浅析中学绿色化学实验
初中化学实验如何渗透绿色化学理念

初中化学实验如何渗透绿色化学理念初中化学实验是培养学生科学探究能力和创新意识的重要环节。
如何渗透绿色化学理念进入实验教学中,促使学生对环境保护与可持续发展有更深刻的认识,成为了近年来教育界的热点问题。
本文将从实验内容和教学方法两个方面探讨如何将绿色化学理念融入初中化学实验教学中,并提供相关案例供参考。
一、实验内容方面的绿色化学理念渗透1.选择绿色材料:在实验中使用绿色材料是绿色化学理念的基本要求。
教师可以选用无毒、无污染的材料,例如使用食品色素代替有毒染料进行溶液颜色变化的实验;使用食醋代替酒精灯进行加热实验,减少环境污染。
2.减少化学品用量:合理控制化学品用量是绿色化学理念的核心。
可以通过精确称量、调整实验方案等方式来减少化学品用量。
例如,在分析实验中可以利用微量滴定技术,减少滴定剂的使用量;在制备实验中可以利用配位化合物代替传统有机合成反应,减少有机试剂的用量。
3.回收与再利用:教师可以引导学生进行废物的回收与再利用,培养学生的资源节约意识。
例如,在酸碱中和实验中,可以教授学生利用酸碱中和反应制备盐的方法,培养学生的废弃物利用能力。
二、教学方法方面的绿色化学理念渗透1.启发式教学:适当引导学生通过提问、观察、实验和总结来实现自主探究。
在教学中注重培养学生的探究兴趣和实践动手能力,培养其主动学习的意识与能力。
2.问题导向:教师在实验设计中设置一定的问题,引导学生思考实验的目的、方法和现象背后的原理。
例如,在化学反应速率实验中,可以引导学生思考不同条件下反应速率的变化规律,从而引发学生探索变量对反应速率的影响。
3.团队合作:鼓励学生在实验中进行小组合作,共同探索问题、分享经验和形成有效的思维活动。
通过小组合作,学生可以互相合作、相互协助,增强实验中的合作精神。
相关案例:1.酶促反应实验:选择利用果汁中的天然酶催化反应,比较不同酶浓度、温度和pH值对反应速率的影响。
学生可以用低浓度的酶或者廉价的酶替代常用酶制剂,减少实验用化学品的使用。
绿色化学理念在初中化学实验教学中的渗透

绿色化学理念在初中化学实验教学中的渗透绿色化学是一种注重环境保护和可持续发展的化学理念。
它强调在化学合成和实验中尽量使用环境友好、经济合理、高效能的方法。
绿色化学理念在初中化学实验教学中的渗透,能够帮助学生增强环境意识、安全意识和创新能力。
本文将从绿色化学实验的特点、绿色实验的具体内容以及对学生的教育意义等方面,探讨绿色化学理念在初中化学实验教学中的渗透。
一、绿色化学实验的特点绿色化学实验的特点主要体现在以下几个方面:1. 减少有害物质的使用:绿色实验倾向于尽量减少或避免使用有害物质,尤其是有毒有害物质。
如通过选择无毒或低毒的试剂、替代有毒物质为无毒物质等方式,以减少对环境和人体的危害。
2. 提高反应条件的选择:绿色实验着重提倡在常温常压条件下进行实验,并通过选择合适的催化剂或溶剂,调整和优化反应条件,减少对能源和环境的负荷。
3. 降低废物产生:绿色实验注重降低废物的产生,通过选择高效能的反应方法,控制反应研究时间和反应过程,减少产品和副产物的形成和产率损失。
4. 提倡资源回收和循环利用:绿色实验鼓励学生将试验产生的废物进行回收和循环利用,如通过分离技术将有用的产物回收,减少对资源的浪费。
二、绿色实验的具体内容1. 合成无毒或低毒的物质:学生可以利用天然植物提取物来制备染料、香水等,避免使用有害的合成染料和香料。
2. 减少化学废物的产生:在酸碱中和实验中,学生可以使用酸碱中和柱等方法,控制酸碱用量,减少废液的产生。
3. 选择环保的实验仪器:学生可以使用水顶式加热等方法,替代煤油灯和酒精灯等传统的加热装置,减少对空气质量的污染。
4. 利用可再生能源:学生可以利用太阳能或风能等可再生能源来进行实验,减少对传统能源的依赖。
三、绿色化学理念在初中化学实验教学中的意义绿色化学理念在初中化学实验教学中的渗透,对学生的教育意义有着重要影响:1. 培养环境意识:通过进行绿色实验,学生能够深刻理解环境保护的重要性,培养爱护环境的意识和行为。
绿色化学理念在初中化学实验教学中的渗透

绿色化学理念在初中化学实验教学中的渗透绿色化学是一种以减少对环境和人类健康的影响为目标的可持续发展的化学理念。
在初中化学实验教学中,绿色化学理念已经开始逐渐渗透,成为教学实践的重要组成部分。
本文将探讨绿色化学理念在初中化学实验教学中的渗透情况以及其对教学实践的影响。
绿色化学理念在初中化学实验教学中的渗透体现在实验设计上的改变。
以往的化学实验中常常采用大量的有机溶剂、化学试剂和生成大量的废液、废气,给环境造成了严重的污染。
而在绿色化学理念下,实验设计者需要考虑如何最大程度地减少使用对环境有害的溶剂和试剂,并且降低废物的产生。
在初中化学实验教学中,老师们需要重新审视原有的实验设计,尝试用环境友好的替代品或者改变实验条件,以实现更为环保的实验操作。
绿色化学理念在初中化学实验教学中的渗透也体现在实验材料的选择上。
老师们需要更加注重选择对环境友好的实验材料,避免使用有毒有害的物质。
在化学实验中,可以选择使用水溶液替代有机溶剂,使用可降解的材料取代难降解的材料,以此来减少对环境的污染。
还可以鼓励学生在实验中使用可回收利用的材料,提高实验材料的利用率,减少资源浪费。
绿色化学理念在初中化学实验教学中的渗透还表现在实验操作上的改变。
老师们需要重视对学生进行实验室安全意识和环保意识的教育,指导学生在实验操作中合理使用化学试剂和设备,减少废弃物的产生,做好实验室安全保障措施,并养成良好的环保习惯。
老师们还需要鼓励学生在实验中发挥创造力,尝试寻找更为环保的实验方法和操作技巧,培养学生的环保意识和创新意识。
绿色化学理念在初中化学实验教学中的渗透还体现在对学生环保意识的培养上。
通过开展绿色化学实验教学,可以引导学生树立绿色环保的意识,教育他们尊重自然、珍爱环境,培养他们保护环境、节约资源的行为习惯。
在实验教学中,可以引导学生通过实践活动,让他们亲身体会到绿色化学实验的意义和价值,激发学生主动参与环保的积极性,从而让绿色化学理念深入学生心灵。
高中化学实验教学中绿色化学实验设计分析

高中化学实验教学中绿色化学实验设计分析高中化学实验教学中,绿色化学实验设计是非常重要的一环。
绿色化学实验是指以环境友好、资源节约、无毒无害为原则,尽可能减少或消除对环境和人体的不利影响的化学实验。
在教学实验中,绿色化学实验得到了越来越多的重视和应用,对于学生的安全和健康以及环境保护都起到了积极的促进作用。
本文将围绕当前高中化学实验教学中绿色化学实验设计进行分析,并探讨其在实际教学中的应用。
绿色化学实验设计应该坚持“预防为主,综合治理”的原则。
在实验设计的初期,就应该尽量避免使用有毒有害的实验试剂,选择绿色环保的化学试剂进行实验。
在酸碱滴定实验中,可以使用天然植物提取的指示剂代替苯酚酚酞或甲基橙等有毒的指示剂;在金属活动性实验中,可以用维生素C代替硝酸银等有毒的试剂。
这样不仅可以减少对学生的危害,还可以起到环保的作用。
在实验操作过程中,也要引导学生合理使用实验器材和仪器,减少废液、废气和废固的排放,最大限度地减少对环境的污染。
绿色化学实验设计应该注重培养学生的绿色意识和环保能力。
在实验教学过程中,要引导学生树立绿色环保的观念,提倡节约资源、保护环境的理念。
在进行电化学实验时,可以要求学生在实验结束后及时清洗实验器材,循环利用电解液;在进行溶解度实验时,可以鼓励学生反复利用溶液,减少废液的排放。
通过这些实际的操作,可以培养学生的环保意识,让他们在日常生活和学习中都能做到绿色环保。
绿色化学实验设计应该注重实验结果的科学性和可比性。
绿色化学实验并不意味着实验结果的不确定性或者可比性差,相反,绿色化学实验更应该注重实验条件的可控性和结果的科学性。
在实验设计中,可以通过严格控制实验条件、规范操作步骤,确保实验结果的准确性和可比性。
还可以引导学生利用现代技术手段,比如数字化实验仪器和计算机模拟实验等,提高实验数据的精确度和可靠性。
通过这样的实验设计,不仅可以展示绿色化学实验的科学魅力,还可以培养学生的实验技能和科学素养。
绿色化学理念在初中化学实验教学中的渗透

绿色化学理念在初中化学实验教学中的渗透绿色化学是指在化学领域中,通过最大限度地减少给环境造成的危害,提高资源利用效率,减少对环境的污染和对人体的危害的一种化学理念。
在初中化学实验教学中,绿色化学理念也越来越受到重视并渗透进来。
本文将从绿色化学理念的内涵、在初中化学教学中的意义以及具体实践方法等方面来探讨绿色化学理念在初中化学实验教学中的渗透。
一、绿色化学理念的内涵绿色化学理念的提出是对传统化学思想的一种颠覆,它强调在化学生产和应用过程中应尽量避免或减少对环境的危害,实现资源的可持续利用。
绿色化学不仅是对化学废物的处理、化学过程的节能减排、化学产品的合成等方面提出了新的要求,也促使人们对化学的认识发生了深刻的变化。
通过推动绿色化学理念,可以实现资源的有效利用,减少对环境的污染,提高生产效率,降低成本,从而谋求持续健康的经济增长。
在化学实验教学中,绿色化学理念的内涵主要体现在以下几个方面:一是减少废物产生,提倡使用易回收或可降解的实验材料;二是节约能源,使用更加环保的能源和实验装置;三是减少或替代有毒物质的使用,采用更加安全的实验方法和技术;四是注重环保意识的培养,让学生在实验中增强环保意识,养成绿色生活的习惯。
绿色化学理念在初中化学教学中的渗透与传统的化学实验教学的局限性有关。
传统的化学实验重视理论观念的教学,忽视了实验中的操作技能和环境意识的培养。
在传统实验教学中,常常使用的化学试剂对环境和健康造成了一些影响,而且存在着浪费、效率低下等问题。
绿色化学理念的渗透可以帮助化学实验教学从“重观念、轻技能”向“理念与技能并重”转变,培养学生的实验操作技能和环保意识。
在初中化学教学中,绿色化学理念的渗透还有利于学生树立环保观念,提高对环境保护的认识。
作为初中生,他们正在形成自己的世界观和人生观,通过实验教学中的绿色化学理念渗透,可以加深学生对环境保护的意识,让学生从小树立起绿色环保的观念,为未来的社会可持续发展打下坚实的基础。
初中化学教学中化学实验的绿色化改进

标题:初中化学教学中化学实验的绿色化改进摘要:本文主要讨论了初中化学教学中化学实验的现状,以及如何进行绿色化改进,旨在减少化学实验中的废弃物排放,降低环境污染,提高教学质量。
文章将首先分析化学实验中的问题,然后提出绿色化改进的策略,最后总结讨论。
一、引言化学实验是初中化学教学的重要组成部分,通过实验,学生可以更好地理解和掌握化学知识。
然而,传统的化学实验方法往往伴随着大量的废弃物排放,对环境造成了一定的污染。
因此,对化学实验进行绿色化改进显得尤为重要。
二、化学实验中的问题1.废弃物处理困难:传统的化学实验过程中会产生大量的废气、废液和废渣,这些废弃物如果不经过妥善处理就直接排放,会对环境造成严重污染。
2.实验安全问题:一些化学实验可能存在安全隐患,如操作不当可能导致火灾、爆炸等事故。
3.资源浪费:许多化学实验所需的药品并非一次性的,而传统实验方法往往一次性使用过多,造成了资源的浪费。
三、绿色化改进策略1.改进实验装置:使用环保、耐腐蚀的实验装置,避免使用有毒、有害的材料。
2.优化实验步骤:尽可能地减少药品的使用量,优化实验步骤,减少废弃物的产生。
3.废弃物处理:对于无法避免的废弃物,应进行妥善处理,如废液应进行中和、沉淀、消毒等处理,废气应进行吸收处理,废渣应进行无害化处理。
4.多媒体教学:对于一些危险性高或难以操作的实验,可以通过多媒体教学的方式进行展示,让学生了解实验原理和过程。
5.推广微型化实验:微型化实验使用较少的试剂就能达到同样的效果,减少了试剂的浪费,也降低了废弃物的产生。
四、实施与效果实施上述绿色化改进策略后,我们发现初中化学教学中的化学实验发生了显著的改变。
首先,废弃物的排放量显著减少,绝大多数的废弃物都能得到妥善的处理,大大降低了环境污染。
其次,实验的安全性得到了提高,许多潜在的安全隐患得到了有效的预防。
再者,资源的利用率得到了提升,药品的浪费现象得到了显著的改善。
然而,尽管我们已经取得了一定的进步,但仍然有许多工作需要做。
高中化学实验教学中绿色化学实验设计分析
高中化学实验教学中绿色化学实验设计分析
绿色化学实验是指在化学实验中尽量减少对环境及人体的危害,减少有毒有害物质的使用,使用更环保、更安全的方法进行实验。
在高中化学教学中,绿色化学实验的设计与分析尤为重要,不仅可以培养学生的环境意识和安全意识,还可以加深学生对化学知识的理解和应用能力。
绿色化学实验的设计需要从实验目的、实验条件、实验步骤和实验结果等方面进行分析和规划。
在实验条件方面,要选择适宜的实验条件。
绿色化学实验的条件包括实验器材、实验时长、反应温度等。
选择无毒无害材料和可循环使用的器材,减少废物的产生与处理,能够有效降低实验对环境的影响。
在萃取实验中,可以使用无危害物质作为溶剂,减少有机溶剂对环境的污染;在酸碱滴定实验中,可以使用环保的指示剂代替有毒有害的指示剂,降低对环境的危害。
然后,在实验步骤方面,要设计合理且简洁的实验步骤。
合理的实验步骤既能保证实验的准确性和重复性,又能降低实验的时间和成本,减少对环境的负面影响。
在合成实验中,可以选择简化合成步骤,降低反应温度和反应时间,减少能源的消耗和污染物的产生。
在实验结果方面,要综合分析实验数据,总结实验结果并提出改进意见。
通过实验结果的分析,可以评价实验的可行性和有效性,进一步改进绿色化学实验的设计和实施。
在酸碱中和实验中,可以比较使用不同量的酸碱溶液对环境的影响,并提出减少污染的方法和建议。
高中化学实验教学中绿色化学实验设计分析
高中化学实验教学中绿色化学实验设计分析
绿色化学实验是一种注重环境友好性的实验设计理念。
在高中化学实验教学中,绿色化学实验的设计分析应考虑以下几个方面。
绿色化学实验的设计应尽量选择无毒、无害、无污染的试剂和溶剂。
在选择试剂时,应优先考虑使用可生物降解的试剂,避免使用对环境有害的试剂。
在酸碱中和实验中,可以使用天然物质如柠檬酸、柠檬汁等代替强酸和强碱,既能达到教学目的,又不会对环境产生污染。
绿色化学实验的设计应避免或减少使用有毒有害试剂。
在硫化氢生成实验中,可以选用硫酸和硫代硫酸钠代替二硫化碳,这样既避免了有毒的二硫化碳的使用,又能达到相同的实验效果。
绿色化学实验的设计还应注重节约资源和能源。
在常用的酸碱滴定实验中,可以使用自制的酚酞指示剂代替市售的苯酚酞指示剂,这样既可以减少资源的消耗,又能提高指示剂的准确性。
绿色化学实验的设计还应考虑实验的操作安全性。
在实验中,应配备安全措施,如戴手套、护目镜等,并注意避免产生有害气体和有害液体的溅洒。
绿色化学实验的设计还应注重实验结果的准确性和可重复性。
在实验过程中,应尽量排除干扰因素,确保实验结果的准确性。
应将实验方法和结果进行记录,以便于日后的实验复现和结果验证。
高中化学实验教学中绿色化学实验设计分析
高中化学实验教学中绿色化学实验设计分析绿色化学实验是指在实验中注重节约能源、材料和化学品,降低污染和废弃物产生的实验,也是现代科技发展的标志之一。
随着环保意识的提高,绿色化学实验逐渐普及,在高中化学实验教学中也得到了广泛的应用。
本文以高中化学实验教学中常见的实验为例,分析设计绿色化学实验的意义、方法和实验案例。
一、设计绿色化学实验的意义化学实验是高中化学教育重要的组成部分,不仅可以激发学生学习兴趣和好奇心,也可以加深对化学原理和实验技能的理解和掌握。
然而,传统化学实验中存在实验材料和化学品的浪费、能源的过度消耗、环境污染等问题,给环境和健康带来了不良影响。
1.保护环境绿色化学实验强调对化学品的最小使用、回收和再利用,减少废弃物的产生和风险的扩散,最终减轻对环境的负面影响,促进可持续发展。
2.提高实验效率一些绿色化学实验方法可以提高实验效率、缩短实验时间,比传统方法更加快速、便捷和精确。
3.降低实验成本绿色化学实验在实验材料和化学品的选择、使用和处理上有较高的节约性和可重复性,可以降低实验成本,提高教学效果。
4.培养环保意识设计绿色化学实验可以引导学生建立环保意识和责任感,加深对环境保护和可持续发展的理解和认识。
1.原材料选取在实验中选择可再生、可回收、可降解的材料作为原材料,避免使用常规的有毒材料和难以回收、处理的废弃物。
2.化学品使用在实验中尽量减少、选择更安全的化学品,特别是有毒、易燃和易爆物质的使用;在化学品使用过程中遵循正确的操作规程,避免浪费和污染。
3.实验操作在实验操作中采用合理的技术手段,比如微型实验技术、催化剂促进、溶剂替代等方法,尽量降低实验的能耗和污染;在实验中注意清洁工作,如洗涤、回收和再利用等操作。
4.废弃物处理在实验废弃物处理上,采用物理方法、化学方法、生物方法等有效的废弃物处理技术,充分利用废弃物资源,减少废弃物对环境的危害。
1.醋酸乙酯合成实验常规合成醋酸乙酯的方法是以醋酸和乙醇为原料,通过缩合反应反应生成醋酸乙酯和水,但该方法生成大量废水和废醋酸,同时反应产生大量的热能,会增加反应的不确定性和成本。
绿色化学理念融入初中化学实验的思考
绿色化学理念融入初中化学实验的思考绿色化学是一种以环境友好、资源节约为导向的化学研究和应用的理念。
随着人们对环境污染和资源短缺问题的关注,绿色化学在各个领域得到了广泛的应用和推广。
初中化学作为学生接触化学的第一门课程,如何将绿色化学的理念融入到实验教学中,培养学生的环保意识和绿色化学思维,是我们必须面对和思考的问题。
我们可以从实验材料的选取上入手。
传统的化学实验中往往使用了一些有害物质,如挥发性有机溶剂、酸碱等。
我们可以尽量选取无害或者低毒的替代物作为实验材料,比如使用饱和食盐水替代酸碱溶液。
还可以引入一些新型的实验材料,比如使用无机盐溶液代替有机溶剂,在实验中培养学生对新材料的接受能力和创新思维。
我们要注重实验过程的简化和节约。
很多传统的化学实验过程中,往往需要耗费大量的能源和材料,产生大量的废弃物。
我们可以通过改变实验操作方法,减少实验步骤和操作时间,降低实验过程中的能耗和材料消耗。
可以选择合适的反应条件,减少反应时间和温度,使用微量试剂,避免制备过程中的废液产生等,让学生意识到绿色化学的实践意义和节约资源的重要性。
我们还可以在实验过程中引入一些新的观察指标和检测方法。
传统的化学实验中往往使用颜色和溶液的变化作为观察指标,我们可以引入一些新的观察方法,比如使用荧光或者红外线检测,增加实验的趣味性和创新性。
还可以鼓励学生设计合适的实验方案,通过定性和定量分析来验证绿色化学的理念和方法。
我们可以通过实验完成后的废物处理来加深学生对绿色化学的理解。
废弃物的处理是绿色化学实践中一个重要的环节,我们可以引导学生采取环保的废弃物处理方法,比如通过溶解、还原、氧化等方法将废物转化为可以回收利用的物质。
还可以通过调查和研究一些有关环境问题的案例,让学生了解环境污染的现状和绿色化学的应用前景。
初中化学实验教学是培养学生环保意识和绿色化学思维的重要途径之一。
我们可以从实验材料的选取、实验过程的简化和节约、观察指标和检测方法的创新、废弃物处理等方面入手,将绿色化学的理念融入到实验教学中,培养学生的环保意识和创新思维,引导他们在日常生活和学习中形成绿色化学的习惯。
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浅析中学绿色化学实验 摘要:绿色化学实验是教学改革发展的必然趋势。为保护人类生存环境,为培养具有环保理念的技能人才,化学教师应积极去探索绿色化学实验教学,充分发挥它的作用。 关键词:绿色化学实验;含义;内容;方案
作者简介:甄鸿飞,任教于内蒙古锡林郭勒盟第二中学。 随着我们赖以生存的地球环境的日益恶化,环境污染、生态安全问题越来越为人们所重视。而环境污染最主要的表现为化学物质的污染。化学作为一门以实验为主的基础学科,是广大学生获取知识、提高技能的有力手段。然而,学生通过实验手段在获取知识的同时,不仅在向环境释放着“三废”,而且自身也处在污染之中。《化学课程标准(实验)》中规定必修课程的设计要“体现绿色化学思想”。要让学生了解“在化工生产中遵循‘绿色化学’思想的重要性”;还在选修模块《实验化学》中规定要让学生“树立绿色化学思想,养成环境保护的意识”。显然,新制定的课程标准非常重视学生绿色化学思想的形成和应用。 一、化学实验绿色化的含义 1.绿色化学是一种理念。化学实验教学不仅可以增强学生对实验现象的直观感受,培养学生的动手观察能力,而且进一步使学生从感性认识上升到理性认识,增强他们分析问题和解决问题的能力。但实验必定会涉及到有害、有毒的物质,从某种意义上讲,学校中环境污染主要来源于化学实验。培养学生的环保意识是实现化学实验室绿色化管理的最基本保障,化学实验产生的废弃物,如果不经处理直接排放,不但会造成环境的污染,还会淡化学生的环保意识,养成不良习惯。化学实验教学课堂是向学生传授环保知识的好场所,在实验课上不仅要使学生掌握各种实验技能和处理问题的能力,更要强化学生的环保意识,强化学生对社会高度负责的主人翁精神。环境保护人人有责,一定要从我做起,从实验室做起,从一点一滴做起,使学生进入化学实验室后就受到绿色化学的教育。在化学实验教学中培养学生养成良好的实验习惯,用绿色化学的理念来设计自己的实验,使自己的动手操作能力和分析创新能力得到提高。 2.按照美国《绿色化学》(Green Chemistry)杂志的定义,绿色化学是指在制造和应用化学产品时应有效利用(最好可再生)原料,消除废物和避免使用有毒的和危险的试剂和溶剂。今天的绿色化学是指能够保护环境的化学技术。它可通过使用自然能源,避免给环境造成负担、避免排放有害物质。利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。环境保护就是通过采取行政的、法律的、经济的、科学技术等多方面的措施,保护人类生存的环境不受污染和破坏。绿色化学是“防污染”,环境保护是“治污染”,只有实验过程实现绿色化,从根本上切断污染源,才能真正做到保护环境。 二、开发绿色化的教学内容 要实现“绿色化学”实验,首先必须从源头上制止化学污染物的生成。这就要求我们在选择实验内容时,不要忽视实验过程对环境的污染,应调整实验教学内容,实验题目的选取既满足培养学生实验技能的要求,又考虑到可能造成的环境污染问题,选择环保型的实验项目。 绿色化学实验的设计要求:如果一个化学实验对环境无物质种类改变的影响或物质种类改变量极小,就可说该化学实验达到了绿色化学实验的要求,具体有如下几类:(1)化学实验反应中原子的利用率达100%。(2)化学实验体系放给环境的物质种类是环境体系正常组分中所固有的。如放出的气体是空气中固有的正常组分如02、N2、H20、C02等。(3)实验体系不向环境放出物质。(4)污染废弃物集中处理后转化为非污染物。(5)在实验现象明显的前提下,对不可避免会形成污染的实验尽可能使其微型化。根据不同情况达到上述任一条或几条要求的化学实验可以认为是达到了绿色化学实验的设计要求。 三、绿色化学实验方案 1.优化污染实验 很多实验在操作过程中会造成大气及水的污染,教师应对污染严重的实验进行优化,使其成为绿色化学实验。例如,钠在空气中燃烧的实验。按常规方法,会损坏很多玻璃管、蒸发皿和石棉网,浪费很严重。更重要的是生成的过氧化钠呈烟状挥发到大气中,既污染环境,又不容易观察生成物的颜色。优化以后的做法:用一块白铁皮(或铝片),折起四边成小盒状,将一绿豆大小的钠,吸干煤油后放在其中,将其置于三角架上,用酒精灯加热,钠很快便可熔化、燃烧。实验现象:看到钠逐渐燃烧,呈黄色火焰,生成菜花状的淡黄色固体。改进后的优点:生成的过氧化钠基本上都留在白铁皮(或铝片)上,既有利环保,又容易观察到产物的颜色;冷却后取出燃烧产物,将白铁皮(或铝片)清洗干净擦干以备后用。 又如硫酸的脱水性实验,取白砂糖10g,研细后放入小烧杯中,加入1~2 mL水调匀,加入10~15mL浓流酸,小心搅拌,观察现象。此实验由于白砂糖和浓硫酸用量多,其碳化过程中会产生二氧化碳、二氧化硫酸性气体副产物,造成严重的室内污染。为了解决这个问题,进行了实验的优化,采取的方法:取2g白砂糖放入大试管中,加入约3mL浓硫酸,搅拌后迅速盖上带导管的橡皮塞,将玻璃导管的另一端插入盛有品红溶液的试管中。用大试管代替小烧杯,白砂糖的用量由10g减少至2g,浓硫酸由原来的10~15mL减少为3mL。反应物用量减少,反应产物用品红溶液吸收,大幅度减少了有害气体的排放量,生成的碳块儿沿着试管壁向上延伸,既增强了实验的演示效果,又保证了实验者的身体健康。 2.倡导利用多媒体技术 在遇到危险性较大或者伴随有毒、有害物质生成较多的演示实验时,可以借助三维立体画面、多媒体技术模拟实验的真实情景,还能够节约药品、水电等,并减少对环境的破坏。根据不同的教学情况和需要,可以利用现有条件下的网络信息资源素材库和教学软件,也可以学校自己设计制作多媒体课件。例如:在Cu与浓HN03反应的演示实验中,反应过程中生成的大量N02有毒气体,对实验者危害较大,为了解决这个问题,可以将该实验改为投影实验,全体学生都能够通过大屏幕,清楚地观察到Cu与浓HN03反应的全部实验现象。 3.推广微型化学实验 所谓微型化学实验,就是以尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息的实验方法与技术。虽然它的化学试剂用量一般只为常规实验用量的几十分之一乃至几千分之一,但其效果却可以达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的。微型化学实验仪器使用高分子材料制成,具有小巧便携、不易破碎、抗腐蚀等优点,完全可以做到人手一份,人人可以动手操作。为发展绿色化学实验提供了方便与可能。 例如,硫在氧气中燃烧的反应,若按常规实验每次需硫粉0.3~0.5 g,反应后生成二氧化硫0.6~1 g,而微型化学实验每次仅需硫粉0.02 g,反应后生成二氧化硫0.04g,排污量大大降低,而效果也一样明显。 又如,钠与水的反应,向装有水的小烧杯中滴加几滴酚酞,然后投入小块钠(绿豆大小)观察实验现象。将这一实验改进为微型实验。操作步骤:切割1/2绿豆粒大小的金属钠置于石英尖嘴导管的管口,用小团棉花堵住管口(以免金属钠滑落下来),并将其插入盛有水的六孔井穴板中(已滴入无色酚酞溶液)。金属钠与水迅速反应,产生的气体推动金属钠球沿着尖嘴导管上升,钠球继而由于重力作用下降,其又与水接触发生剧烈反应,钠球上下跳动,并发出“嘶嘶”的声音,烧杯中的水已经变成红色,说明有碱生成。待反应一段时间后,尖嘴导管里的空气已被排净,导管内的气体完全是纯净的氢气,此时将燃着的木条靠近导管的尖嘴处,然后移开,发现尖嘴处的气体燃烧并产生淡蓝色的火焰,证明产生的气体是氢气。此实验的微型化,原料用量减少、安全可靠,符合绿色化学实验的宗旨。 4.改进化学实验仪器,向无污染的方向发展 用密封的成品化仪器代替有毒实验,避免了有害物质的产生。这种仪器和药品可以循环使用,不存在污染毒害。如碘的升华实验,可用碘锤来完成(碘锤的两头向内凹陷,内封有碘晶体)。操作方法:一头滴冷水,另一头在酒精灯上加热因冷水起到冷凝作用,碘升华后凝聚在碘锤上方内壁,在碘锤中部可以看到紫红色的碘蒸汽,反之也可以。 5.加强排污设备建设,规范有害物质处理 目前许多学校实验室的排污设备比较简陋,处理废弃物的能力不足。学校应加大资金投入,加强排污设备建设,使实验产生的污染物排放量减至最小。规范有害废弃物的处理:(1)有害气体的处理。可选用适当的吸附剂吸附,也可安装尾气吸收装置;(2)废液的处理。有机废液可以通过蒸馏、重结晶等方法回收,有害重金属离子废液,可加入合适的试剂或调节溶液pH使金属离子转化为难溶性的沉淀物,过滤,沉淀物妥善保存,确认滤液不含有毒物质后方可排放;(3)废弃固体处理。实验中用过的金属,如铁钉、锌粒、锡粒等应经水洗、烘干处理后继续使用。 锡林郭勒盟第二中学按以上方法探索和实践绿色化学实验,已经取得了令人满意的效果。全国有数以万计的学校化学实验室每天都排放着化学成分复杂的污染物,影响着生存环境。绿色化学实验是教学改革发展的必然趋势。所以,作为化学教师,为保护人类生存环境,为培养具有环保理念的技能人才,应站在这一化学改革的前沿,持续地去探索绿色化学实验教学。
参考文献: [1]马晓红.浅析中学化学教学中的绿色化学教育[J].硅谷,2008(10). [2]曹琼瑶.中学化学教育中的绿色化学[J].科技资讯,2006(17).
作者单位:内蒙古锡林郭勒盟第二中学 邮政编码:026000
A Brief Analysis of Middle School Green Chemistry Experiment ZHEN Hongfei Abstract: Green chemistry experiment is an inexorable trend of teaching reform development. In order to protect environment for human survival and cultivate talents of environmental protection concepts, chemistry teachers should actively probe into green chemistry experiment teaching and bring their roles into full play. Key words: green chemistry experiment; meaning; contents; plans