【—中學(xué)的綠色化探究】同學(xué)們認(rèn)真學(xué)習(xí)，下面是對(duì)中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化探究知識(shí)的學(xué)習(xí)，希望同學(xué)們認(rèn)真學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)哦。
中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化探究
摘要：綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)是教學(xué)改革發(fā)展的必然趨勢(shì)。為保護(hù)人類生存環(huán)境，為培養(yǎng)具有環(huán)保理念的技能人才，化學(xué)教師應(yīng)積極去探索綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，充分發(fā)揮它的作用。
關(guān)鍵詞：綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)；含義；內(nèi)容；方案
隨著我們賴以生存的地球環(huán)境的日益惡化，環(huán)境污染、生態(tài)安全問題越來越為人們所重視。而環(huán)境污染最主要的表現(xiàn)為化學(xué)物質(zhì)的污染�；瘜W(xué)作為一門以實(shí)驗(yàn)為主的基礎(chǔ)學(xué)科，是廣大學(xué)生獲取知識(shí)、提高技能的有力手段。然而，學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)手段在獲取知識(shí)的同時(shí)，不僅在向環(huán)境釋放著“三廢”，而且自身也處在污染之中�！痘瘜W(xué)(實(shí)驗(yàn))》中規(guī)定必修課程的設(shè)計(jì)要“體現(xiàn)綠色化學(xué)思想”。要讓學(xué)生了解“在化工生產(chǎn)中遵循‘綠色化學(xué)’思想的重要性”；還在選修模塊《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》中規(guī)定要讓學(xué)生“樹立綠色化學(xué)思想，養(yǎng)成環(huán)境保護(hù)的意識(shí)”。顯然，新制定的課程標(biāo)準(zhǔn)非常重視學(xué)生綠色化學(xué)思想的形成和應(yīng)用。
一、化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的含義
1.綠色化學(xué)是一種理念�；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅可以增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的直觀感受，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手觀察能力，而且進(jìn)一步使學(xué)生從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)他們分析問題和解決問題的能力。但實(shí)驗(yàn)必定會(huì)涉及到有害、有毒的物質(zhì)，從某種意義上講，學(xué)校中環(huán)境污染主要來源于化學(xué)實(shí)驗(yàn)。培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)是實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室綠色化管理的最基本保障，化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢棄物，如果不經(jīng)處理直接排放，不但會(huì)造成環(huán)境的污染，還會(huì)淡化學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，養(yǎng)成不良習(xí)慣。化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課堂是向?qū)W生傳授環(huán)保知識(shí)的好場(chǎng)所，在實(shí)驗(yàn)課上不僅要使學(xué)生掌握各種實(shí)驗(yàn)技能和處理問題的能力，更要強(qiáng)化學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)社會(huì)高度負(fù)責(zé)的主人翁精神。環(huán)境保護(hù)人人有責(zé)，一定要從我做起，從實(shí)驗(yàn)室做起，從一點(diǎn)一滴做起，使學(xué)生進(jìn)入化學(xué)實(shí)驗(yàn)室后就受到綠色化學(xué)的教育。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生養(yǎng)成良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，用綠色化學(xué)的理念來設(shè)計(jì)自己的實(shí)驗(yàn)，使自己的動(dòng)手操作能力和分析創(chuàng)新能力得到提高。 畢業(yè)論文網(wǎng) http://www.lw54.com
2.按照美國《綠色化學(xué)》(Green Chemistry)雜志的定義，綠色化學(xué)是指在制造和應(yīng)用化學(xué)產(chǎn)品時(shí)應(yīng)有效利用(最好可再生)原料，消除廢物和避免使用有毒的和危險(xiǎn)的試劑和溶劑。今天的綠色化學(xué)是指能夠保護(hù)環(huán)境的化學(xué)技術(shù)。它可通過使用自然能源，避免給環(huán)境造成負(fù)擔(dān)、避免排放有害物質(zhì)。利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染。環(huán)境保護(hù)就是通過采取行政的、法律的、經(jīng)濟(jì)的、科學(xué)技術(shù)等多方面的措施，保護(hù)人類生存的環(huán)境不受污染和破壞。綠色化學(xué)是“防污染”，環(huán)境保護(hù)是“治污染”，只有實(shí)驗(yàn)過程實(shí)現(xiàn)綠色化，從根本上切斷污染源，才能真正做到保護(hù)環(huán)境。
二、開發(fā)綠色化的教學(xué)內(nèi)容
要實(shí)現(xiàn)“綠色化學(xué)”實(shí)驗(yàn)，首先必須從源頭上制止化學(xué)污染物的生成。這就要求我們?cè)谶x擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，不要忽視實(shí)驗(yàn)過程對(duì)環(huán)境的污染，應(yīng)調(diào)整實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，實(shí)驗(yàn)題目的選取既滿足培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)技能的要求，又考慮到可能造成的環(huán)境污染問題，選擇環(huán)保型的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。
綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要求：如果一個(gè)化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境無物質(zhì)種類改變的影響或物質(zhì)種類改變量極小，就可說該化學(xué)實(shí)驗(yàn)達(dá)到了綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的要求，具體有如下幾類：(1)化學(xué)實(shí)驗(yàn)反應(yīng)中原子的利用率達(dá)100%。(2)化學(xué)實(shí)驗(yàn)體系放給環(huán)境的物質(zhì)種類是環(huán)境體系正常組分中所固有的。如放出的氣體是空氣中固有的正常組分如02、N2、H20、C02等。(3)實(shí)驗(yàn)體系不向環(huán)境放出物質(zhì)。(4)污染廢棄物集中處理后轉(zhuǎn)化為非污染物。(5)在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯的前提下，對(duì)不可避免會(huì)形成污染的實(shí)驗(yàn)盡可能使其微型化。根據(jù)不同情況達(dá)到上述任一條或幾條要求的化學(xué)實(shí)驗(yàn)可以認(rèn)為是達(dá)到了綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要求。 畢業(yè)論文網(wǎng) http://www.lw54.com
三、綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)方案
1.優(yōu)化污染實(shí)驗(yàn)
很多實(shí)驗(yàn)在操作過程中會(huì)造成大氣及水的污染，教師應(yīng)對(duì)污染嚴(yán)重的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化，使其成為綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)。例如，鈉在空氣中燃燒的實(shí)驗(yàn)。按常規(guī)方法，會(huì)損壞很多玻璃管、蒸發(fā)皿和石棉網(wǎng)，浪費(fèi)很嚴(yán)重。更重要的是生成的過氧化鈉呈煙狀揮發(fā)到大氣中，既污染環(huán)境，又不容易觀察生成物的顏色。優(yōu)化以后的做法：用一塊白鐵皮(或鋁片)，折起四邊成小盒狀，將一綠豆大小的鈉，吸干煤油后放在其中，將其置于三角架上，用酒精燈加熱，鈉很快便可熔化、燃燒。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：看到鈉逐漸燃燒，呈黃色火焰，生成菜花狀的淡黃色固體。改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)：生成的過氧化鈉基本上都留在白鐵皮(或鋁片)上，既有利環(huán)保，又容易觀察到產(chǎn)物的顏色；冷卻后取出燃燒產(chǎn)物，將白鐵皮(或鋁片)清洗干凈擦干以備后用。
又如硫酸的脫水性實(shí)驗(yàn)，取白砂糖10g，研細(xì)后放入小燒杯中，加入1~2 mL水調(diào)勻，加入10~15mL濃流酸，小心攪拌，觀察現(xiàn)象。此實(shí)驗(yàn)由于白砂糖和濃硫酸用量多，其碳化過程中會(huì)產(chǎn)生二氧化碳、二氧化硫酸性氣體副產(chǎn)物，造成嚴(yán)重的室內(nèi)污染。為了解決這個(gè)問題，進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)的優(yōu)化，采取的方法：取2g白砂糖放入大試管中，加入約3mL濃硫酸，攪拌后迅速蓋上帶導(dǎo)管的橡皮塞，將玻璃導(dǎo)管的另一端插入盛有品紅溶液的試管中。用大試管代替小燒杯，白砂糖的用量由10g減少至2g，濃硫酸由原來的10~15mL減少為3mL。
反應(yīng)物用量減少，反應(yīng)產(chǎn)物用品紅溶液吸收，大幅度減少了有害氣體的排放量，生成的碳?jí)K兒沿著試管壁向上延伸，既增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)的演示效果，又保證了實(shí)驗(yàn)者的身體健康。
2.倡導(dǎo)利用多媒體技術(shù)
在遇到危險(xiǎn)性較大或者伴隨有毒、有害物質(zhì)生成較多的演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以借助三維立體畫面、多媒體技術(shù)模擬實(shí)驗(yàn)的真實(shí)情景，還能夠節(jié)約藥品、水電等，并減少對(duì)環(huán)境的破壞。根據(jù)不同的教學(xué)情況和需要，可以利用現(xiàn)有條件下的網(wǎng)絡(luò)信息資源素材庫和教學(xué)軟件，也可以學(xué)校自己設(shè)計(jì)制作多媒體課件。例如：在Cu與濃HN03反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)中，反應(yīng)過程中生成的大量N02有毒氣體，對(duì)實(shí)驗(yàn)者危害較大，為了解決這個(gè)問題，可以將該實(shí)驗(yàn)改為投影實(shí)驗(yàn)，全體學(xué)生都能夠通過大屏幕，清楚地觀察到Cu與濃HN03反應(yīng)的全部實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
3.推廣微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)
所謂微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，就是以盡可能少的化學(xué)試劑來獲取所需化學(xué)信息的實(shí)驗(yàn)方法與技術(shù)。雖然它的化學(xué)試劑用量一般只為常規(guī)實(shí)驗(yàn)用量的幾十分之一乃至幾千分之一，但其效果卻可以達(dá)到準(zhǔn)確、明顯、安全、方便和防止環(huán)境污染等目的。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器使用高分子材料制成，具有小巧便攜、不易破碎、抗腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，完全可以做到人手一份，人人可以動(dòng)手操作。為發(fā)展綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)提供了方便與可能。
例如，硫在氧氣中燃燒的反應(yīng)，若按常規(guī)實(shí)驗(yàn)每次需硫粉0.3~0.5 g，反應(yīng)后生成二氧化硫0.6~1 g，而微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)每次僅需硫粉0.02 g，反應(yīng)后生成二氧化硫0.04g，排污量大大降低，而效果也一樣明顯。
又如，鈉與水的反應(yīng)，向裝有水的小燒杯中滴加幾滴酚酞，然后投入小塊鈉(綠豆大小)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。將這一實(shí)驗(yàn)改進(jìn)為微型實(shí)驗(yàn)。操作步驟：切割1／2綠豆粒大小的金屬鈉置于石英尖嘴導(dǎo)管的管口，用小團(tuán)棉花堵住管口(以免金屬鈉滑落下來)，并將其插入盛有水的六孔井穴板中(已滴入無色酚酞溶液)。金屬鈉與水迅速反應(yīng)，產(chǎn)生的氣體推動(dòng)金屬鈉球沿著尖嘴導(dǎo)管上升，鈉球繼而由于重力作用下降，其又與水接觸發(fā)生劇烈反應(yīng)，鈉球上下跳動(dòng)，并發(fā)出“嘶嘶”的聲音，燒杯中的水已經(jīng)變成紅色，說明有堿生成。待反應(yīng)一段時(shí)間后，尖嘴導(dǎo)管里的空氣已被排凈，導(dǎo)管內(nèi)的氣體完全是純凈的氫氣，此時(shí)將燃著的木條靠近導(dǎo)管的尖嘴處，然后移開，發(fā)現(xiàn)尖嘴處的氣體燃燒并產(chǎn)生淡藍(lán)色的火焰，證明產(chǎn)生的氣體是氫氣。此實(shí)驗(yàn)的微型化，原料用量減少、安全可靠，符合綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的宗旨。
4.改進(jìn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)儀器，向無污染的方向發(fā)展
用密封的成品化儀器代替有毒實(shí)驗(yàn)，避免了有害物質(zhì)的產(chǎn)生。這種儀器和藥品可以循環(huán)使用，不存在污染毒害。如碘的升華實(shí)驗(yàn)，可用碘錘來完成(碘錘的兩頭向內(nèi)凹陷，內(nèi)封有碘晶體)。操作方法：一頭滴冷水，另一頭在酒精燈上加熱因冷水起到冷凝作用，碘升華后凝聚在碘錘上方內(nèi)壁，在碘錘中部可以看到紫紅色的碘蒸汽，反之也可以。
5.加強(qiáng)排污設(shè)備建設(shè)，規(guī)范有害物質(zhì)處理
目前許多學(xué)校實(shí)驗(yàn)室的排污設(shè)備比較簡(jiǎn)陋，處理廢棄物的能力不足。學(xué)校應(yīng)加大資金投入，加強(qiáng)排污設(shè)備建設(shè)，使實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的污染物排放量減至最小。規(guī)范有害廢棄物的處理：(1)有害氣體的處理�？蛇x用適當(dāng)?shù)奈絼┪�，也可安裝尾氣吸收裝置；(2)廢液的處理。有機(jī)廢液可以通過蒸餾、重結(jié)晶等方法回收，有害重金屬離子廢液，可加入合適的試劑或調(diào)節(jié)溶液pH使金屬離子轉(zhuǎn)化為難溶性的沉淀物，過濾，沉淀物妥善保存，確認(rèn)濾液不含有毒物質(zhì)后方可排放；(3)廢棄固體處理。實(shí)驗(yàn)中用過的金屬，如鐵釘、鋅粒、錫粒等應(yīng)經(jīng)水洗、烘干處理后繼續(xù)使用。
全國有數(shù)以萬計(jì)的學(xué)�；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)室每天都排放著化學(xué)成分復(fù)雜的污染物，影響著生存環(huán)境。
綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)是教學(xué)改革發(fā)展的必然趨勢(shì)。所以，作為化學(xué)教師，為保護(hù)人類生存環(huán)境，為培養(yǎng)具有環(huán)保理念的技能人才，應(yīng)站在這一化學(xué)改革的前沿，持續(xù)地去探索綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)。 畢業(yè)論
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