实施绿色化学实验教学的研究

实施绿色化学实验教学的研究

郭淑云

江苏省淮安市南陈集中学

摘　要: 绿色化学，是研究利用一套原理在化学产品的设计、开发和加工生产过程中减少或消除使用或产生对人类健康和环境有害物质的科学。绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染。世界上很多国家已把"化学的绿色化"作为新世纪化学进展的主要方向之一。为了更好地保护环境,实施绿色化学实验是可持续发展的必要选择。

关键词: 绿色 化学实验 环境

绿色化学，是研究利用一套原理在化学产品的设计、开发和加工生产过程中减少或消除使用或产生对人类健康和环境有害物质的科学。绿色化学的最大特点是在始端就采用预防污染的科学手段，因而过程和终端均为零排放或零污染。

化学是一门实践性很强的学科,化学实验教学是化学教学过程中的重要环节。实验教学是对学生科学思维、动手能力、创新意识进行培养,尤其对于化学、化工专业,但在我国,绝大多数化学实验中、实验后都不可避免地对环境造成了污染,每天有大量的废水、废气、废渣未经如何处理就直接排放到环境中,可以毫不夸张地说:几乎每个化学实验室都是一个小型的环境污染源,对环境造成了不小的破坏。因此,如何减少化学实验污染以及对实验污染的治理研究，正逐渐被各个学校所重视,许多学校为此展开了多方面的探讨和研究,并已取得了一定的成果,对保护环境起到了良好的效果。

本文就如何实施绿色化学实验教学的几个步骤作出较为简单的阐述。

一、建立绿色化学的思维方式是实现化学实验绿色化的关键

绿色化学的核心是“杜绝污染源”,事实上,防治污染的最佳途径就是从源头消除污染,一开始就不要产生有毒、有害物。绿色化学实验要求在化学反应过程中尽可能采用无毒无害的原料、催化剂和溶剂，其内容包括新设计或重新设计化学合成、制造方法和化工产品。

(1)防止废物的生成比在其生成后再处理更好。

(2)设计的合成方法应使生成过程中所采用的原料最大量地进入产品之中。

(3)设计合成方法时,只要可能,不论原料、中间产物和最终产品,均应对人体健康和环境无毒、无害(包括极小毒性和无毒)。

(4)化工产品设计时,必须使其具有高效的功能,同时也要减少其毒性。

(5)应尽可能避免使用溶剂、分离试剂等助剂,如不可避免,也要选用无毒无害的助剂。

(6)合成方法必须考虑过程中能耗对成本与环境的影响,应设法降低能耗,最好采用在常温常压下的合成方法。

(7)在技术可行和经济合理的前提下,原料要采用可再生资源代替消耗性资源。

在化学实验教学中,应在教师和学生的头脑中树立绿色化学的思维方式,从环境保护的角度来考虑各个实验的设置、实验手段、实验方法等各方面因素,绿色化学的实施必将带来化学产品生产方式、化学实验方法的绿色革命,对环境保护的重要作用。

二、利用计算机多媒体系统进行模拟化学仿真实验

常规的、传统的化学实验不可避免的消耗许多药品和大量的水资源,尤其是对于一些试剂药品昂贵、实验中容易引起爆炸或必须采用有毒、有害的试剂(如苯、苯酚、砷化物、重金属等)的实验,并在整个实验中排放较多的有毒气体、有毒废水,给师生身体健康带来极大的危害,且对环境造成较大的破坏的实验,采用计算机多媒体系统进行仿真实验显得尤为重要。

实验原理、装置、流程、实验过程进行仿真,用文字、声音、图象、动画的效果让学生在计算机屏幕上所做实验达到身临其境的感受,如醚的过氧化物爆炸、有毒溶剂的燃烧、砷化物的相互转化等实验,这样既让学生学会了实验方式,而且使那些毒性大、危险性较大、试剂昂贵的实验变成了绿色化的实验的方法,自始自终,不会对人体和环境造成污染。

三、开展微型化学实验

微型化学实验是80年代从美国发展起来的一种化学实验方法,是指以微小量的试剂,在微量化的仪器装置中进行的化学实验。它的试剂用量是常规实验的1/10～1/1000,由于试剂用量大大减少,因此,产生的“三废”量也非常少,基本解决了实验室的污染问题。

微型化学实验的主要优越性在于:由于试剂的量大大减少,从而较大减少了相关辅助的研究材料、水电的消耗,降低了实验成本;由于试剂用量大大减少,也使爆炸、燃烧、中毒等事故相应减少,提高了实验的安全性;由于产生的“三废”量很少,改善了实验环境条件,极大的减少了对环境的污染。因此,微型化学实验具有减少污染、安全、节约实验经费与时间等优点,是化学实验绿色化的又一重要手段,值得大力提倡和采用。

四、妥善处理实验后产生的“三废”

化学实验室的环境保护应该规范化、制度化。必须对每次产生的废水、废气、废渣进行处理。实验实验时教师或学生要把用过的酸类、碱类、盐类等各种废液、废渣或其它的污染物，分别到入各自的回收容器内，严格按照相关要求进行处理，可采取中和、吸收、燃烧、回收循环利用等方法来处理废弃物;对于实验过程中产生大量有毒有害及腐蚀性的气体,在通风橱内完成实验，并将尾气进行集中收集，采用吸收、中和等方法集中处理，对于有关验证性实验可视频重现;对于重金属液一般采用回收的方法进行处理,如银废液回收银的综合实验。

但是，目前国内没有任何有关化学实验室污染处理的指导用书。许多学校化学实验室想处理“三废”却无能为力。可喜的是:减少化学实验污染以及污染处理的研究,化学实验室绿色化的重要性已被有关方面所关注,致力这方面研究的人也越来越多。

[参考文献]

[1]闵恩泽等.绿色化学与化工[M].北京:化学工业出版社,2000.

[2]宋广治.在实验室及实验室建设中实施绿色化学教学[A].全国大学化学实验绿色化教学研讨会论文集.2000:134～136.

［3］朱文祥《绿色化学与绿色化学教育》［J］化学教育 2001 1（1）

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