定程度上減輕了常規(guī)實驗對環(huán)境的污染，有利于環(huán)境保護。
（3） 尋找替代性試劑、溶劑、催化劑 實現(xiàn)同一變換可能存在幾種可供選擇的試劑、溶劑、催化劑，只要可能，實驗過程中應(yīng)盡量尋找實現(xiàn)同一變換最無害的試劑替代有毒有害的試劑；通過改變反應(yīng)的溶劑，用不易揮發(fā)、無害的溶劑（H2O）代替揮發(fā)、有毒的溶劑；用高效、無毒、無害的催化劑代替腐蝕性嚴重的催化劑。如無機實驗中，可用硫代乙酰胺替代有毒的硫化氫進行陽離子沉淀實驗；有機實驗中，甲苯可用來代替苯作為更安全的有機溶劑；酯類合成實驗中，可用無機鹽、離子交換樹脂、高效固體酸Fe2O3—SO4代替濃H2SO4作催化劑，不僅具有較高的選擇性、轉(zhuǎn)化率，還可避免濃H2SO4腐蝕性，而且反應(yīng)速度快，催化劑易于分離回收重復(fù)使用等特點是一類理想的環(huán)保催化劑。
（4） 妥善處理實驗產(chǎn)生的“三廢” 化學(xué)實驗室的環(huán)境保護應(yīng)規(guī)范化、制度化，應(yīng)對每次產(chǎn)生的“三廢”進行處理。把用過的酸類、堿類、鹽類等各種廢液、廢渣，分別倒入各自的回收容器內(nèi)，按照國家要求的排放標準進行處理，可采取中和、吸收、燃燒、回收循環(huán)利用等方法來處理廢棄物，對于實驗過程中產(chǎn)生大量有毒有害及腐蝕性的氣體，在通風櫥內(nèi)完成實驗，并將尾氣進行集中收集，采用吸收、中和等方法集中處理，對于重金屬廢液一般采用回收的方法進行處理。在開放實驗中，鼓勵學(xué)生設(shè)計一些廢液的處理或回收實驗，如銀廢液回收銀、含碘廢液回收碘、含鉻廢水的處理等，這有利于提高學(xué)生的環(huán)保意識。
三、實現(xiàn)綠色化學(xué)實驗教學(xué)的其他途徑
（1） 開放研究性課題，讓學(xué)生自主探求解決環(huán)境問題的新方式。研究性課程的設(shè)置，意在培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、自主學(xué)習，應(yīng)加以合理引導(dǎo)，抓住機遇，從課題選擇上適當調(diào)整，促進學(xué)生關(guān)注社會、關(guān)注環(huán)境的意識。
（2） 提高教師實施綠色化學(xué)教育的能力和專業(yè)水平。高素質(zhì)的教師是培養(yǎng)造就高素質(zhì)學(xué)生的基本保證。綠色化學(xué)是化學(xué)科學(xué)與環(huán)境科學(xué)、生物科學(xué)、醫(yī)學(xué)科學(xué)等學(xué)科結(jié)合的產(chǎn)物，是化學(xué)科學(xué)的發(fā)展與進步，仍然屬于化學(xué)范疇，因此，化學(xué)教育工作者不僅要系統(tǒng)地學(xué)習關(guān)于綠色化學(xué)的理論知識，學(xué)習有關(guān)綠色化學(xué)技術(shù)的最新研究成果和發(fā)展方向，以及與之相關(guān)學(xué)科的知識，還必須有扎實寬厚的化學(xué)基礎(chǔ)知識、理論和技能。
（3） 要改進教學(xué)方法，提高教學(xué)手段的現(xiàn)代化水平。傳統(tǒng)的教學(xué)方法是伴隨著應(yīng)試教育產(chǎn)生的，不利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。要積極實行啟發(fā)式和討論式教學(xué)，激發(fā)學(xué)生獨立思考和創(chuàng)新意識。電化教學(xué)手段（包括投影、錄像、光盤等）和信息網(wǎng)絡(luò)手段（如上網(wǎng)、使用多媒體等）能更直觀、形象的體現(xiàn)綠色化學(xué)內(nèi)容，更迅速地獲取有關(guān)綠色化學(xué)知識及技術(shù)的最新成果，便于教師教和學(xué)生學(xué)。還要開發(fā)能輔助設(shè)計的計算機軟件，以幫助設(shè)計和實施綠色化學(xué)，這對綠色化學(xué)的發(fā)展進步大有裨益。
環(huán)境保護是我們的立國之策，強國之本，必須予以高度重視。作為一名化學(xué)教師，在教給學(xué)生知識和技能的同時，還要教給學(xué)生保護環(huán)境防止污染的思想和方法，最大限度地消除或減輕實驗對環(huán)境所造成的危害，使化學(xué)實驗綠色化。總之，全面實現(xiàn)化學(xué)實驗綠色化的道路還很漫長，這期間，不但需要對化學(xué)實驗教學(xué)進行綠色化改革，更需要高校化學(xué)教育工作者對化學(xué)實驗綠色化的方法進行深入的研究與探索。
參考文獻
[1] 鐘國清。 化學(xué)實驗教學(xué)的綠色化改革與實踐[J] 2006，12，23，12（18）。
[2] 閔恩澤，傅軍。綠色化學(xué)的進展[J]1999，6，18，2（81）
[3]朱文祥。綠色化學(xué)與綠色化學(xué)教育[J]化 學(xué) 教 育2001， 1（1）。
[4] 田江紅。綠色化學(xué)與微型化學(xué)實驗[J]2005，23，1（81）
[5] 劉元根。綠色化學(xué)與中學(xué)化學(xué)教育[M]2000，13，5（12）
[6] 江玉萍。 淺談高校化學(xué)實驗的綠色化[M]2005，22，7（94）
【淺談化學(xué)實驗教學(xué)的綠色化論文】相關(guān)文章：
物理化學(xué)實驗教學(xué)綠色化改革探討論文10-04
綠色化學(xué)論文09-05
綠色化學(xué)論文06-07
化學(xué)實驗教學(xué)與綠色化學(xué)教育探討07-27
淺談對綠色化學(xué)的認識與體會08-31
淺談淺談藥物化學(xué)實驗教學(xué)的改革08-17
淺談《新課標》下的化學(xué)實驗教學(xué)06-01
[優(yōu)秀]綠色化學(xué)論文07-20