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從化學(xué)實(shí)驗(yàn)開始中的綠色化學(xué)論文
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從化學(xué)實(shí)驗(yàn)開始中的綠色化學(xué)論文【1】
【摘 要】 通過對(duì)國(guó)內(nèi)外綠色化學(xué)分析，總結(jié)實(shí)驗(yàn)教學(xué)開展微量化學(xué)實(shí)驗(yàn)、綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)操作要求、綠色化學(xué)儀器和藥品及信息技術(shù)在綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究和應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)意識(shí)。
【關(guān)鍵詞】 綠色化學(xué);綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn);綠色化學(xué)意識(shí)
一、引言
突破傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，綠色化學(xué)已成為世界各國(guó)普遍接受并大力提倡、實(shí)施的人類、自然環(huán)境等可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略方針的重要組成部分[1]。
二、綠色化學(xué)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀分析
1990年，美國(guó)國(guó)會(huì)通過《污染防治條例》;1996年由美國(guó)環(huán)保署P.T.Anastas等編寫的《綠色化學(xué)》叢書陸續(xù)出版;1998年，美國(guó)正式啟動(dòng)"綠色化學(xué)"計(jì)劃;1999年1月，英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)主辦的國(guó)際性雜志《綠色化學(xué)》創(chuàng)刊;2001年秋季開始美國(guó)波士頓Massachusetts大學(xué)開始設(shè)立綠色化學(xué)博士學(xué)位[2]。
1993年，中國(guó)政府制定了《中國(guó)21世紀(jì)議程一一中國(guó)21世紀(jì)人口、環(huán)境與發(fā)展白皮書》;1995年，中國(guó)科學(xué)院化學(xué)部組織《綠色化學(xué)與技術(shù)一一推進(jìn)化工生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的途徑》院士咨詢活動(dòng);1997年5月，中國(guó)以"可持續(xù)發(fā)展問題對(duì)科學(xué)的挑戰(zhàn)一一綠色化學(xué)"在北京舉行;首都師范大學(xué)專門編著了《環(huán)境與綠色化學(xué)》一書于2005年1月由清華大學(xué)出版社出版[3];2007年8月由清華大學(xué)出版社出版，完成了《環(huán)境與綠色化學(xué)》配套教材的建設(shè)[4]。
三、培養(yǎng)綠色化學(xué)意識(shí)是實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)的基礎(chǔ)
1、綠色化學(xué)含義
綠色化學(xué)，又稱環(huán)境無害化學(xué)、環(huán)境友好化學(xué)、清潔化學(xué)，是指在化學(xué)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和應(yīng)用中消除或減少有毒有害物質(zhì)的使用和產(chǎn)生，設(shè)計(jì)研究沒有或只有盡可能少的環(huán)境副作用、在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上可行的產(chǎn)品和化學(xué)過程，是在始端實(shí)現(xiàn)污染預(yù)防的科學(xué)手段[5]。
2、培養(yǎng)學(xué)生的綠色化學(xué)意識(shí)
教師具有豐富的綠色化學(xué)知識(shí)并采取有效的行動(dòng)，例如：在實(shí)驗(yàn)室張貼綠色化學(xué)標(biāo)語(yǔ)，鮮明提出綠色化學(xué)的口號(hào)，在教學(xué)中強(qiáng)調(diào)12項(xiàng)基本原則[6]，潛移默化地去感染學(xué)生。
三、實(shí)施綠色化學(xué)教育
3.1綠色從微量實(shí)驗(yàn)開始
關(guān)于微型實(shí)驗(yàn)、綠色化學(xué)與微型實(shí)驗(yàn)己有大量文獻(xiàn)報(bào)道[7]，國(guó)內(nèi)有關(guān)微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究成果也陸續(xù)出版[8～10]，微型實(shí)驗(yàn)具有儀器裝置微型化和試劑少量化兩個(gè)基本特點(diǎn)，操作方便，節(jié)約藥品， 減少污染，代表了綠色實(shí)驗(yàn)發(fā)展的方向[11]。
是一種以盡可能少的試劑來獲取所需化學(xué)信息的實(shí)驗(yàn)原理和技術(shù)，其試劑用量是對(duì)應(yīng)的常規(guī)實(shí)驗(yàn)的0.1%～10%[12]。
如利用試管代替燒杯進(jìn)行水中花園實(shí)驗(yàn)，節(jié)約了試劑(原方法試劑用量的1/20) 實(shí)驗(yàn)效果明顯安全材料易得[13]。
因此，既節(jié)省了藥品，又使得產(chǎn)生的“三廢”大大減少，基本解決了實(shí)驗(yàn)室的污染問題[14]。
3.2 綠色實(shí)驗(yàn)基本操作
有些學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)備動(dòng)手能力較差，不能按實(shí)驗(yàn)要求操作，如：SO2、溴苯、硝基苯等有毒，制備和性質(zhì)實(shí)驗(yàn)特別強(qiáng)調(diào)規(guī)范操作;如：不能向燃著的酒精燈添加酒精;如：乙烯、乙炔、CH4等點(diǎn)燃前要驗(yàn)純，降低事故發(fā)生率，節(jié)約藥品，減少污染嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)操作規(guī)則。
3.3選擇綠色藥品及儀器
選用對(duì)環(huán)境友好的原料、催化劑等實(shí)驗(yàn)藥品。
例如：在乙酸乙酯制備實(shí)驗(yàn)中，常用的硫酸催化酯化法存在用酸量大、副反應(yīng)多、過程復(fù)雜、收率低、廢酸污染等不足，可依據(jù)實(shí)驗(yàn)原理，選用 PW12 / SiO2 綠色催化劑取代濃硫酸，催化合成乙酸乙酯[15]。
白磷毒性大，燃燒產(chǎn)物五氧化二磷對(duì)環(huán)境污染也較嚴(yán)重，改用 Mg2S i水解產(chǎn)生的 SH i 4在水面上自燃代替白磷，整個(gè)實(shí)驗(yàn)安全無毒無污染，符合綠色實(shí)驗(yàn)要求[16]。
3.4 綠色處理廢液和剩余藥品
在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，把用過的酸類、堿類、鹽類等各種廢液應(yīng)分類倒入各自的回收容器內(nèi)，可采取中和、分解、吸收、燃燒、回收循環(huán)利用等方法處理廢棄物。
例如：在實(shí)驗(yàn)室制取氯氣時(shí)，采用向上排氣法收集氯氣，并把多余的氯氣用氫氧化鈉溶液吸收。
保證了化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)┒司G色化，使學(xué)生受到良好的綠色化學(xué)教育。
3.5綠色實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案
從實(shí)驗(yàn)技術(shù)、方法、儀器等方面進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，實(shí)驗(yàn)產(chǎn)物或中間產(chǎn)物循環(huán)使用多種操作有機(jī)組合，如：乙醇系列實(shí)驗(yàn)：工業(yè)酒精 95%的乙醇- 乙酸乙酯- 乙酸乙酯皂化反應(yīng)速率常數(shù)測(cè)定及乙酸乙酯-乙酰乙酸乙酯-苯甲酰乙酰乙酸乙酯，乙酰水楊酸系列[17]。
如：次氯酸鈉、氯酸鉀的制取和氯氣的氧化性實(shí)驗(yàn)連到一起做，不僅節(jié)約了時(shí)間、藥品，而且基本上聞不到氯氣、氯化氫的氣味，環(huán)保效果好[18]。
3.6 信息技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)
對(duì)于實(shí)驗(yàn)中排放較多的有毒氣體、有毒廢水，特別適合演示實(shí)驗(yàn)。
如膠體的電泳：硫化氫的性質(zhì)制取Co、So2、CL2等毒性實(shí)驗(yàn)，氫氣還原氧化銅時(shí)先加熱后通氫氣，將水加入濃硫酸以稀釋濃硫酸)用啟普發(fā)生器制取乙炔等[19]。
利用信息技術(shù)對(duì)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)過程進(jìn)行仿真，既有助于學(xué)生理解，又減少了三廢污染。
總之，綠色化學(xué)是全體化學(xué)教育工作者必須研究和解決的課題。
把綠色化學(xué)的新理念、新方法和新技術(shù)落到實(shí)處，實(shí)現(xiàn)綠色家園偉大的中國(guó)夢(mèng)想。
參考文獻(xiàn)
[1]仲崇立. 綠色化學(xué)導(dǎo)論[M] .北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2000 .
[2]楊雯等.環(huán)境對(duì)現(xiàn)代生活的影響.廣州：廣東世界圖書出版公司，2010.
[3]文慶城.現(xiàn)代化學(xué)教學(xué)論.北京：科技出版社，2009
[4]陳琦，劉儒德.當(dāng)代教育心理學(xué).北京：北京師范大學(xué)出版社，2007.
[5]朱文祥.綠色化學(xué)和綠色化學(xué)教育口].化學(xué)教育，2001，(1)：1―4.
[6]Anastas，Paul T，Warner，John C，Green ChemistryTheory and Practice[M].Oxford University Press：NewYork，1998.
[7]Singh M M. S zaf ran Z and Pike R M. Microscale Chemist ry andGreen Ch emistry： Complement ary Pedagogies， J. Chem. Educ.，1999， 76( 12) ： 1684～ 1686
[8]周長(zhǎng)水， 劉漢蘭， 關(guān)光日編. 微型有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn). 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社， 1998
[9] 周寧懷 主編. 微型無機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn). 北京： 科學(xué)出版社， 2000
[10] 周寧懷， 王德琳主編. 微型有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn). 北京： 科學(xué)出版社2000
[11]馬志成.天津師范大學(xué)學(xué)報(bào)，在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)綠色化學(xué)觀的教育探索，2009
[12]Singh M M Szafran Z and Pike R M MicroscaleChemistry and Green Chemistry.Complementary Pedago～gies[J].J.Chem.Educ，1999，76(12)：1684―1686.
[13]王都留.水中花園實(shí)驗(yàn)新改進(jìn)[J].化學(xué)教育， 2009， 30(8) ：62.
[14]居寧懷.微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)[M].浙江：科學(xué)技術(shù)出版社，1992.
[15]曹小華.柳閩生，徐常龍，等酯化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)[J].化學(xué)教育，2005(9) ：52.
[16]馬志成.天津師范大學(xué)學(xué)報(bào) 在高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)綠色化學(xué)觀的教育探索2009
[17]李再峰.綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)[M] . 武漢：華中科技大學(xué)出版社， 2008.
[18]宋廣治.在實(shí)驗(yàn)室及實(shí)驗(yàn)室建設(shè)中實(shí)施綠色化學(xué)教學(xué)[c].全國(guó)大學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化教學(xué)研討會(huì)論文集，2000.
[19]鄒少蘭.色化學(xué)與綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn). 萍鄉(xiāng)高等�？茖W(xué)報(bào)，2004
倡導(dǎo)綠色化學(xué)中的微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)【2】
摘要：環(huán)境保護(hù)是目前全世界人民最關(guān)心的問題，也是國(guó)際社會(huì)面臨的嚴(yán)重問題。
在新課標(biāo)化學(xué)教材中實(shí)驗(yàn)所占的比重很大，實(shí)驗(yàn)過程中往往會(huì)產(chǎn)生、排放大量的有毒有害物質(zhì)，這些物質(zhì)的排放給環(huán)境造成了危害。
我們可以用綠色化學(xué)觀點(diǎn)改進(jìn)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，
即對(duì)中學(xué)化學(xué)某些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn)，使其向無污染方向發(fā)展。
關(guān)鍵詞：環(huán)境保護(hù);微型實(shí)驗(yàn);綠色化學(xué)
環(huán)境保護(hù)是目前全世界人民最關(guān)心的問題，也是國(guó)際社會(huì)面臨的嚴(yán)重問題。
在新課標(biāo)化學(xué)教材中實(shí)驗(yàn)所占的比重很大，實(shí)驗(yàn)過程中往往會(huì)產(chǎn)生、排放大量的有毒有害物質(zhì)，這些物質(zhì)的排放給環(huán)境造成了危害。
我們可以用綠色化學(xué)觀點(diǎn)改進(jìn)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)，即對(duì)中學(xué)化學(xué)某些實(shí)驗(yàn)進(jìn)行微型實(shí)驗(yàn)，使其向無污染方向發(fā)展。
微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有減少污染、現(xiàn)象明顯、快速、節(jié)約、安全等優(yōu)點(diǎn)，非常符合“綠色化學(xué)”的思想，既真正地保護(hù)了環(huán)境，又不失時(shí)機(jī)地把環(huán)保教育滲透于化學(xué)教學(xué)之中。
筆者在教學(xué)實(shí)踐過程中充分體現(xiàn)“綠色化學(xué)”的思想，將化學(xué)實(shí)驗(yàn)“微型”化，初見成效。
一、解決方案的內(nèi)容與實(shí)施
1、在保證獲取最有效實(shí)驗(yàn)信息的前提下，采用盡可能少劑量實(shí)驗(yàn)，對(duì)試劑“減量”或“降低濃度”或“微型”實(shí)驗(yàn)儀器
如實(shí)驗(yàn)室制取氯氣及氯氣性質(zhì)實(shí)驗(yàn)中，因?yàn)槁葰馐怯卸練怏w，泄漏到空氣中會(huì)嚴(yán)重污染大氣，影響身體健康。
而且驗(yàn)證氯氣性質(zhì)實(shí)驗(yàn)較多，按照教材操作比較繁瑣，且不可避免造成氯氣泄漏。
我們可以改進(jìn)實(shí)驗(yàn)措施，實(shí)驗(yàn)用品及試劑有五條濾紙條，紙條上分別滴有(1)品紅試液;(2)石蕊試液;(3)淀粉一KI試液;(4)Na2S溶液;(5)KBr溶液;(6)高錳酸鉀晶體;(7)吸有濃鹽酸的膠頭滴管。
實(shí)驗(yàn)步驟：實(shí)驗(yàn)時(shí)只須擠幾滴濃鹽酸即可發(fā)生變化。
(1)褪色;(2)先變紅后褪色;(3)變藍(lán);(4)出現(xiàn)淡黃色固體;(5)變?yōu)槌燃t色。
這樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)后，實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單、現(xiàn)象明顯、所需藥品少、無污染。
2、改“演示實(shí)驗(yàn)”為“演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)”的結(jié)合體
如電解飽和食鹽水實(shí)驗(yàn)中，反應(yīng)在U型管里進(jìn)行，使得離子在兩極之間遷移距離過長(zhǎng)，造成整個(gè)電路的電阻較大，電源功率損耗大，使陰、陽(yáng)兩極產(chǎn)生的氣泡較少，很難收集到足夠的氫氣;用鐵棒作電極，電阻大，表面積太小，不利于氫氣的產(chǎn)生，也難收集到足夠的氫氣進(jìn)行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn);尾氣不及時(shí)處理，會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，不符合綠色環(huán)保的新理念。
我們也可以改進(jìn)一下：將一塊濾紙裁成兩半，取一半平放在玻璃板上，用NaC1酚酞試液充分浸潤(rùn)，分別用舊電池芯、鐵釘作陽(yáng)、陰極按輕輕將電極卷在其中，并接通電源。
通電2分鐘后，立即打開裹有碳棒的一端濾紙，滴人一滴碘化鉀淀粉溶液，濾紙變藍(lán)，證明陽(yáng)板有氯氣生成，再打開另一端，發(fā)現(xiàn)濾紙變紅，證明NaOH在陰極生成。
這樣，實(shí)驗(yàn)中藥品用量少，電極產(chǎn)物檢驗(yàn)簡(jiǎn)單，現(xiàn)象直觀，節(jié)省時(shí)間;實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單，效果明顯，可用作教師演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生實(shí)驗(yàn)，以提高學(xué)生學(xué)習(xí)的參與度。
3、盡可能密閉可控、處理尾氣
例如，在銅和濃硝酸的反應(yīng)中，利用注射器代替試管進(jìn)行試驗(yàn)：取一支10mL的注射器，抽出活塞，在針筒內(nèi)裝入0.04g銅屑，推上活塞并吸入0.1mL的濃硝酸，觀察現(xiàn)象，等反應(yīng)完畢后將注射器中的液體小心排入廢液瓶中，裝有無色氣體的針筒內(nèi)再吸入空氣，可看到無色氣體變成紅棕色。
改進(jìn)后的裝置是封閉體系，易于對(duì)比觀察，效果明顯，藥品用量比改進(jìn)前少得多，同時(shí)能防止有毒氣體二氧化氮的泄漏并污染空氣。
結(jié)合汽車、飛機(jī)等運(yùn)輸工具排放廢氣污染空氣而形成光化學(xué)煙霧的實(shí)例，對(duì)學(xué)生進(jìn)行環(huán)境意識(shí)的教育，以提高學(xué)生的環(huán)保意識(shí)。
實(shí)驗(yàn)完畢，啟發(fā)學(xué)生利用已學(xué)知識(shí)對(duì)廢棄物進(jìn)行處理，以防止重金屬銅和有氣體二氧化氮的污染，使學(xué)生養(yǎng)成從我做起，保護(hù)環(huán)境。
4、回收和重復(fù)使用試劑，提高藥品的利用率
回收未反應(yīng)的原料、副產(chǎn)物(含“三廢”)，如用KMnO4制取O2所得到的剩余物質(zhì)中主要含有MnO2、K2MnO4和未反應(yīng)掉的KMnO4，這三種物質(zhì)的混合物均可用來加入濃鹽酸制取氯氣。
再如像在《乙酸乙酯的制取》實(shí)驗(yàn)中，由于最后的混和液中尚有相當(dāng)?shù)臐饬蛩�，就要求學(xué)生集中倒在指定的廢物桶中，處理后再排放。
還可以回收催化劑等非反應(yīng)試劑，如《化學(xué)反應(yīng)速率化學(xué)平衡》的催化劑對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率的影響實(shí)驗(yàn)中，MnO2是H2O2分解生成O2的催化劑。
在實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，要求學(xué)生將小試管中的H2O和MnO2一起倒入指定的回收容器(燒杯等)中，以便集中回收MnO2。
重復(fù)使用主要是將上一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟中剩余的藥品以及回收來的化學(xué)藥品用到下一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟中或用到其他的實(shí)驗(yàn)中去。
如前面提到的濃硫酸稀釋后，不是直接倒掉，而是用到后面的濃、稀硫酸的性質(zhì)比較實(shí)驗(yàn)中去。
再如回收的MnO2、K2MnO4和KMnO4用于濃鹽酸制取氯氣的實(shí)驗(yàn)中。
這樣，大大減少了藥品用量，提高了藥品使用效率。
5、計(jì)算機(jī)仿真化學(xué)實(shí)驗(yàn)
常規(guī)的、傳統(tǒng)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)不可避免地消耗許多藥品和大量的水資源，尤其是對(duì)一些試劑昂貴、實(shí)驗(yàn)中容易引起爆炸或必須采用有毒、有害的試劑(如苯、苯酚、重金屬等)的實(shí)驗(yàn)，并在整個(gè)實(shí)驗(yàn)中排放較多的有毒氣體、有毒廢水，給師生身體健康帶來極大的危害，且對(duì)環(huán)境造成較大破壞的實(shí)驗(yàn)，我們可以利用計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)，對(duì)實(shí)驗(yàn)原理、裝置、流程、實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行仿真，用文字、聲音、圖像、動(dòng)畫的效果讓學(xué)生在計(jì)算機(jī)屏幕上做實(shí)驗(yàn)，達(dá)到身臨其境的感覺。
如有毒溶劑的燃燒，有毒物質(zhì)的性質(zhì)及相互轉(zhuǎn)化等實(shí)驗(yàn)，這樣既讓學(xué)生學(xué)會(huì)了實(shí)驗(yàn)方法，而且使那些毒性大、危險(xiǎn)性大、試劑昂貴的實(shí)驗(yàn)變成了綠色化的實(shí)驗(yàn)，自始至終，不會(huì)對(duì)人體和環(huán)境造成污染。
但需要注意的是微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)不是常規(guī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的簡(jiǎn)單縮微或機(jī)械減量，也不是對(duì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)的補(bǔ)充，更不是與常規(guī)實(shí)驗(yàn)的對(duì)立，而是在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中貫穿了綠色化學(xué)的思想，有效實(shí)現(xiàn)“盡可能小劑量實(shí)驗(yàn)、省資源、少污染、減成本”，還增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)，是對(duì)中學(xué)化學(xué)常規(guī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的改革和發(fā)展。
因此，微型實(shí)驗(yàn)雖然具有許多優(yōu)越性，但也并不是所有實(shí)驗(yàn)都可用之代替的。
在教學(xué)中，應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容、目的、現(xiàn)象和定量要求等進(jìn)行選擇，使常規(guī)實(shí)驗(yàn)和微型實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，兩者取長(zhǎng)補(bǔ)短，這樣可以發(fā)揮更好的教學(xué)效果。
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