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淺談化學實驗教學的綠色化論文
摘要：化學實驗是進行新產品開發和化學教學的重要手段，它對于素質教育、培養學生創新精神和動手能力具有不可替代的作用，是提高教學質量的關鍵。在實驗教學中貫徹綠色化學觀點，實驗教學與綠色化學聯系最為緊密、最為直接，在實驗教學中貫徹綠色化學思想最為重要。化學實驗可以使學生領悟和感受到科學給人類創造文明的同時，也伴隨著對環境的污染和對人類的危害。因此，為了適應綠色化學新要求，化學實驗必須進行改革。
論文關鍵詞：綠色化學，環境保護，化學實驗教學
一、綠色化學12條原則
Anastas和Warner提出了綠色化學的12條原則，這些原則可作為實驗化學家開發和評估一條合成路線、一個生產過程、一個化合物是不是綠色的指導方針和標準：
（1） 最好是防止廢物的產生而不是產生后再來處理；
（2） 合成方法應設計成能將所有的起始物質嵌并入最終產物中；
（3） 只要可能，反應中使用和生成的物質應對人類健康和環境無毒或毒性很小；
（4） 設計的化學產品應在保持原有功效的同時，盡量使其無毒或毒性很小；
（5） 應盡量不使用輔助性物質（如溶劑、分離試劑等），如果一定要用，也應使用無毒物質；
（6） 能量消耗越小越好，應能為環境和經濟方面的考慮所接受；
（7） 只要技術上和經濟上可行，使用的原材料應是能再生的；
（8） 應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，而不是靠提高反應物的配料比；
（10） 設計化學產品時，應考慮當該物質完成自己的功能后，不再滯留于環境中，而可降解為無毒的產物；
（11） 分析方法也需要進一步研究開發，使能做到實時、現場監控，以防有害物質的形成；
（12） 一個化學過程中使用的物質或物質的形態，應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：綠色化學提出的目標和任務不是被動地治理環境污染，而是主動地防止化學污染。這也是綠色化學與環境保護二個概念不同的地方。綠色化學是“防”，環境保護是“治”，只有從根本上切斷污染源，才能真正做到保護環境。同時，我們也看到，綠色化學是一舉多得的事情。
二 、開展綠色化學實驗教學的嘗試
（1） 開展微型化學實驗 微型化學實驗（microscalechemicalexperiment或microscalelaboratory簡稱M。L。）是20世紀80年代經濟發達國家的高校為解決化學專業，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。微型化學實驗是綠色化學實驗的重要組成部分，我們應該把握住微型化學實驗的精髓，積極開展化學實驗的微型化研究。微型化學實驗是以盡可能少的試劑，來獲取所需化學信息的實驗原理與技術，而不一定要在微型儀器中進行。由于試劑用量大大減少，產生的“三廢”量也非常少，基本解決了對環境的污染問題，也大大地節約了實驗費用。多年來，我們對傳統的實驗進行了改進，采用了“性質實驗點滴化，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實驗，從而實現了“以盡可能少的試劑獲取所需化學信息”的目標。如性質實驗，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微型化學實驗的主要優越性在于：試劑用量大大減少，減少了相關輔助材料、水電的消耗，降低了實驗成本，也提高了實驗的安全性；產生的“三廢量很少，改善了實驗環境條件，極大的減少了對環境的污染。微型化學實驗具有減少污染、安全、節約實驗經費與時間等優點，是化學實驗綠色化的重要手段，值得大力提倡和采用。
（2） 串聯實驗以及試劑的回收利用 串聯實驗是指通過調整實驗次序，使一個實驗的產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實驗以及試劑的回收利用在一定程度上減輕了常規實驗對環境的污染，有利于環境保護。
（3） 尋找替代性試劑、溶劑、催化劑 實現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，實驗過程中應盡量尋找實現同一變換最無害的試劑替代有毒有害的試劑；通過改變反應的溶劑，用不易揮發、無害的溶劑（H2O）代替揮發、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、轉化率，還可避免濃H2SO4腐蝕性，而且反應速度快，催化劑易于分離回收重復使用等特點是一類理想的環保催化劑。
（4） 妥善處理實驗產生的“三廢” 化學實驗室的環境保護應規范化、制度化，應對每次產生的“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，按照國家要求的排放標準進行處理，可采取中和、吸收、燃燒、回收循環利用等方法來處理廢棄物，對于實驗過程中產生大量有毒有害及腐蝕性的氣體，在通風櫥內完成實驗，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，鼓勵學生設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，這有利于提高學生的環保意識。
三、實現綠色化學實驗教學的其他途徑
（1） 開放研究性課題，讓學生自主探求解決環境問題的新方式。研究性課程的設置，意在培養學生獨立思考、自主學習，應加以合理引導，抓住機遇，從課題選擇上適當調整，促進學生關注社會、關注環境的意識。
（2） 提高教師實施綠色化學教育的能力和專業水平。高素質的教師是培養造就高素質學生的基本保證。綠色化學是化學科學與環境科學、生物科學、醫學科學等學科結合的產物，是化學科學的發展與進步，仍然屬于化學范疇，因此，化學教育工作者不僅要系統地學習關于綠色化學的理論知識，學習有關綠色化學技術的最新研究成果和發展方向，以及與之相關學科的知識，還必須有扎實寬厚的化學基礎知識、理論和技能。
（3） 要改進教學方法，提高教學手段的現代化水平。傳統的教學方法是伴隨著應試教育產生的，不利于培養學生的創新精神和實踐能力。要積極實行啟發式和討論式教學，激發學生獨立思考和創新意識。電化教學手段（包括投影、錄像、光盤等）和信息網絡手段（如上網、使用多媒體等）能更直觀、形象的體現綠色化學內容，更迅速地獲取有關綠色化學知識及技術的最新成果，便于教師教和學生學。還要開發能輔助設計的計算機軟件，以幫助設計和實施綠色化學，這對綠色化學的發展進步大有裨益。
環境保護是我們的立國之策，強國之本，必須予以高度重視。作為一名化學教師，在教給學生知識和技能的同時，還要教給學生保護環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境所造成的危害，使化學實驗綠色化。總之，全面實現化學實驗綠色化的道路還很漫長，這期間，不但需要對化學實驗教學進行綠色化改革，更需要高校化學教育工作者對化學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。 化學實驗教學的綠色化改革與實踐[J] 2006，12，23，12（18）。
[2] 閔恩澤，傅軍。綠色化學的進展[J]1999，6，18，2（81）
[3]朱文祥。綠色化學與綠色化學教育[J]化 學 教 育2001， 1（1）。
[4] 田江紅。綠色化學與微型化學實驗[J]2005，23，1（81）
[5] 劉元根。綠色化學與中學化學教育[M]2000，13，5（12）
[6] 江玉萍。 淺談高校化學實驗的綠色化[M]2005，22，7（94）
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