绿色化学实验

浅谈绿色化学实验
摘要：针对化学实验产生污染物，直接排放，造成污染，本文着重探讨加强环保意识，设计新的实验方案：微型实验、封闭实验、组合实验及寻找代替品、废物的回收利用等绿色实验方法，以达到减少污染、保护环境的目的。

关键词：高中化学实验环保教育绿色化学
化学是一门以实验为基础的科学，中学化学课程涉及较多的化学实验。

但目前高中化学实验中还存在一些问题：有一定数量的有毒物质的制备和性质实验，例如so■，no，no■的制备和性质实验，苯与溴单质反应，苯与浓硝酸反应等，这些实验对老师和学生身体健康的影响和对环境造成的污染是不可忽视的。

另外学生分组实验所需的药品用量，化学仪器，实验后的废液、废气大量增加，造成的浪费和污染也愈加严重。

因此实现化学实验绿色化，尽量做无害的实验，无害化处理实验的废弃物，实现零排放，已是迫在眉睫的事。

一、加强环保教育，培养绿色化学意识。

“绿色化学”是一门从源头上阻止污染的化学，只有从观念上进行“革命”，才能理解，从而才有可能真正重视绿色化学教育。

绿色化学实验是在绿色化学的思想指导下，用预防化学污染的新思想、新方法和新技术，对常规实验进行改革而形成化学实验的新方法。

因此我们在教学实践活动中，注意从教学的各个环节渗透绿色
化学思想，从不同角度体现绿色化学教学，将绿色化学带给每一位学生，帮助每一位学生树立绿色化学观念和环境保护意识。

（一）结合教材内容对学生进行环保教育。

我国中学化学教材中，绿色化学的内容还很少，因此我们在教学中就应该注重对教材的再次开发和利用，挖掘教材中的隐含因素，例如：在讲硫和硫的化合物中的酸雨危害、大气污染与防治等；硅和硅酸盐工业中传统建筑材料的危害及为何提倡使用绿色建筑
材料、温室效应的利弊等；氮族元素中对汽车尾气的排放、氮氧化物造成的光化学烟雾、水中氮磷过多造成富营氧化而形成赤潮等；几种重要金属中，铝对人体的危害与应用、废弃物的污染与分类处理等；用绿色化学的理论指导我们的教学，通过渗透绿色化学教育，让学生经常了解、关注身边的、国内外的环境热点，从而增强学生深入了解的兴趣，培养学生的危机感和紧迫感，并将其所学知识运用到生活中去，培养学生防治污染、关注人类生存与发展的责任感。

（二）通过化学实验培养学生环保习惯。

3.优点
反应现象明显，无污染，装置（一）可控制反应随时进行随时停止，装置（二）微型化，对生成有毒气体的实验很适用。

改进后的实验，现象明显、效果良好，达到了环保要求，保障了人体的安全和健康。

（三）通过化学习题，培养学生的环保意识。

习题教学是课堂教学的重要环节，它是帮助学生掌握和巩固所学知识、技能的重要手段。

习题教学不仅可以开发学生的智力，还能使学生在习题中了解科技动态，学以致用，培养良好的科学态度。

融合“绿色化学”的习题教学，使学生更深入了解绿色化学的重要性。

例1：下列有关环境问题都是由化学物质引起的，在下列组合中对应的化合物不正确的是（）
a.温室效应：二氧化碳
b.光化学污染：二氧化氮
c.酸雨：二氧化碳
d.臭氧层破坏：氟氯烃
二、将常规实验改成微型实验。

“微”即在保证实验现象明显的前提下，减少实验用品的用量。

它包含两层意义：一是采用微型化学仪器。

即在微型化的仪器中进行化学实验，必须对实验进行重新设计与探索。

实验中可以把集气瓶、烧瓶、启普发生器等微型化。

如：浓硫酸的吸水性和脱水性实验，药品种类多（纸片，火柴棍，胆矾，稀硫酸，浓硫酸），分量大，改在点滴板上进行（见苏教版化学（1）实验报告册第24页），并且利用实物投影仪将实验结果放大，既减少药品消耗及废物污染，又缩短实验时间，现象非常明显。

二是采用微量化学药品。

如：电解饱和食盐水；将一块滤纸裁成两半，取一半平放在玻璃板上，
用nacl酚酞试液充分浸润，分别用旧2号电池芯、铁钉作阳阴极并轻轻将电极相向卷在其中，并接通电源。

通电2分钟后，立即打开裹有碳棒的一端滤纸，滴入一滴碘化钾淀粉溶液，滤纸变蓝，证明阳板有氯气生成，再打开另一端，发现滤纸变红，证明阴极有naoh 生成。

实验改进后与课本上的实验比较药品用量少两极产物检验简单，现象直观，节省时间。

由此看出：微型实验与常规实验一样，可得出相同的实验结果，但它们的药品用量是常规实验的1/3～1/5左右。

既节省了药品的用量，又减少了对环境的污染。

因此，微型化学实验不是常规实验的简单微缩，它是在绿色化学思想下用预防化学污染的新实验思想、新方法和新技术对常规实验进行的改革和发展。

三、将有毒实验改成封闭实验。

“代”包含两层意思：一是寻找代用药品，如：在比较电解质导电能力时，教材中选用盐酸和氯化钠溶液，而它们在通电时会发生电解，产生有毒物质氯气，进一步做防污处理时实验装置的添加比较麻烦，如果改用稀硫酸代替盐酸，用硫酸钠代替氯化钠，既能达到比较电解质导电能力强弱的目的又能避免氯气的污染，可谓一举两得，使问题得以顺利解决。

又如：在学化学反应的热效应时用硫酸铜代替稀盐酸与锌反应，药品腐蚀性小，放出热量更多；学乙烯的制取和性质时浓硫酸是催化剂又是氧化剂，在反应过程中能将乙醇氧化生成c、co、co■，同时本身被还原为so■，反应后废液
含有大量的浓硫酸难处理。

用明矾、沸石、硫酸铝代替浓硫酸也可以催化此反应，并且可防止泡沫溅出和液体暴沸等现象，反应后废液可作无害化处理。

二是寻找代用仪器，如：塑料洗瓶由废药水瓶制成，点滴板用塑料药片板代替，酸式滴定管和碱式滴定管的滴头用吊针来代替。

三是借用多媒体手段代替做实验，对一些污染比较严重（如苯的溴代和硝化……）、操作比较复杂且需时较长的实验（如钢铁的腐蚀），均可用实验录像或者动画模拟代替实验，既能省时、省料、不污染，又能观察到明显的实验现象，达到同样的实验效果。

又如：充分利用可利用的资源，培养学生的环保意识、经济意识，树立绿色化的观念。

五、有效组合实验，大大降低成本。

“组”就是将几个实验组合在一起，根据化学实验应该现象明显、易于比较和力求省时的要求，将多步的实验或若干个小实验合在同一实验中完成。

这样不仅可以节约操作时间，还能减少实验产生的污染。

例如：近年被广泛开发并应用于化学实验中的“套管实验”是将一支较小的玻璃仪器装入一支较大的玻璃仪器中，经组装来完成原来需要两只或更多普通仪器进行的实验，下面是几种套管实验：
图1可以在大试管底部加入碳酸氢钠，小试管底部加入碳酸钠，两个烧杯中加入澄清石灰水，比较碳酸氢钠和碳酸钠的热稳定性，并检验分解产物。

图2验证铜与浓硝酸的反应产物，该装置简洁，
污染性气体不会排放到空气中。

图3将锌粒和稀硫酸加入小试管，将大试管口向下倒扣在小试管上，用于制取氢气，并收集一试管，以上实验简单易行，大大降低了成本。

组合实验还可以使前面实验的产物成为后面实验的原料。

若对同一类实验间存在的关系加以理顺，通过合理安排实验次序，就可以开展组合实验。

如将氯气、次氯酸钠、氯酸钾的制取与氯气的氧化性实验组合；无机溶液的配制实验与酸碱中和滴定实验组合；有机化学合成与提纯实验及产品纯度测定实验组合。

通过以上方法，可使试剂循环使用，不但能提高试剂的利用率，降低实验费用，还能在一定程度上减轻常规实验对环境的污染。

六、加强药物回收处理，实行药物重复利用。

化学实验药物的回收利用是一项重要而又不容忽视的实验工作。

将实验药物回收利用有三大优点：①能提高药物使用次数，节约办学经费；②能保护公共设施（如下水道等）；③减轻对环境污染。

因此，加强回收势在必行，我认为可以从以下几方面处理。

（一）处理并摒弃：①废酸和废碱中和至中性排放；②重金属转化为难溶物质和固体物填埋；③有机物质集中焚烧（苯、甲苯）。

（二）处理并回收：④选用二氧化锰，氧化铜等固体催化剂时，反应后固体物溶解，过滤，干燥，收集再利用；⑤萃取碘的ccl■、煤油可以用稍浓的naoh溶液洗液、分液。

又可重新得到ccl■、煤油，进行萃取；⑥铁和硫反应生成硫化亚铁，收集演示实验生成的
硫化亚铁，进行制取硫化氢的实验。

（三）处理并转化：⑦如氯气及未完全进行反应的氯气，在集气瓶中加入一些naoh溶液，吸收氯气。

⑧在学生分组实验中，配制一定物质的量浓度的溶液中，把容量瓶的规格改为50ml或100ml，配制hcl溶液的浓度改为0.1mol/l或0.2mol/l（不同班级任选一个），配制naoh溶液的浓度改为0.15mol/l，再分瓶收集备用于中和滴定，要把两个实验的顺序安排好。

总之，在实验工作中，用绿色化学的思想来指导，能更有效地防止污染。

日常生活中环境污染随处可见，教师可结合日常生活进行环保教育。

如旧报纸、废书不能用来包食物，因为印刷品的油墨中含有铅；提倡避免使用一次性的用品，废电池不要随意丢弃，以免造成环境污染，危害人类健康。

学生受到教育，不仅会严格要求自己，还会向周围的人宣传，使更多的人受到教育，注意保护环境。

参考文献：
[1]陈正林.中学化学教学中“绿色化学”意识渗透浅谈[j].化学教学，2001（11）.
[2]微型化学实验介绍[j].化学教学，1999（04）.。