[环保在化学实验中的探究]高中化学实验

　　摘要:化学教学约有60%的知识是通过实验来完成的,在实验中必然会涉及到有害有毒的化学试剂,实验中产生的废气、废液等直接或间接的对人造成危害和对环境造成污染。减少化学实验产生的污染危害,提高环保意识,在化学实验中是非常重要的,也是必须要考虑的问题。绿色化学实验的发展是化学实验的最终目标。
　　关键词:环保 化学实验 意识 绿色化学
　　
　　环境污染是世界瞩目的共同问题。随着环境污染的日益严重和公众对环境问题的日益关心,化学这门最具创造性的“中心科学”在人们眼中的声誉开始下降。学校化学实验室是师生学习和教研的重要场所,由此产生的环境污染和对师生健康的直接影响是不可忽视的,因此建设绿色化学实验室,采取切实可行的有效措施防止和消除实验室造成的环境污染,是值得广大的化学工作者关注和思考的。
　　绿色化学实验的目标和任务不是被动地治理污染,而是主动地减少和消除实验室的化学污染。因此增强环保意识,精选实验内容,改进实验方式,妥善处理废弃物等,是建设绿色化学实验室的有效途径[1][2]。
　　1 绿色化学的含义
　　绿色化学(Green Chemistry)又称环境无害化学(Environmentally Benign Chemistry)、环境友好化学(Environmentally Friendly Chemistry)、清洁化学(Clean Chemistry)。
　　20世纪90年代初,化学家提出与传统的“治理污染”观念不同的“绿色化学”的观念,它要求任何一个与化学有关的活动(包括化学原料的使用、化学和化学工程以及最终产品)对人类的健康和环境都应该是友好的。从科学观点看,绿色化学是化学科学基础内容的更新;从环境观点看,它强调从源头上消除污染;从经济观点看,它提倡合理利用资源和能源,降低生产成本,这是符合可持续发展要求的。
　　绿色化学的基本原则:
　　①防治污染的产生优于治理产生的污染;
　　②原子经济性(设计的合成方法应将反应过程中所用的材料,尽可能全部地转化到最终产品中);
　　③只要可行,应尽量采用对人类和环境低毒或无毒的合成路线;
　　④设计的化学品应能保留其功效,降低其毒性;
　　⑤应尽可能避免使用辅助物质(如溶剂、分离试剂等),即便使用也应是无毒的;
　　⑥应考虑到能源消耗对环境和经济的影响,并应尽量少地使用能源(在常温、常压下进行);
　　⑦只要技术和经济上可行,原料应是可再生的,而不是即将耗竭的;
　　⑧尽量避免不必要的衍生步骤(阻断基团、保护和脱保护等);
　　⑨催化剂(尽可能好的选择性)优于化学计量性试剂;
　　⑩化工产品在完成其使命后,应能降解为无害的物质,而不应残留在环境中;
　　上述12项绿色化学的原则,反映了近年来在绿色化学领域中所开展的多方面的研究工作内容,也指明了未来发展绿色化学的方向,目前逐渐为国际化学界所接受。
　　2 化学实验的环保型(绿色化)的方法[3]
　　2.1 实现实验室的零污染
　　寻找替代性药品。只要有可能,实验过程中使用和生成的物质应对人类健康和环境无毒或毒性很小。积极寻找、研究、开发具有环保功能的系列化学实验仪器和设备,多设计和制作一些全封闭的成套装置。采用全封闭式系统也是防止和消除污染的较好方法。用综合性实验替代单纯性实验。将两个或两个以上不同的化学反应组合在一起,提高实验的综合性,既避免了单独的制取和性质实验时有毒有害物的扩散,又巩固了学生的基本操作,提高了实验的覆盖面,进一步培养了学生独立实验的技能、技巧。对剧毒气体的实验,若没有有效的预防排放措施,用实验录像代替,既能让学生观察到实验现象和操作,又避免了有毒有害气体的排放。
　　2.2 发展微型实验,实现最低污染
　　微型化学实验是在微型的化学仪器装置中进行的化学实验,其特点从理论上讲,是以尽可能少的化学试剂而获得比较明显的反应结果和准确的化学信息的一种新型方法[4]。采用微型实验技术,不仅可大幅度减少实验费用,而且可以扩大化学实验的覆盖面,提高化学教学质量。其优点是减少试剂用量,仅为常规实验的1/10―1/100,降低实验排废量,减少环境污染,缩短实验时间,且安全可靠。微型化学实验作为绿色化学的一项方法和技术,已在国内外日益得到重视和推广。
　　2.3 妥善处理废弃物减少环境污染
　　实验中不可避免会产生某些有毒的气体、液体和固体,特别是一些剧毒物质,如果直接排放就可能污染周围空气和水源,使环境污染,损害人体健康。因此,对废液和废气要经过处理后,才能排弃[5]。实验室常见的有害物处理方法如下:
　　(一)废气:用碱液吸收或与其它物质反应,使其变成液体或固体,再作处理。
　　(二)废液:废酸用石灰乳或碳酸钠中和;废铬液用浓高锰酸钾再生;含重金属离子的废液可加碱或硫化钠使其沉积,再过滤分离,残渣埋于地下。
　　(三)废渣尽可能再生利用,不能再生的有毒物要远离生活区深埋。
　　3 提高环保意识
　　提高环保意识是化学实验的根本,因为实验的主题是学生。在化学教学中培养学生的绿色化学意识是社会可持续发展的基本要求。实验既是化学教学的重要组成部分,也是培养学生绿色化学意识的最有效途径。
　　在化学实验中也应重视环保教育,培养学生的环保责任感,把绿色化学教育渗透到化学实验室、实验过程中,禁止乱扔、乱倒行为。实验教师应从我做起,既要耐心、细致的言传身教,又要认真、严格地要求学生,做保护环境的模范。在实验过程中,要教育和督促学生把废液、废渣倒到指定的容器并作妥善处理,并不断改进实验,包括尽可能采用微型实验,尽量减少有害气体的任意挥发,将有害气体尽可能作化学处理,实验的废液,废渣尽可能回收利用。使学生牢固地树立起绿色化学和环境保护的意识,关心和重视绿色化学实验室的建设。
　　此外,实验室环境的潜移默化作用也不可忽视。实验台、柜干净,仪器摆放整齐、有序,整个实验室宽敞、明亮、整洁,使师生一进实验室就产生了保护环境的强烈意识。
　　4 结语
　　环保是化学实验发展的必要。世界各国都在进行绿色化学的研究,并注重绿色环保化学的发展与教育。作为一名化学教育工作者,如何面对绿色化学新思想、新要求,在实际教学中,把绿色化学教育贯穿于化学教学的全过程之中,是一个新的研究课题。本文试通过绿色化学内涵的介绍,再从绿色化学角度分析现行化学实验的环保型(绿色化)的方法,最后强调环保意识的重要性,才是根本。
　　
　　参考文献
　　[1]朱文祥.绿色化学和绿色化学教育[J].化学教育,2001,(1):1-18
　　[2]张魁柱.实验改进与环保意识[J].化学教育,1999,(2):30-31
　　[3]王七容,黄世英。化学实验室的绿色化设计[J]。https://huaxue.省略
　　[4]李秀霞.实验归纳教学模式探究[J].化学教育,1999,(4):35-36
　　[5]北京师范大学无机教研组.无机化学实验[M].北京:高等教育出版社,2000:1