化学实验绿色化

化学实验绿色化（精选十篇）

化学实验绿色化 篇1

一、通过贯彻绿色化学的理论和方法来实现化学实验的绿色化

1、设计化学反应时要最大限度地利用资源

对于一个化学反应, 若所使用的所有材料均转化为最终目标产物, 则该反应就没有废物或副产物排放。在设计实验或化学合成方法时, 应尽量达到或接近原子经济反应这一理想的目标。例如, 用酶法水解代替酸法水解淀粉制备葡萄糖, 不仅能大大缩短反应时间、节约能源、减少副反应的产生、提高资源利用率, 而且还能避免制备过程所导致的环境污染。

2、尽量使用或产生无毒、无害或毒性小的物质

绿色化的目标是将化学过程的危害性降至最小。通常降低化学过程的危险性可采用两种方法:其一是降低暴露性, 如穿实验服、戴防毒面具等;其二是降低内在的危害性。前者需要投入较大的费用, 而且危险性依然存在;后者通过减少危险物质的产生或使用而达到消除或降低危险性的目的, 因而更具有可靠性。例如, 许多原来以苯或二甲苯等毒性有机溶剂作为介质进行的化学反应, 目前已改在水乳液或超临界CO2中进行, 其结果不仅避免了制备过程对操作者所产生的危害, 而且避免了制备过程及其产品对环境的污染。

二、引入微型化学实验

高中化学中浓硫酸的性质实验我们在点滴板上进行, 而不是在试管中, 只用了很少的试剂但已经产生了明显的实验现象, 达到了我们的目的, 并且减少了有害气体二氧化硫的排放。这就是微型化学实验, 它以尽可能少的化学试剂来实现我们的实验目地, 不仅节约了试剂还减少了有害物质的产生。

在化学实验中, 不可避免的要用到或产生易燃、易爆和有毒等危险品, 基于绿色化学的理念, 化学实验应尽量避免这些危害人身安全、污染环境的危险品的使用和产生, 而这正是微型化学实验的优势所在。

实践证明, 微型化学实验具有如下优点:

(1) 节约试剂, 绝大多数学生都能自己动手做实验, 有效地改变了“一人做, 大家看”的局面;使学生能够主动地去探索知识, 使多年来提倡的“启发式”、“学生为主体、教师为主导”的教学方法得以实施。

(2) 有助于培养了学生学习化学的兴趣。微型实验既安全又节约时间, 教师就可以放心地让学生一人一组做实验, 通过亲手做实验可以帮助学生加深对所学知识的理解, 培养观察和实验能力, 同时有效地激发了学生学习化学的兴趣。

(3) 对实验环境的污染小。微型化学实验能够大幅度地减少有害物质的产生, 有益于师生健康。

基于微型化学实验的这些优点, 我们在教学中可以尽可能地采用微型化学实验从而实现化学实验的绿色化。

三、通过计算机辅助与多媒体仿真实现化学实验绿色化

教学实验甚至是设计性实验中的结果基本上都可用已有的理论进行预测和解释, 许多步骤都是经过前人无数次试验并获得成功的。但对于正在学习化学的初学者来说, 往往会忽略某些实验细节从而导致实验结果很难预测和解释, 如果此时能够在多媒体计算机上模拟实验操作, 就可避免出现这样的结果, 使学习事半功倍。

使用计算机模拟化学实验可以从下几个方面入手:

(1) 模拟易使人中毒、严重污染环境的实验。例如, 温度对NO2与N2O4转化平衡的影响, 由于这二者都是有毒气体, 如果使用计算机进行模拟, 不仅能够直观地观察到实验过程中的各种现象, 又避免了对师生身体的伤害。与此类似的还有苯与液溴的取代;CO还原Cu O;氯气、硫化氢、苯酚的性质实验等等。

(2) 模拟错误操作。例如, 稀释浓硫酸的错误操作、酒精灯、试管的错误使用方法等, 通过电脑动画模拟演示错误操作带来的后果, 操作简单直观现象明显, 而且能给学生留下深刻的印象。

(3) 模拟反应较慢、难度较大、成功率较低的实验。教学实验中会有一些很重要但又不易成功或现象不明显的实验, 例如, 焰色反应、氢气燃烧时的火焰颜色、Cl2与CH4光照条件下的取代反应等。也有一些实验反应太慢, 如铁生锈、胶体的电泳实验等, 采用动画模拟, 可以直接将实验过程呈现出来, 真实感极强, 既能节约课堂时间减轻教师的负担, 又能提高教学效率。

对于那些重要的实验, 虽然已经做过但时间长了还是会淡忘, 比如衔接初高中知识需要复习初中学过的的重要实验、高考前的复习实验也是必不可少的内容, 这时就可以用计算机来演示我们需要掌握的这些重要实验, 这样既巩固了所学知识, 又节约了时间, 比起死记硬背效果要好得多。

摘要：绿色化学的基本目标就是在生产化学品的同时尽可能地消除或减少有害物质的使用和产生。本文论述了三条实现化学实验绿色化的途径: (1) 贯彻绿色化学的理论和方法 (2) 尽可能地引入微型化学实验; (3) 适当地应用计算机仿真实验。

关键词：化学实验,绿色化,途径

参考文献

[1]林宝凤等.基础化学实验技术绿色化教程[M].北京.科学出版社.2003:5～46[1]林宝凤等.基础化学实验技术绿色化教程[M].北京.科学出版社.2003:5～46

[2]杨家玲.绿色化学原理与应用[M].北京.北京邮电大学出版社.2001:8～32[2]杨家玲.绿色化学原理与应用[M].北京.北京邮电大学出版社.2001:8～32

[3]李克东, 谢幼如.多媒体组合教学设计[M].科学出版社.1992:35[3]李克东, 谢幼如.多媒体组合教学设计[M].科学出版社.1992:35

[4]丁非, 王学松.计算机模拟化学实验的局限性与电子课件的选择.化学教育[J].2000.7～8:46～54[4]丁非, 王学松.计算机模拟化学实验的局限性与电子课件的选择.化学教育[J].2000.7～8:46～54

[5]周怀宁.微型无机化学实验[M].北京.科学出版社.2000:122[5]周怀宁.微型无机化学实验[M].北京.科学出版社.2000:122

化学实验的绿色化 篇2

化学实验的污染主要来自于化学反应的生成物和化学实验的药品残留，如果在进行化学实验的过程中，在不影响实验效果的情况下，对实验进行改进，减少实验药品的用量，使得实验微型化，这样自然有利于降低实验的污染。所谓微型实验，其核心内容就是实验药品微量化、实验器材微型化。一般来说，在微型实验中，其药品的用量仅仅相当一般常规实验的十分之一，最少甚至能达到千分之一，由于药品用量的明显减少，从而使得微型实验中所产生的污染也大大减少。不仅如此，由于药品用量减少，其相应的水电等能耗也会大大降低，并且也使得爆炸、燃烧等实验的危险性降低了很多。关于微型实验，在国际上已经有了比较多的经验，然而，微型实验在我国来说还是一个比较新的课题。我们可以在日常的化学教学中，多花一些时间和精力去研究和改进化学实验，努力推进实验的微型化，降低实验教学的污染成本。

二、改进化学实验

在化学实验中，有些实验药品产生的污染物较少，或者产生的污染物便于处理，而有些药品在实验时产生的污染很大，并且处理的成本也非常高。因此，我们可以想办法改进实验以降低实验造成的污染。例如，对于一些污染较为严重的化学实验药品，我们可以想办法寻找一些更加环保的替代品。

三、注意实验药品的回收和利用

在过去的化学实验中，我们通常会把实验残留药品经过简单的处理，然后丢弃掉，但事实上，很多化学实验的残留药品，生成的废液废渣等是可以重复利用的，例如，在用二氧化锰和浓盐酸制取氯气的实验中，很多人在得到氯气以后，就会把实验的废弃物直接丢掉，然而，事实上，二氧化锰是可以重复利用的，如果直接丢弃，不但会造成环境的污染，同时也造成了一定的浪费。因此，在实验结束以后，我们要注意对实验药品的回收和利用，这样，在减少污染的同时，还可以降低实验成本。

四、适当开展多媒体模拟实验

大学化学实验绿色化浅析 篇3

【关键词】 化学实验 绿色化 污染 措施

化学是一门实验性学科，其化学实验是高校化工、生物、材料、师范类化学等专业的必修课程。化学实验室在履行其实验和试验功能的同时也向环境排放着大量的污染物质，这就带来了额外的化学环境问题，环境污染的加剧其因素之一是化学品引起的危害。因此，改善环境的迫切任务就使得“化学实验绿色化”应运而生。化学实验绿色化是以绿色化学的理念和方法为核心和基本原则对化学实验进行改进，使得化学实验过程达到绿色化的方法。

1. 绿色化学的概念

1984 年美国环保局( EPA ) 提出废物最小化, 基本思想是通过减少生产废物和回收利用废物达到废物最少, 这是绿色化学的最初思想。1989年美国环保局又提出了污染预防的概念, 它是指最大限度地减少生产场地产生的废物, 包括减少使用有害物质和更有效地利用资源, 并以此来保护自然资源。至此, 绿色化学的思想初步形成。1990年美联邦政府通过防止污染行动的法令, 第一次使用绿色化学一词。1992 年美国环保局又发布了污染预防战略。1995 年美国政府设立了总统绿色化学挑战奖。1999 年英国皇家化学会创办第一份国际性绿色化学杂志, 日本也制定了以环境无害制造技术等绿色化学为内容的新阳光计划, 绿色化学很快成为国际化学科学的前沿。

绿色化学( Green Chemistry) 又称环境无害化学( Environmental Benign Chemistry), 是指從污染预防的基本思想出发, 在化学品生产的始端就采用预防的科学手段, 整个过程和终端均为零排放或零污染, 它研究的中心问题是使化学反应及其产物具有以下特点: (1) 采用无毒、无害的原料;(2) 在无毒、无害的反应条件( 催化剂、溶剂) 下进行; (3) 具有原子经济性, 即反应具有高选择性, 极少副产品, 甚至实现零排放; (4) 产品应是对环境友好的; (5) 满足物美价廉的传统标准。

2. 大学化学实验绿色化的主要内容

化学实验绿色化主要内容包括: (1) 化学试剂绿色化。应选择无毒或毒性较小的试剂及利用可再生资源( 如生物质作试剂) 。(2) 溶剂绿色化。应尽量选择水作溶剂, 避免有毒有害和挥发性有机溶剂的使用, 特别是卤代烃类溶剂的使用。(3) 催化剂绿色化。应采用无毒无害无腐蚀性的物质作催化剂。(4) 反应条件绿色化。应选择无有毒副产物生成或有毒副产物生成最小化的反应条件。(5) 化学反应绿色化。应选择不产生“三废”的原子经济反应。(6) 反应产物绿色化。反应的生成物( 产物和副产物) 应无毒无害, 是环境友好产品。(7) 剂量绿色化。化学反应所需试剂、溶剂、催化剂的用量在保证实验效果的前提下, 要达到实验剂量最小化。( 8) 末端处理绿色化。对实验产生的“三废”进行无毒无害化处理,确保污染最小化。即化学反应全过程绿色化。

3. 大学化学实验绿色化的途径

3.1实验项目的选择

本着从源头制止污染, 而不是在末端治理污染的原则, 尽量选择低毒、污染较小且后处理容易的具有环保型的实验项目。在高校化学实验中, 性质实验是别人已设计好的验证性实验, 综合操作技能的要求不如制备实验要求高, 化学实验过程中消耗化学试剂种类繁多, 成本较高, 每看完一个实验现象, 就要弃去这批用过的试剂, 其中不乏一些有毒、有害物质, 这样不仅造成大量的浪费, 而且对环境造成一定的污染, 这与绿色办学理念相悖。因此提倡将性质实验进行压缩, 选取具有代表性的、低毒的性质实验来锻炼学生的基本操作技能。选择与环境保护密切相关的实验, 如硫酸铜提纯中产品的回收、水的总硬度的测定以及废旧电池的回收和利用等, 让学生了解有害物质对人体和环境的危害, 学习有害物质的鉴定、分离、提纯和回收利用等方法, 这是培养学生环境保护意识和能力的重要手段。

3.2分析方法的选择

测定同一物质含量的方法常常有多种, 可以选择使用无毒或低毒、污染小的试剂方法来进行同一目的的实验。

3.3替代性试剂的寻找

绿色化目标是将化学过程危害性降至最小。实验中要尽可能不用或少用危险化学品, 如易燃、易爆、有毒、刺激或有腐蚀性的, 特别是剧毒物质。要研究取代危险化学品特别是剧毒化学品的方法,尽可能地选择对人体和环境危害小的药品, 做到低毒化。即使无危害物质也应尽可能减少使用, 因为任何化学物质过多时都会污染环境。通过化学实验中用到的有毒、有害、易腐蚀药品, 使人们明白这些药品对环境、对人类健康的影响, 感觉到有毒有害物质在人们身旁, 体会到保护环境就是保护人类自己。

3.4密封仪器的使用

用密封的成套仪器来完成有毒的化学实验, 使仪器和药品循环使用, 不存在污染毒害。

3.5推广微型化学实验

被誉为化学实验的革命的微型化学实验是近20年来发展很快的一种化学实验方法、新技术。它是在微型化的仪器装置中进行的化学实验, 其试剂用量比相应的常规化学实验节省90% 以上, 是公认的以尽可能少的试剂来获取所需化学信息的实验原理与技术。微型化学实验室是绿色化学的组成部分, 它既能从源头上节约原材料和时间, 减少污染, 又具有安全、便捷、高效等优点, 是化学实验教学改革中的一个重要方面。

3.6引进微波、超声波技术

微波作为一种新型能量形式, 其促进化学反应速度可比传统的加热技术快数倍及至数千倍,具有反应条件温和、操作方便、时间短( 节能) 、产率高、产品易纯化、减少用量或不用溶剂、加热时微波设备本身几乎不辐射能量, 可避免环境高温, 改进工作环境, 对环境友好等优点。在化学实验中引入微波、超声波技术, 如微波辅助提取、微波消化、微波灼烧、超声催化, 不但能减少环境污染, 节约能源，是实现化学实验绿色化的一个重要方法。

3.7研究对基础化学实验废液的处理

化学实验要产生大量的废弃物, 如做完实验,把废液往水池中一倒, 自来水一冲, 不及时处理随意排放, 久而久之不仅对环境造成污染, 而且会淡化人们的环保意识, 养成不良的习惯。废液绝不可以倒入下水道, 应该设有废液缸, 作统一回收处理。

放弃有污染的传统化学实验, 探索传统化学实验的绿色化改造, 是化学实验工作的必然趋势。实现大学化学实验绿色化的途径还很多。总之，全面实现化学实验绿色化的道路还很漫长, 这期间, 不但需要对化学实验教学进行绿色化改革, 更需要高校化学教育工作者对化学实验绿色化的方法进行深入的研究与探索, 推动整个高等化学教育质量的提高。

参考文献：

[1] 朱清时. 绿色化学与可持续发展[J] . 中国科学院院刊, 1997( 6) : 415-420.

[2] 杨志强，王莉贤等.绿色化学与有机化学实验[J].实验室研究与探索，2005，24(11)：84-86.

中学化学实验“绿色化”的意义 篇4

1. 中学化学实验“绿色化”是帮助学生树立绿色化学理念、建立环保意识、养成良好行为习惯的有效途径。

《化学课程标准》指出,化学课程的内容要“体现绿色化学的思想”,要使学生“树立绿色化学思想”、“树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的观念”、“强化实验安全意识”。化学实验教学与绿色化学联系最为紧密,也最为直接。因此,在实验教学中贯彻绿色化学思想尤为重要。

在实验教学中,废气不加以吸收,废液、废渣随意排放,所有这一切对学生的负面影响是不可低估的。污染严重的实验以及随意排放实验废物的行为给学生传递的不良信息是:实验产生的废气、废液直接排放到环境中并无大碍。应该看到,实验教学过程中随意处理“三废”,不仅直接影响着环境,更对学生有着不良的示范作用。

教师应把绿色化学的思想渗透到化学教学中去,指导化学实验的设计,在实验中减少化学用品使用量和污染物排放量,并规范自己和学生的实验操作,帮助学生养成良好的实验操作习惯,让学生知道随意排放污染物是一种错误的行为。

2. 中学化学实验“绿色化”是开展实验探究、实现学生人人动手实验的重要保证。

化学实验是学生学习化学、实现科学探究的重要途径,是化学课程内容的有机组成部分,也是实现化学教学目标的基本保证。新课程提倡每个学生都亲自动手做实验,学生实验的数量大大增加。但由于许多学生对于化学实验不够了解,对人身安全有所担忧,造成了有些学生只希望“看实验”而不愿意“做实验”的现象。化学实验“绿色化”,既能减少化学实验室的污染,又能降低危险事故的发生几率,减轻学生对化学实验的恐惧感,为实现学生人人动手实验提供了重要保证。

按照绿色化学的思路设计,改进的化学实验往往更加安全、更加环保,同时也更加适合学生动手操作。这对于鼓励学生积极参与实验教学过程,在实验过程中掌握化学实验的基本技能,提高学生的科学素养都是极为有利的。

3. 中学化学实验“绿色化”有利于控制实验室的污染,是保护环境的重要措施。

当前中学化学实验产生的大量有害废弃物还没有统一规范的处理办法。许多学校对实验废弃物的处理相当随意,不经意间就对环境——包括空气、水、土壤造成了污染。有统计显示,在我国学生的高中阶段,人均有害废液的排放量大约是100 mL/年～400mL/年,因此,中学化学实验室是不可忽视的污染源之一。以高中化学中“铜和浓硫酸反应”的实验为例,如果每个实验小组取2mL浓硫酸,则会产生400mL左右的二氧化硫气体,一个班(24个实验小组)的实验就排放出9600mL二氧化硫气体。按实验室空间为90m2×3m=270m3计算,实验期间,实验室内二氧化硫气体的质量浓度约为100mg/m3,是我国规定居民区大气中二氧化硫最大允许质量浓度(0.15mg/m3)的667倍。这些气体扩散到大气中,也会对环境造成严重危害。

由此可见,中学化学实验室产生的废气、废液对环境的污染问题绝不可小视,控制中学化学实验室污染的根本措施是以绿色化学思想为指导实现化学实验的“绿色化”,尽可能从源头上预防、减少污染物的产生。对不可避免的会形成污染的实验,在保证达到实验效果的前提下,尽可能对实验进行微型化、微量化设计,使污染物的排放量达到最小化。

总之,在构建节约型社会的今天,中学化学实验“绿色化”具有很大的现实意义,既在整个实验过程中全面贯彻了绿色化学的思想,又达到了节约资源、减少污染、降低成本、保证安全的目标,还增强了学生的环境保护意识,是中学化学实验教学改革与发展的重要方向,在今后的化学教学改革中将会发挥越来越重要的作用。

中学化学实验绿色化途径研究论文 篇5

随着环境问题日益突出，将绿色化学理念渗透到中学化学实验教学之中，实现化学实验的绿色化显得尤为重要。本文就中学化学实验绿色化途径进行探讨。

实验是体现化学学科特色的关键活动，是沟通理论知识和实践应用的桥梁，能够帮助学生更好地获取知识、发展技能。但是，化学实验在帮助学生构建知识的同时，给环境带来了沉重的负担。因此，我们迫切需要以绿色化学理念为指导，结合中学化学实验教学目标和内容，研究中学化学实验绿色化途径。下面笔者从教学实践出发，就中学化学实验绿色化途径阐述几点建议。

一、实验试剂的绿色化

1.减少试剂用量和试剂浓度。通常情况下，学生都误认为，实验药品越多现象越明显，且对用量没有清晰的概念，因此往往超量使用药品，不仅造成资源浪费，还会增加废弃物，造成环境污染。因此实验时，老师一定要强调药品用量，如试管取用溶液时，一般一个手指到两个手指高的用量就可以了。减少试剂用量的一个有效办法就是用小规格的实验仪器，如用小试管代替大使管，用点滴板代替试管。这样试剂用量自然会大量减少。另外，教师需要对药品浓度尝试摸索，在保证实验效果的前提下，尽量降低药品浓度。如在离子检验时，离子浓度0.1%就已经足够了。

2.化学试剂回收和重复使用。化学试剂的回收和重复使用，是绿色化学理念下使用药品的基本准则，是实现实验绿色化的重要途径。如碘萃取实验后的萃取剂四氯化碳，有毒，不可以直接倒入下水道，应该经过浓氢氧化钠溶液洗涤，分液处理后再循环使用;H2O2分解制取氧气的实验，会产生大量的二氧化锰固体废弃物。有老师建议将半干的二氧化锰粉末沾在水泥球上，晾干后进行实验，不仅实验效果非常好，而且回收利用十分方便;钠与水的反应产生的氢氧化钠溶液、粗盐提纯后得到的盐都应该回收起来再利用。通过重复利用化学试剂，增强学生的节约意识，避免浪费。

3.用生活用品替代化学试剂。日常生活中，处处可见化学用品，用生活用品替代化学试剂进行实验，有利于拉近学生和化学实验之间的距离、增强实验的趣味性、提高学生学习化学的兴趣。如在做碳酸钠和碳酸氢钠相关实验时，可以用食品加工中用的苏打和小苏打粉代替;用废旧电池中的锌皮制取氢气;用食用醋代替醋酸除去水垢等。

二、实验装置的绿色化

1.实验装置的串联。化学实验的串联是指将多个实验系列化，组合在一起进行，不仅可以避免有害气体的溢出造成的环境污染，还会节约实验时间，使实验更加绿色化。如氯气的准备、除杂、干燥及其性质(漂白性、强氧化性)的实验;二氧化硫的制备及其性质实验;乙烯的制取及其性质实验均可以设计为串联实验。另外对于这些有毒气体的实验，我们应注意装置的密封性和尾气吸收。

2.实验装置微型化。微型化学实验，是指实验仪器和试剂微型化，是一种新的实验模式，是实现实验绿色化的重要途径。普通的中学化学实验都是在试管、烧杯中进行的，实验药品消耗量大，微型实验可以在滤纸上进行卤素元素的置换实验、可以在点滴板上进行离子反应和离子检验的实验、可以在W形管中进行氯气的制备和性质实验。相比于传统实验，微型实验不仅可以取得比传统实验更好的实验效果，而且操作简便快捷、节约资源，减少了废弃物排放，有效弥补了很多学校课程资源不足的情况，使每个学生都能自主开展实验、提高实验技能。

3.用生活用品替代部分实验仪器。实验室的仪器和设备是实验课堂重要的资源，如果善于发现和利用，学生身边的`物品同样是重要的实验器具。用日常废弃物制作的小型化学实验仪器，具有简便、直观、药品用量少等优点，更有利于培养学生动手技能和创新意识。如用一次性注射器代替量筒、装药片的塑料穴膜板代替点滴板、用筷子或者吸管代替玻璃棒、用矿泉水瓶代替烧杯进行各种实验。每学期可以举办“废弃物在化学实验中的再利用”活动，提高学生的实验操作水平、创新能力和环保意识。

三、实验废弃物处理的绿色化

化学实验不可避免地会产生实验“三废”，即废气、废水、废渣，教师在每次学生实验结束之后，都应该监督学生做好相关实验的收尾工作，并在平时教学工作中不失时机地向学生介绍实验废物处理的必要性和方法，师生共同努力建设绿色化实验室。

四、运用现代化手段，拓展化学实验绿色化的研究空间

现代信息技术快速发展，给学校教学提出了更高的要求。作为一门以培养学生科学素养、以实验为基础的学科，促进信息技术在化学实验教学中的广泛应用，已经是时代发展的必然。仿真实验平台是一种化学试剂零投入、废弃物零排放的实验方式，为危险性大、重污染的实验找到了更好的出路。如锂钠钾铷铯的结构与性质关系实验、氯气和氢气混合爆炸实验等，出于学生安全的考虑，教师一般不可能让学生做这些实验，在仿真实验室，学生只需要一台电脑，就可以自主操作这些实验，而不需要死记硬背实验现象和结论。以锂钠钾铷铯的结构与性质关系实验为例，我们可以同时看到这五种金属和水反应的现象，方便对比，这是演示实验和教师播放视频的时候不可能做到的事情。当点击同时演示的时候，我们可以看到铯与水反应非常剧烈，发生了爆炸并能听到爆炸声，铷反应也非常剧烈，瞬间完成，其他几种金属反应剧烈程度相对较小。整个过程非常逼真，使学生有身临其境之感，学生对实验现象和碱金属元素性质规律会留下非常深刻的印象，弥补教师嘴上讲实验、学生背实验的不足。

绿色化改进，优化化学实验教学 篇6

【关键词】高中化学 实验教学 绿色化学

在高中化学新课程标准中指出，高中化学实验教学有利于学生形成严谨求实的科学态度和科学的实验观。绿色化学旨在减少化学用品在生产、使用及处理过程中产生的污染，是合理利用资源和能源的体现。本文我将从高中化学实验教学出发，探究绿色化学在化学实验中的应用策略。

一、创新实验设计

要想避免或减少化学实验过程中三废的产生，我们必须坚持实验设计的严谨性，实现实验药品剂量、催化剂使用的最佳配比。在实际教学过程中，需要不断总结，针对已有的化学实验进行绿色化学的改造。在实验设计阶段，尽量选用无毒无害的原料与催化剂，尽可能减少实验过程中药品和仪器的浪费与损耗。

例如，在乙烯制备的化学实验教学中，教材中采用体积比为3：1的硫酸和无水乙醇进行制备实验。无水乙醇与浓硫酸在加热的条件下，乙醇会发生炭化，并产生黑色炭渣，导致实验后的烧瓶难以清洗。同时，该实验效率较低，往往需要消耗过量的乙醇，造成能源资源的浪费。对此，在长期的教学实践探索过程中，我使用浓磷酸与浓硫酸的混合物来代替浓硫酸，通过反复的实验对比和分析，得到了该实验的最佳配合比：浓硫酸、浓磷酸、乙醇的体积比为2.3：0.7：1。当然，此类的创新设计需要教师在长期的教学实践中敢于突破传统和思维限制，更需要大胆的革新。

通过以上的优化设计，乙烯的制备实验效率更高，实验现象更加明显，整个实验更加节能环保。同时，学生们在教师潜移默化的影响下，自身的创新意识和实验态度也得到改善。

二、改进实验装置

随着绿色化学理念在教学中的不断推广，很多教师在实验装置的改进上苦下功夫，提出了微型化實验、组合式实验、封闭式实验等绿色实验方法。通过对实验装置的改进，原本那些实验中产生的有毒有害物质得到无毒化处理，甚至可以为下一个实验继续使用，从而实现了绿色实验的目标。

例如，在氯气的制备和性质探究实验中，我将制备过程与性质探究过程进行了融合处理，实现了这两者的一体化。首先，在氯气的制取上，我们采用浓盐酸与二氧化锰的加热试验。然后，将生成的氯气依次通过浓硫酸→干燥有色布条→湿润有色布条→CCl4和KI溶液→集气瓶→NaOH溶液。最后，在实验装置的连接上，必须实现检验其密封性，保证实验装置的可靠性。在连接顺序的制定上，必须严格按照制备、性质探究、尾气处理的顺序实施。切忌为了一体化实验而强加装置，必须保证组合式实验的可行性。甲中浓硫酸的设置是为了排除水分对氯气的强氧化性质探究的影响、乙丙的干湿顺序而是为了保证实验的对比性、丁中CCl4和KI溶液则是为了探究氯气置换碘的现象、戊则是起到搜集氯气的作用、己则是为了进行尾气处理工作，避免氯气的泄漏。

通过上述组合式实验装置的设计，既节省了实验时间、药品，实现了氯气制备实验的绿色环保性，还实现了化学实验教学的系统性和层次性。若是在传统的氯气制备和性质探究实验中，我们需要设计四到五个分步实验，难免会产生氯气的泄漏和资源的浪费。

三、规范实验操作

规范实验操作是实现绿色实验的关键环节，是拒绝药品浪费和实验污染的有效措施。在传统实验教学中，无论是教师演示实验还是学生自主实验，操作都或多或少存在不规范。因此，要想实现绿色化学实验，必须严把细节关，严格控制因为操作过程不当而引起的环境污染与资源损耗。

例如，在酒精灯的使用上，必须使用外焰加热。因为外焰温度高，可以减少加热时间、提高加热效率。同时，还考虑到内焰加热的不稳定性，容易导致玻璃仪器因为受热不均而导致损坏。因此，在加热宽底器皿时，需要妥善使用石棉网，必要时可以选择采用水浴加热的形式。在托盘天平的使用上，利用镊子拿取砝码，在天平的物盘事先铺设滤纸，减少测量过程的损耗。在漏斗过滤液体的操作上，保证滤纸的“一贴、二低、三靠”，从而提高过滤效率。在气体制备实验中，必须实现检验装置气密性，保证实验气体不外泄。尤其是在高污染及有毒物质实验中，务必保证装置气密性，并做好尾气收集与处理工作。对化学实验过程中的药品剂量做到严格控制，既保证不浪费，又要保证实验现象的明显。在每次实验结束后，务必将实验产物倒入指定容器，对强酸强碱进行处理后再倾倒。如果有可能，尽量将实验产物进行回收利用。

高中化学实验操作繁多，我们的操作规范性渗透必须坚持不懈，在严格要求学生的同时，做好自己的本职工作，为学生树立良好的榜样。

总之，在实验教学中，绿色化学理念的渗透还需要我们一线教师的不懈努力。通过绿色化学理念的渗透，不仅可以实现化学知识的渗透教育，更可以培养学生的环保理念和绿色意识。

【参考文献】

[1] 常东红. 高中化学教学中渗透绿色化学思想分析[J]. 考试周刊，2013（96）.

[2] 刘焕成、付金堂. 基于新课程理念下高中化学实验绿色化设计与实施[J]. 中国教育技术装备，2012（26）.

中学化学实验绿色化的实践与研究 篇7

我市化学实验状况实在令人担忧, 化学实验设备整体落后, 跟不上教材和时代的需要。表现如下:

1、设备陈旧又没有有毒、有害物质的净化处理设备

在普九时, 各校装备了一定的实验室和实验仪器, 但挡次太低, 以数量达标为主, 跟本没有考虑有毒、有害物质的净化处理和环境污染以及学生的身生健康问题。所以就是教室加桌子加仪器药品, 没有一点有毒、有害物质的净化处理设备。就所谓的通风实验室全市现在也只有三个学校有, 我认为通风实验室也就一定程度地减少了师生直接与有害气体的接触, 基本上没有解决有毒、有害物质的净化处理和环境污染。

2、对化学实验污染认识不够, 行动更糟

目前实验教学的重要性各校领导和教师都有一定的认识, 但实际行动上就没有保持与认识一样。部分教师还是认为黑板实验效果比化时间的实际操作要好。所以实验时就只考虑实验效果是否明显, 能不能说明明问题。其它的就不作考虑或者说废液、废气的任意排放早已就不用考虑, 也没有这方面的要求和设备。因此, 实验废液、废气和过期作废药品都是未任何处理就排放。如此累年积月, 加上学校这么多, 对环境的污染学校实验室也作出了不了的“贡献”。实验室和演示实验排放的污染基本不处理, 虽然每次排放污染物不算大, 但由于“聚沙成塔”的累计效应, 中学化学实验所排出的废气、废液, 成了污染源之一。这样就造成了学生对环保知识脑子里有, 基本能应付考试, 但没有实际行动, 这从学生平时的行为习惯就可见一斑。教师没有起到表率作用。

二、中学化学实验绿色化的重要意义

传统的化学教育只涉及到物质的组成、化学反应原理等内容, 几乎没有从环境保护的角度去研究如何减少或消除化学反应对环境的污染。当前, 环境污染问题已成为人类社会发展的最大副产品, 当今十大环境问题中的:1、大气污染;2、淡水资源污染;3、全球变暖;4、臭氧层破坏;5、海洋污染;

6、生物多样性减少;7、环境公害;8、有毒化学品和危险废物, 都与化学或化学工业污染有关, 也与我们的化学实验有关。

绿色化学的意思就是对产品和产品的生产过程采用预防污染的策略来减少污染物的产生。这就要求师生树立起“绿色化学”的概念是时代的要求, “绿色系列”已成了环保的代名词和研究的前沿。作为一名化学教师, 本身应具有绿色化学的思想, 提倡绿色教育, 具备环保意识, 在化学演示实验和学生实验设计中以身作则, 注意强调对实验排放的“三废”进行控制和处理, 以减少排放量, 保护环境, 就可以在潜移默化中提高学生的环保意识。绿色化学教育是化学教育的前沿, 是化学教育发展的必须。

在教学改革中, 进行绿色化学的教育, 具有紧迫性和必要性。绿色化学理念作为可持续发展素质的重要组成部分是当代学生应具备的基本素质。

三、中学化学实验绿色化的实践与研究

1、对中学化学实验进行改进

下面是我对中学化学实验进行绿色化设计的总结:

中学化学实验中反应物或生成物是有毒的会污染环境或对人体有害的实验不少。这样的实验尽可能淘汰, 不能淘汰的就应该对它进行改进或用其它方法进行。改进实验要精心设计, 尽量减少污染, 甚至消除污染。

在实验教学中, 作为我们化学教师应有意识地对实验是否会出现有毒物质进行思考, 然后对实验进行有效的改进。你会发现方法很多;实验改进后同样可以做到实验效果与课本的一样, 甚至更好, 同时减少或消灭了有毒物质对环境污染或对人体的伤害。

2、加强中学化学实验室的绿色化建设

前面我市中学化学实验的现状中说到的情况, 我想不仅我市是这样, 全国 (除发达地区) 也好不到那里去。所以实验室绿色化建设该引起领导、专家、教育工作者及大家的重视了。下面是我从事教学工作的一些建议:

加大对实验室建设的投入, 让每个实验室都有有毒、有害物质的净化处理设备 (包括不让有毒、有害物质排向外面环境) ;

做好实验“三废”的回收利用;

加强教育工作者对有毒、有害物质净化设备技术培训, 让大家在有设备的条件下都能对有毒、有害物质进行净化;

加强环境保护意识的培养, 让大家都能自觉地不让有毒、有害物质必须进行净化后排向外面环境。这种情况我相信不会太遥远。

3、中学化学实验的微型化

实验的微型化是绿色化学的主要特点之一。

所谓“微”, 就是在确保实验现象明显的前提下, 尽量减少实验药品的用量, 我经常要求学生实验药品用量以实验现象明显的最小量进行。从而减少污染, 节约经费。微型实验在当前作为绿色化学的一项方法和技术, 已在国内、国际日益得到重视和推广。许多高校也开发了相对应的一些微型装置, 在教学过程中, 教师应根据学校实际情况, 自己进行这方面的研究和探索。

4、全面进行化学绿色化学教育, 培养环保意识

中学化学教学是对学生进行环保意识教育重要途径。而化学实验教学是直接、感性的教育。在教师指导下的实验是否体现了环保直接使学生感受到实实在在的行之有效的环境保护教育。如任由实验废气废渣污染环境, 环保教育只会流于形式, 收不到实际效果。中学化学实验的绿色设计, 进而说明环境教育不是空洞的说教, 而是真真切切的身边事。所以我们教师每一个实验都必须做到绿色化。

开展中学化学实验的绿色设计, 在教学实践中渗透实实在在的环境教育, 将绿色化学的思想真正的融入到新时代化学实验的教学中, 建立“环境教育兴趣小组”等教学活动, 环境教育将不再是形式, 学生的环保意识一定会越来越强。

下面是我在教学中进行化学绿色化学教育, 培养环保意识的一些做法:

(1) 结合教学内容对学生进行绿色化学教育

在教学中, 可把本地区环境污染的典型事例自然的、生动的渗透到化学教学中, 让学生亲身体验到污染给人们带来的危害, 从而培养学生对环境保护的责任感及实施绿色化学的重要性。

(2) 结合原子利用率进行绿色化学教育

绿色化学原理的核心内容之一就是反应的“原子经济性”。它的目标是在设计化学合成时使原料分子中的原子更多或全部变成最终希望的产品中的原子, 这样才能保证尽量少地产生或不产生废物。当反应的原子利用率达到100%时, 就不产生副产物或废物, 真正实现“零排放”。原子经济性给我们指出了实现清洁生产的目标, 同时也是评判一个化学反应是否为绿色的、环境友好的重要依据。所以, 在教学中结合有关物质的性质, 引导学生尽量通过多种途径去设计合成路线, 然后选出制备相同量的目标产物时, 反应物用量、副产物、步骤都最少, 污染又最小的合成路线, 这是原子利用率最高的反应途径。

(3) 结合实验内容教学进行绿色化学教育

绿色化学使用化学药品必须遵循以下原则, 即: (1) 拒用危害品; (2) 减少用量; (3) 循环使用; (4) 回收再用; (5) 再生利用。我们在上学生实验课时应该大力推广微型化实验。用尽可能少的药品, 在微型化的仪器装置中进行的化学实验, 具有节省试剂、减少污染、缩短实验时间、安全、节约经费等优点, 还可以起到激发学生学习化学的兴趣, 强化动手能力的训练, 培养创新思维, 强化环保观念等积极作用。

(4) 结合实验操作过程进行绿色化学教育

在化学演示和学生分组实验中, 都存在着“废气、废液、废渣”的问题, 这些实际问题的处理过程, 是培养学生良好的环保习惯和体现绿色化学理念的难得的机会。对实验废弃物进行无害化处理既可培养学生良好的实验习惯, 又使学生学到实际应用技术, 还可节约资源、变废为宝、化害为利。

中学化学实验绿色化、绿色化学教育是化学教育内容上的重大更新, 已经得到世界各国政府、企业界和化学界的广泛关注和重视。我们教师必须不断研究并实践绿色化教学、绿色化实验。使我们的学生在学习化学基础知识的同时感受到绿色化学思想的熏陶, 掌握绿色化学知识, 为日后的工作和生活中自觉地应运绿色化学知识, 保护环境。随着我国教育改革的不断深入和发展, 绿色化学教育必将让绿色化学理念在学生的头脑中深深扎根。要实施绿色化学教育, 教师必须有强烈的绿色意识, 必须勤研究、多实践, 利用自己的言行去感染学生, 使其逐渐产生对绿色化学的意识。只有广大教师认识到绿色化学的重要性, 积极参与有关的研讨和教学实践, 绿色化学教育才能得到迅速的推广和普及并取得良好的效果。

参考文献

[1]吴俊明、王祖浩著:《化学学习论》, 广西教育出版社, 1996年。

[2]郑长龙等编著:《化学实验教学新视野》, 高等教育出版社出版社, 2003年。

[3]梁英豪著:《关于探究的初步探讨》, 人民教育出版社, 2002年。

大学物理化学实验的绿色化改进 篇8

根据绿色化学的原则,对物理化学实验中的实验装置、实验内容进行“绿色化”改造,在实验中,要求学生运用化学基本知识,认识绿色化学的重要性,并将绿色化学的前沿内容引入物理化学实验中,丰富物理化学实验的内容[2,3]。通过对具体物理化学实验进行改进及对实验过程中产生的废液进行处理:用乙醇[4,5,6]代替正丁醇进行“最大汽泡法测定溶液的表面张力”,实验过程中无毒且操作方便;用蔗糖代替萘进行“燃烧热的测定”[6],改进后的实验可行并且无毒;将“双液系气-液平衡相图”中产生的大量的环几烷和乙醇废弃物进行分离、回收、再利用,环保同时也为实验室节省一笔可观的资金。同时,正是对绿色化学进行实施,使学生们更进一步了解绿色化学,也可以使同学们更加熟练的掌握实验,而且减少了对环境的及对身体所造成的伤害。

1 实 验

所列实验的原理和具体步骤参见实验教材[7]。

1.1 最大汽泡法测定溶液的表面张力

测定乙醇溶液表面张力时,所需配制乙醇溶液的浓度为0.3 mol/L、0.6 mol/L、0.9 mol/L、1.2 mol/L、1.5 mol/L、1.8 mol/L、2.1 mol/L、2.4 mol/L。测定方法同上。测定结果见表1。

作图可知此直线斜率k=(6.5×10-6)-1,所以由此可知г∞=6.5×10-6 mol·m-2。

由S0=(г∞×N)-1=(6.5×10-6×6.02×1023)-1=2.56×10-20 m2(N为阿伏伽德罗常数=6.02×1023)。其他实验数据处理方法同上,结果见表2。

从表2的数据处理可以看出,用乙醇代替正丁醇来进行试验非常可行,同时用乙醇还有以下一些优点:①毛细管容易清洗。用正丁醇进行此试验实验,由于其溶解性的原因,一个比较麻烦的地方就是毛细管的清洗,每测一次需要清洗3～5次才能把原来的溶液洗掉,既费时又费力;而用乙醇时,乙醇的溶解度高出正丁醇数倍,所以毛细管清洗起来比较容易,可以大大减小实验误差的产生。②毒性比较:正丁醇属低毒类而乙醇属微毒类。从安全方面考虑也非常合理。

1.2 燃烧热的测定

苯甲酸的燃烧热=-2.65×10-6 J/g;当量w=1.4×104 J/K;燃烧丝的热值Ql=-1400.8 J/K。分别以萘和蔗糖为被测物测定的结果见表3和表4。

以蔗糖代替萘进行燃烧热的测定,从根本上解决了传统方法中存在的环境污染问题。萘是一种对人体健康有危害的物质, 且易挥发,很容易扩散到大气中污染环境。在实验过程中, 萘的用量学生先要用台秤进行初步称量, 然后将其压片, 再用分析天平精确称量, 直到放入氧弹前的这些操作过程, 萘一直都是暴露在敞开的环境中, 会有部分挥发、升华进入大气和被人吸入。同时萘容易受潮,受潮后不易点燃,且不易烘干。而蔗糖本身可以食用,受潮后可以用红外灯照射烘干,因此可以使试验更准确。由此可见,改进后的实验更安全无毒;同时就经济性方面而言,蔗糖的价格远低于同质量萘的价格,也可以节省实验经费。因此,此实验用蔗糖代替萘是很好的选择。通过实验操作及数据处理,也可以看出此方案非常可行。

1.3 环己烷、乙醇废液分离、回收、再利用

“气液两相平衡系统的相图”实验产生的环几烷乙醇废气液平均折光率为 1.3869,含环几烷34%左右。

1.3.1 实验步骤

(1)乙醇- 环己烷的萃取分离

将一定量废液和蒸馏水分别装入具塞三角瓶中,置于 25 ℃ 的恒温水浴中恒温30 min。用移液管快速移取废液50 mL 置于分液漏斗中,分三次加入50 mL的恒温蒸馏水,振荡萃取2 min 后,放入恒温水浴中10 min,分层,最后合并有机相。测定水相的比重和环己烷的折光率,计算水相中乙醇的含量和环己烷相中乙醇的含量。

(2)粗环己烷的精制

萃取得到的环己烷相环己烷含量为99%左右,还含1%左右的乙醇,不能直接使用,需做蒸馏提纯。取100 g 粗环己烷于250 mL 烧瓶中,加入磁子加热,接取79～80 ℃的馏段作为纯环己烷,测定折光率,计算纯度,回收率。

(3)无水乙醇的制备

将乙醇溶液装入250 mL(500 mL)圆底烧瓶中,蒸馏收集78 ℃馏分,得粗乙醇。

取蒸馏所得粗乙醇100 g和5 g 氧化钙,依次放入圆底烧瓶中,加热保持回流3～4 h。然后缓慢蒸馏乙醇。测定折光率,计算纯度,回收率。

(4)气相色谱分析已回收纯化过的环己烷用气相色谱仪(色谱条件:FID测器,SE-54,15 M,Ti=100 ℃,Tc=60 ℃,Td=250 ℃,进样量=1 μL)。

1.3.2 环己烷精制提纯实验结果及分析

以水为萃取剂,可以将乙醇-环己烷废液分离,乙醇的萃取率可达98%以上。水相中乙醇含量为56%;环己烷相中乙醇含量只有1%左右,此时分配系数5以上,达到了较好的分离效果。按此条件分离得到了一定数量的乙醇水溶液和粗环己烷,用于制备纯环己烷和无水乙醇。

精制提纯结果分析见表5。

由表5可知,提纯后的环己烷的折光率与分析纯试剂环己烷(折光率文献值:n${}_{\text{d}}^{25}$=1.4233)的折光率几乎相同,纯度达到99.1%。

3.2 乙醇回收实验结果及分析

以水为萃取剂,可以将乙醇-环己烷废液分离,乙醇的萃取率可达98%以上。水相中乙醇含量为56%;环己烷相中乙醇含量只有1%左右,此时分配系数5以上,达到了较好的分离效果。提纯后的环己烷的折光率与分析纯试剂环己烷(折光率文献值:n${}_{\text{d}}^{25}$=1.4233)的折光率几乎相同,纯度达到99.1%。提纯后的乙醇的折光率与分析纯试剂乙醇(折光率文献值:n${}_{\text{d}}^{25}$=1.3590)的折光率几乎相同,纯度达到99.9%。

采用内标法,通过封面积和相对校正因子对精制后的环己烷含量进行计算,结果表明w环已烷=99.96%(以分析纯的环己烷w环已烷=99.5%为参照标准),与分析纯的环己烷纯度很接近。最后求得提纯后的环己烷的w真实值=w环已烷×w′环已烷=99.1%。

按文献操作方法,分别用分析纯环己烷、无水乙醇和回收的环己烷、无水乙醇做《气液两相平衡系统的相图》实验,测得的数据和绘图的相图基本一致,求得的最低恒沸点一致,恒沸组成接近,表明回收的乙醇和环己烷完全可以用于物化实验。

2 结 论

(1)通过以上的数据处理与分析可以看出,用乙醇代替正丁醇来进行试验非常可行,经济、方便、无毒。

(2)以蔗糖代替萘进行燃烧热测定试验可行。运用到以后物理化学实验的教学实践中,从根本上防止了环境污染,而且在实验中培养了学生的环保意识,提高了教学质量。

(3)用水为萃取剂,萃取分离乙醇-环己烷废弃液中的乙醇,乙醇的萃取率在98%以上。环己烷精制后纯度达99.1%,回收率91%以上。萃取后的乙醇水溶液经蒸馏、CaO脱水后可以制成无水乙醇,纯度达99.9%,一次性收率在78%以上。回收的无水乙醇、环己烷可再用于物理化学实验。这样可以减少浪费和对环境造成的污染。

摘要：以绿色化学的原则为宗旨,主要针对我校物理化学实验的部分不经济现象进行改进。主要进行改进的实验有:燃烧热的测定(用蔗糖代替萘),改进后的实验可行并且无毒;最大汽泡法测定溶液的表面张力(用乙醇代替正丁醇),实验过程中无毒且操作方便;双液系气-液平衡相图(对环己烷和乙醇废弃物进行分离、回收、再利用),更加环保同时也为实验室节省一笔可观的资金。

关键词：绿色化学,物理化学实验,经济性

参考文献

[1]W.Wardencki,J.Curylo,J.Namiesnik.Green Chemistry-Currentand Future Issues.Department of Analytical Chemistry,Chemical Fac-ulty,Gdansk University of Technology Narutowicza,2005:389-395.

[2]张晋芬,黄泰山,陈良坦.物理化学实验室的绿色化建设[J].大学化学,2003,18(5):19-20.

[3]贾寿华,盛峰,王玉华.搞好“三废”综合治理,创建绿色化学实验室[J].实验技术与管理,2004,21(2):139-142.

[4]陈淑玲,刘鹏飞,朱志强,刘秋生.几种醇类水溶液表面张力的实验研究[J].北京交通大学学报,2008(32):112-115.

[5]王卫东,陆江林,胡珍珠.物理化学实验室的绿色化思考与建设[J].实验技术与管理,2007(1):151-153.

[6]王桂香,韩恩山,张俊然.《表面张力的测定》实验的一点改进[J].河北工业大学成人教育学院学报,2003(1):14-15.

[7]张玉军,闫向阳,杨喜平,等.物理化学实验教程[M].郑州:河南工业大学胶印,2009:63-78.

高中化学实验绿色化设计与实施方案 篇9

关键词：绿色化设计,高中化学,实验

一、引言

随着目前科学和技术的发展, 对资源不节制的开采, 使环境问题变得越来越突出, 环境污染和生态安全问题越来越受到人们的重视。化学作为高中一门基础性课程, 是以实验为基础的, 所以高中都开设化学实验课程, 其目的是通过学生自己动手做实验, 不仅可以锻炼动手操作能力, 更重要的是可以提高创新能力和创新思维。但是在化学实验中, 不可避免地会向环境中释放废气, 排放没使用完的废物等。如何处理这些废气和废物, 至关重要。所以现在提出了绿色化学的思想, 提倡通过改进实验装置来减少污染的产生。让学生在做实验的过程中养成保护环境的习惯和意识。

二、高中化学实验情况概述

1. 高中化学实验的现状

针对高中化学实验的现状, 我们做了一些调查。主要包括两方面的调查, 其一, 调查学生和教师是否具有绿色化学的意识, 其二, 在实验过程中主要的污染物的种类和数量有多少。其调查结果不容乐观。在调查的过程中, 我们发现, 学生几乎没有绿色化学的意识, 根本不知道什么是绿色化学, 学生指出教师也没向他们讲述什么是绿色化学。在对教师的调查问卷中, 大多数人具有绿色化学的意识, 但是在授课的过程中没有向学生灌输绿色化学的思想, 少数教师跟调查中的学生一样也不知道什么是绿色化学。通过调查, 我们得出结论, 高中化学实验的改革具有重大的意义和作用。

2. 存在的问题

高中化学实验一般包括:教师演示实验、学生实验和家庭实验三部分, 其中只有家庭实验是不会产生污染物的, 另外两个实验会有污染物的产生。教师演示实验一般是以验证性实验为主, 而这类验证性实验又是课程的必修部分, 所以不可避免地会产生污染物, 像氯气、二氧化硫等有毒气体。这些物质不仅危害学生和教师的身体健康, 而且也会造成一定的环境污染。高中实验必修部分中大部分是制备和性质验证的实验, 比如二氧化硫的制备。教师在演示过程中制备出了二氧化硫气体, 但是对于制得的气体没有经过处理, 就直接排放到空气中, 这显然会造成环境的污染, 类似的做法还有很多。学生实验分为两个部分, 一部分是必做部分, 另一部分是选做部分, 其中必做部分比较多, 而选做部分主要是探究性的实验。但是由于学生面临高考的压力, 学业比较重, 课程也比较多, 所以达不到培养学生创新能力和思维的目的。

三、绿色化实验的设计

在教学的过程中, 教师要有意识地向学生灌输绿色化学的思想, 引导学生具有绿色化学的理念。绿色化学具备以下五个特点。

(1) 采用无毒、无害、易得的反应物。

(2) 反应条件如催化剂采用无毒的物质, 反应溶剂尽量采用无害的。

(3) 高中化学实验大部分是常量反应, 所以要减少反应物的用量, 同时要循环利用反应物。

(4) 选择合适的实验条件, 减少副产品的产生。

(5) 制成的产品最好是对环境友好的无污染的。

1. 实验装置绿色化的改进

教师在教学的过程中, 除了向学生传授必需的知识和一定的操作技能外, 还应该引导学生对污染环境的实验或存在问题的实验进行装置的改造, 使其成为绿色化的实验, 同时也培养了学生绿色化学的意识和能力。

像高中课本中蔗糖和浓硫酸的反应, 在大烧杯中加入一定量的蔗糖, 然后加入几滴水, 用玻璃棒搅拌均匀。然后加入质量分数为98%的浓硫酸, 用玻璃棒迅速搅拌, 发生反应, 观察实验现象。在反应的过程中, 会有大量具有刺激性气味的气体——二氧化硫产生, 除了污染空气外, 由于该气体的刺激性, 使人咳嗽不止, 有时候会使授课无法进行下去。如何改进实验装置才不会污染空气, 同时还能有明显的实验现象, 具有说服力。教师可以把这个问题留给学生, 让学生做探索性的实验, 不仅可以培养学生的创新思维和绿色化的理念, 还可以改进实验装置。可以让学生在开放实验中进行实验探究, 对学生提出的改进方案进行实验验证, 通过分析得出最可行的方案。最后改进的实验方案是:在一个大水槽中放入一块大理石, 水面要稍低于大理石, 然后将反应装置置于大理石上, 在反应装置上罩一个大烧杯, 罩住反应装置和大理石。由于有刺激性气味的二氧化硫气体溶于水, 采用这样的改进装置, 实验产生的气体会全部罩在大烧杯中, 会全部被水吸收, 不会排到空气中, 不会污染环境。根据绿色化学理念, 我们对化学实验进行改进, 使其在封闭的装置中反应。用密封的装置进行反应, 这样就避免了有害气体的排放。而且还可以循环利用密封体系中产生的一切物质。

2. 实验内容绿色化的改进

在高中化学教学中渗透绿色化的思想也是我国可持续发展战略的重要体现。实验部分除了是高中化学教学中重要的组成部分之外, 还是渗透绿色化思想最有效、最方便的途径。目前, 高中化学实验中有不少实验已经渗透了绿色化的思想, 做出了一定的改进方案, 但还有一些有待于学生和教师努力。作为高中的教师, 除了向学生传授知识之外, 还应该做一些学术研究, 比如改进实验装置等。其实防止污染最有效最方便的方法是不产生污染物。既然高中化学中大部分的实验是验证性的实验, 那么可以在不影响实验现象的前提下, 采用一些不产生污染的反应物。像在验证电解质导电能力的实验中, 往往会使用一些酸和碱, 比如氯化钠的电解反应中, 会产生有害气体氯气, 可以用硫酸钠代替氯化钠, 可以有效地避免污染的产生。

3. 妥善处理化学实验的废弃物

保护环境应该从教室和实验室做起, 从学生自身做起。在演示实验和学生实验中, 都存在废气和废物等问题。对这些问题的处理都渗透绿色化学的理念。

3.1 固体废弃物的处理

中学化学实验中固体废弃物的处理一般都比较简单, 可以回收的大部分都直接回收, 不能回收的进行填埋。对于已经损坏的仪器, 应尽可能地修复, 继续使用, 不能修复时要集中填埋。

3.2 废液、废弃物的处理

废液的处理比较麻烦, 中学试验中会造成环境污染的废液一般是酸碱溶液、重金属盐溶液、钙镁盐溶液以及有机溶液等。有以下几种处理方法:酸碱中和法、氧化还原法、沉淀法、稀释法等。

四、绿色化学实验方案

首先, 推广微型化实验。通常所说的微型化实验, 就是用尽可能少的化学试剂来获得所需要的实验结果的方法和技术。虽然所用的化学试剂用量一般为常量实验用量的几十分之一乃至几千分之一, 但是其效果可以达到准确、明显、安全、方便、污染少等目的。

其次, 改进实验装置, 向无污染的方向发展。最后是, 加强排污设备的建设, 规范有害物质处理。

五、结束语

绿色化学不是一门独立的学科, 它是在传统化学的基础上发展起来的一门更高层次的学科。绿色化学的提出, 是响应了我国保护环境的政策。所以, 作为高中化学教师, 应该在授课的过程中渗透绿色化学的理念, 作为中学化学一线教师, 应在中学化学实验教学中渗透绿色化学理念, 将绿色化学的知识、思想和原则渗透到化学试验中。让学生树立绿色化学和保护环境的意识, 关注绿色化学, 推动绿色化事业的发展。

(下转47页)

参考文献

[1]董义珍.绿色化学与环境保护[J].内蒙古科技与经济, 2006.

[2]张鑫.绿色化学与中学化学教育[J].辽宁教育行政学院学报, 2006 (10) .

[3]黄德兴.中学化学实验评价特点[D].重庆:西南大学, 2012.

[4]潘进治.SO2的制取和实验性质研究[A].中国化学会关注中国西部地区中学化学教学发展论坛论文集, 2007.

[5]全桂香.高效化学实验教学中的环保意识教育[J].科技信息, 2010.

化学实验绿色化 篇10

一、化学实验绿色化的概念和意义

“化学实验绿色化”即化学实验洁净化。化学实验绿色化与化学工业绿色化一样, 就是将绿色化学的基本原理和理念应用于化学实验中的一项技术, 是一个在传统化学实验基础上的创新过程。

1.化学实验绿色化最重要的意义就是保护自然环境

中学化学实验所用的试剂品种繁多, 其中不乏许多有毒有害药品, 这使得实验室排放的污染物不仅污染巨大, 而且成份复杂, 治理起来非常困难。目前, 大部分学校的实验废液和部分废渣都是直接排放到下水道, 这样污染物就会流入江河、水塘或者渗入地下, 而最终进入生态系统, 破坏环境。特别我国很多城市已经是缺水性城市, 这些不断通过下水道排放的化学实验废弃物对于城市的水源更是雪上加霜。所以研究化学实验的绿色化刻不容缓。

2.提倡化学实验绿色化也是为了保障学生们的人身安全

由于化学实验而造成的伤害事故一直以来时有发生。近年来比较严重的一次发生在徐州一名初三学生饶南的身上。一次化学实验课, 老师让饶南帮忙把实验用的化学品送到实验室, 途中, 饶南出于好奇心从标有红磷和氯酸钾的容器内分别拿出来一小块红鳞、一小块氯酸钾。回到家后, 饶南迫不及待地想知道这两种化学药品放在一起会发生什么反应, 于是就把红磷和氯酸钾放入一个小玻璃瓶里, 并摇晃了几下。就当饶南准备把玻璃瓶放到窗台时, 意想不到的事情发生了, 小玻璃瓶在手中发生爆炸。经过医院诊断为:右手爆炸伤, 右手食指末节套状撕脱、右手拇指挫伤、头皮裂伤。

怎样才能避免这种伤害事件, 降低化学实验的危险性呢?我们知道可以通过降低暴露性和降低内在危害性两种方法。降低暴露性有很多种方法, 比如保护性衣服、工程控制、防毒面具等。但这只是一个治标的方法, 无法从根本上消除危害与危险。我认为最主要的还是降低其内在危害性:即教师在化学设计时应该充分考虑到危害性, 采用各种方法与手段将危害降至最小, 这就是绿色化学研究的内容。

3.化学实验绿色化符合素质教育的思想

在化学实验绿色化的过程中, 能给增强学生的环保意识, 教会他们防治污染的重要方法。同事, 高中化学实验绿色化的实现需要不断更新实验方法和实验设计, 这可以激发学生的创新意识。

二、实践化学实验绿色化的途径

1.进行绿色化学实验设计

要控制污染, 首先应该从源头着手。为了实现化学实验的绿色化, 先应该尽量避免使用或生成毒性较大、容易造成污染的物品。这就需要发挥化学教师的创新思维, 通过改进实验方案、实验设计, 来减少化学实验对环境的污染。但通过改变这些有毒有害物质的制取方法, 并进行巧妙的实验设计, 就会使实验无污染, 并同样达到预想的实验目的, 实现实验的绿色化。

例如, 在中学化学实验中, Cl2、CO、SO2、H2S等都是经常要用到的有毒有害物质, 这些物质在实验中经常会产生严重的污染。但是如果我们通过改变这些有毒有害物质的制取方法, 并改进实验设计, 就会使实验无污染, 并同样达到预想的实验目的, 实现实验的绿色化。

2.改善实验条件、实验装置

实验装置是化学实验的必须载体, 也是可以减少污染的关键一环。如果在实验设计环节中, 实在无法避免使用或者产生有害物质和污染, 那么实验应该在密闭的装置内进行, 尽量避免敞口操作, 防止有害物质扩散到空气当中。如果无法进行密闭实验时, 实验应在通风橱内进行。

3.规范实验操作, 控制药品用量

无论课堂演示实验还是学生实验都要精量细算, 坚持适量的原则, 从而达到节省资源, 减少污染的目的。目前, 在中学化学教材上对于很多实验的药品用量都未明确给出限量, 基本都采用“少量”、“少许”、“适量”、“一定量”等笼统的词汇来限定, 使得学生很难把握药品的实际用量, 这样不仅会影响实验的科学性和实验的效果, 又会造成药品的浪费, 更会对环境造成大量的污染。化学实验绿色化要求化学教师应该在保证实验效果的基础上尽可能地减少药品用量, 以减少化学实验的废弃物。

4.注重对实验废弃物的回收处理

实验之后, 对于反应产生的废液、废气、废渣应该设法予以收集和处理, 不能任意排放。实验之后, 应根据“变废为宝、化害为利、分别处理”的原则, 首先对废弃物考虑回收利用, 无法回收利用的再根据其性质, 采取不同的方法处理。实验中产生的废气, 一般可以通过吸附、吸收、氧化或分解等方法处理后排放。常见的一些废液, 可以采取中和、萃取、化学沉淀、氧化还原等方法处理;而有毒或含有贵重金属有回收价值的, 应该妥善保存, 等实验结束后再统一安排学生进行废液综合处理的实验, 这样既处理了废液, 保护了环境, 又可以让学生学到废液的处理方法, 提高了他们的环保意识。

总之, 绿色化学思想已成为化学课程与教学的一项重要的目标和内容。中学化学教师在化学教学和化学实验中要认真践行化学实验绿色化学的新思想, 规范学生的实验操作, 加强学生的绿色化理念, 培养学生从事绿色化学的研究和开发能力, 以更好地为21世纪化学科学的发展服务。

摘要：保护和改善人类环境是关系到全世界各国人民生存和经济发展的重要问题。但由于我国还没有实验室污水排放的法规和标准, 全国亿万计的高中化学实验室几乎每天都在排放着数量不可小觑的污染物。这种情况不仅不利于保护环境, 更使得学生缺乏环保意识。因此, 我们应该努力使化学实验绿色化, 从而达到保护环境的目的。

关键词：中学化学,化学实验,绿色化

参考文献

[1]焦蓉.高中化学实验绿色化的初步研究.上海师范大学教育硕士学位论文.

[2]为了明天更美好关注青少年维权——徐州市九里区人民法院少年维权工作纪实.

[3]董昌耀, 杨世忠.中学绿色化学教育实施策略探讨[J].化学教育, 2002, (11) :10-12.