时间：2022-12-22 23:52:08
开篇：写作不仅是一种记录，更是一种创造，它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感，将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇绿色化学实验，希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友，陪伴您不断探索和进步。
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).
关键词：绿色化学；大学；化学实验；策略
大学化学属于工科院校非化学化工专业设置的一门基础课程，也是大学中唯一的化学类课程，其教学效果关系着学生综合素质的提高。大学化学面对的是非化学化工专业的学生，在实验教学中引入绿色化学理念，具有独特的优势。现阶段，绿色化学已经逐渐发展成为化学科研工作的前沿，受到了各国政府部门的高度关注。
1绿色化学的概念与意义
绿色化学，也称环境无害化学、环境友好化学或者清洁化学，是一门基于化学学科，具备明确的科学目标和社会需求的新兴学科。从概念上分析，绿色化学是指在进行化学品制造和使用的过程中，通过对原料的有效利用以及合理的操作，尽可能消除废弃物，减少和避免对有毒有害化学试剂的使用。发展绿色化学的主要目标，是在节约资源的前提下，从源头上进行污染的防治工作，将环境治理从治标转为治本。与传统化学相比，绿色化学最为显著的特点有两个，一是最大限度的对原材料进行了利用，二是最大限度的减少了废弃物的排放。从科学的观点分析，绿色化学是针对传统化学思维方式的一种改进与创新；从经济的观点分析，绿色化学通过对资源的合理利用，能够有效降低成本；从环境的观点分析，绿色化学能够从根本上对污染进行治理，符合当前可持续发展的客观要求[1]。推动化学实验的绿色化，是当前大学化学实验课程改革的重要方向，受到了科研机构、政府部门以及学术界的高度关注，也取得了比较明显的成效。基于绿色化学原则，构建全新的大学实验化学体系，针对当前普遍存在的高校化学实验教学中的环境污染问题进行深入探究，可以有效减少环境污染，体现环境保护和可持续发展。从目前来看，绿色化学已经逐渐成为化学教育的一个重要内容，通过相应的研究和实践，能够对化学实验室中的常见废弃物进行无害化处理，减少化学实验过程中的环境污染，保证了实验过程的绿色化，同时也促进了学生环保意识和综合素质的提高。
2大学化学实验污染问题的诱发因素
就目前而言，在大学化学实验中，环境污染问题频发，其主要诱发因素有几个：
2.1认识不足，经费欠缺
当前，许多高校在化学实验室的建设中，存在着资金投入不足的问题，经费往往只能用于购买实验药剂，或者进行实验器材的更新，没有直接针对实验废弃物进行处理的设备，在污染防治方面显得力不从心。同时，部分高校对于化学实验引发的环境污染问题缺乏到位的认识，在实验中一味强调教学质量和教学效果，忽视了对于药品、设备以及学生操作的管理。教师和实验室管理人员缺乏环保意识，认为实验过程中产生的污染可以直接忽略。在这样的背景下，一些实验室会直接将实验产生的废弃物倒入垃圾桶或者下水道，而气体废物则直接排放，造成了比较严重的环境污染问题[2]。
2.2重视不足，安排不当
在对化学实验的内容进行安排时，由于缺乏环保意识，没有重视污染防治工作，导致实验的设计不合理，容易引发环境污染。另外，部分高校没有及时对试验教材进行更新，使得化学实验的内容陈旧，缺乏创新，甚至仅仅要求学生能够了解化学实验的目的，掌握化学实验的步骤和结果，对于实验可能带来的污染问题则直接无视，影响了学生的全面健康发展。
2.3理论不足，回收缺失
在化学实验过程中，产生的废弃物类型多样，回收处理流程繁琐，从目前来看并没有专门针对化学废弃物回收处理的理论指导，严重影响了实验室废弃物的回收工作，也是造成化学实验室环境污染问题的一个主要原因[3]。针对上述问题，高校以及相关部门应该及时更新观念，强化认识，采取切实有效的应对措施，逐步推进高校化学实验的绿色化，顺应可持续发展的需求，做好环境保护工作。
3绿色化学背景下化学实验有效策略
3.1提高环保意识
在开展化学实验教学的过程中，应该加强对于学生的教育，引导其树立起良好的环保意识。应该认识到，在新的发展环境下，传统化学正在逐渐朝着绿色化学转百年，而绿色化学并不仅仅是科研人员的任务，更是需要整个化学领域的共同参与。对于教师而言，可以通过相应的案例，讲解国内和国外的一些环境污染事件，使得学生能够清除的认识到环境保护的重要性和迫切性。例如，在对环境污染问题进行讲解时，可以引入分组讨论的教学方法，针对一些比较典型的环境问题，展开讨论：空气污染有哪些危害？雾霾的诱发因素是什么？如何正确处理塑料袋便捷性、经济性与环境污染之间的矛盾冲突？通过这样的方式，可以激发学生对于学习的积极性和主动性，使得其能够主动参与到讨论中，认识到发展绿色化学的重要性，提升学生的环保意识[4]。
3.2加大资金投入
绿色化学实验的开展离不来资金和设备的支持，对于高校而言，必须重视化学实验室建设，增加相应的设备。例如，可以在通风管道出风口设置气体处理装置，同时在实验室中统一设立废弃物分类系统，由学校组织专人人员进行定期收集和处理，避免废弃物的随意排放。在条件允许的情况下，还可以在学校设置废水处理系统，在提升污水净化效率和效果的同时，也可以作为环保教育的一个基地。3.3规范实验操作在开展化学实验的过程中，新课程标准规定，学生必须能够熟练掌握基本操作，对进行药品取用、物质称量、加热处理、器皿洗涤等操作是，动作标准规范，运用灵活。但是在实际教学中，部分学生并不能严格依照相关规定进操作，甚至存在着试剂量越大实验现象越显著的错误认识，不仅导致了药品的严重浪费，而且引发了更大的环境污染问题。对此，教师应该对化学实验的操作进行规范，减少浪费和污染问题，同时也能够培养学生形成演进的实验态度，引导其掌握科学的实验方法。另外，可以在定性实验中，对药品的使用进行定量化，例如，在制作氧气时，可以结合相应的化学方程式，依照需要的氧气的量，对所需高锰酸钾的用量进行估算，以此为依据取用药品，这样可以有效减少浪费问题。
3.4倡导微型实验
所谓微型实验，实际上是一种化学实验操作技术，通过尽量少的试剂，获取尽量多的化学信息，相比较常规的化学实验，微型实验具有节约药品、现象明显、减少污染、安全可靠等优点，在环境污染问题日渐严峻，可持续发展理念持续深化的背景下，进行微型实验的普及和推广意义重大。需要注意的是，微型实验并非是简单的对常规化学实验进行压缩，而是在绿色化学原则背景下，以预防化学污染的技术、思路和方法，对常规化学实验进行改革和创新，其核心在于利用尽可能少的试剂获得预期的实验目标，可以说，微型实验是绿色化学在化学实验教学中的一种典型体现。例如，在进行铜与稀硝酸的反应实验中，会产生大量的一氧化氮气体，如果不能对其进行有效处理，会带来比较严重的环境污染，但是如果想要对其进行统一收集和处理，则需要大量的资金和专业的设备。对此，可以重新对实验装置进行设计，引入微型实验。在具体实验中，可以在经过消毒的针管内，放入铜片，排尽空气，然后吸取少量的稀硝酸，以胶塞堵塞针头。当观察到蓝色溶液，同时活塞被气体推动后，将针管内的溶液注入到氢氧化钠溶液中，蓝色沉淀物的出现表明硝酸铜也氢氧化钠溶液发生了反应。拉动活塞吸入空气，看到针管内部逐渐变成红棕色，将其注入到滴有酚酞试剂的氢氧化钠溶液中，红棕色逐渐消失，对NO的性质进行恶劣验证。这样的实验不仅操作简单，可靠性强，而且不会产生污染。
3.5改进实验操作
在部分化学实验中，会生成一些有毒有害物质，影响师生的身体健康，引发环境污染问题。从绿色化学的角度，可以在保证实验效果的前提下，对实验操作进行适当的改进，减少污染。例如，在铜与浓硫酸的反应实验中，会生成二氧化硫气体，不仅气味难闻，而且对于人体的危害较大。此时，教师可以引导学生进行积极讨论，看如何才能够避免实验过程中二氧化硫气体的泄露，同时对其性质进行验证。经讨论和总结，将原本的实验装置改造成了图1的样式（略去了夹具和酒精灯）。经检验，该装置具有较强的密封性，可以根据实际需要，随时进行反应或者停止反应，也可以对二氧化硫的性质进行检验，更能够对废气进行处理，符合绿色化学的基本要求。图1改进实验装置
4结语
总而言之，在可持续发展理念不断深化的背景下，绿色化学逐渐兴起，并且迅速成为学术界关注的重点，构建绿色化学实验室，对化学实验过程中的环境污染问题进行有效预防和控制，是非常重要的。对于大学化学教师而言，在开展化学实验教学的过程中，应该始终贯穿绿色化学理念，提高学生的环保意识，从根本上对污染进行治理，营造出一个绿色健康的学习环境。
参考文献：
[1]郑学芳,刘红梅,宋士涛,等.大学化学实验教学课程研究与讨论[J].教育,2016,(7):170.
[2]缪陈亚.浅析化学实验教学中渗透绿色化学思考[J].化学教与学,2015,(1):24-25.
[3]王盼盼,丁建超,姜煜.化学实验中渗透绿色化学的研究[J].化工设计通讯,2016,42(2):113,121.
[4]胡小建.浅谈在大学化学实验教学中如何渗透绿色化学增强环保意识[J].课程教育研究：学法教法研究,2015,(31):71.
【关键词】农村中学 化学实验 绿色化学 探讨
绿色化学是21世纪化学科学的一个重要发展方向，也是中学化学教学中应树立的基本观念之一，化学在给人类带来巨大利益的同时，也出现了很多与化学有关的社会问题。化学是一门实验性的学科，离不开实验的验证和检验，在实验过程中会产生大量的废弃物，这些废弃物不同于生活垃圾，如果不经处理任意排放，就会对周边环境造成污染。因此，化学实验中产生的污染问题必须引起人们的高度重视。
一、绿色化学理念及其特征
绿色化学的理念是实现生态环境与化学和化工生产的协调发展。其主要特征在于采用“原子经济”反应，即原料的每一个原子进入产品，原子的利用率为100%。绿色化学倡导从源头上尽可能地消除或减少有毒、有害化学物质对环境的影响，用治理前移的思路来对待污染治理，是一种积极的环保概念，必将对化学的发展产生良好的导向作用。
二、农村中学化学实验的污染源
化学实验的污染主要来自实验准备和操作中洒落的试剂和药品；实验准备和结束后对仪器进行清洗后的废液；没有进行回收而倾倒掉的多余试剂；因过期失效而丢弃的试剂和药品。
农村学校的实验室一般都没有专门的“三废”处理设施，处理方法就是混于生活垃圾中随意排放。化学实验教学中产生的废弃物量不是很大，但由于实验教学中使用的化学试剂纯度较高，有些试剂毒性较大，积少成多，污染周边环境。
三、化学实验绿色化途径
化学实验绿色化是绿色化学的重要组成部分，利用绿色化学的理论和原则并将其贯穿于整个化学实验中，从源头上消除实验教学产生的污染，同时对学生进行环境保护教育。其主要途径有：
1.关注环境，培养学生的环保意识
化学教师应该树立起可持续发展、绿色化学教育的理念，才能在教学、生活中自觉的实施绿色教育。让学生了解绿色化学，树立起环保意识，培养学生从事绿色化学研究与开发的能力。同时，还要引导学生认识科技发展给社会带来的利与弊，培养学生关注环境、关注生活的意识。
例如，绿色植物具有通过光合作用吸收二氧化碳，释放出氧气供人类呼吸的用途，倡导学生“种下一棵树，为我们的生活增添绿色”，以实际行动，保护环境。
2.加强化学实验的清洁化、规范化操作
所谓化学实验的清洁化，是指通过一些有效措施使化学实验对实验场所和环境的污染降低到最低限度。在化学实验中，低熔点、低沸点试剂的有机实验，如果不严格按规定操作，很容易引起爆炸事故，不仅会危及师生的生命安全，更会污染环境。因此在化学实验中必须要严格规范操作，养成良好的实验习惯，同时要加强化学实验过程的有效管理。加强对有毒化学试剂的管理，改善试剂和药品的保存环境，建立严格的领用制度；实验中要严格按规定操作，试剂瓶必须及时加盖，严格控制试剂的取用量；规范实验操作，避免试剂泼洒，对实验中产生的“三废”应进行处理后再排放，尽量避免试剂间再次化学反应而产生对环境的二次污染；对实验中产生的化学产品应回收利用。
（1）用微型化学实验代替常量化学实验
微型化学实验是国内外近20年进展较快的一种新的化学实验形式。微型化学实验是用尽可能少的化学试剂获得比较明显的反应现象和化学信息的一种实验方法。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，但可以达到与常规实验相同的效果。
（2）妥善处理化学实验的废弃物
在中学化学实验中，大部分实验的药品在教材中都未明确给出限量，学生很难把握药品的实际用量，这样既影响实验的科学性，又会造成药品的浪费，还会对环境造成污染。若将药品规定了用量和浓度，既方便操作，又便于观察和记忆，从而培养学生严谨的实验态度和科学的实验方法。教学过程中把好的经验传授给学生，妥善处理化学实验的废弃物（回收、无害化处理），这样既为实验操作的规范化奠定基础，又能培养学生良好的实验习惯；还能增强学生的环境保护意识，减少环境污染。
3.用计算机辅助制作多媒体仿真实验
对一些基本的性质实验，常规实验所用的试剂比较多，且有机性质实验中常用到多种有毒、有害的试剂.对环境造成极大的污染，更会危及实验师生的身体健康。利用计算机辅助制作多媒体仿真实验，把化学反应中的现象生动地呈现在屏幕上，这样有助于学生对各物质的性质了解和掌握；对于一些较为复杂的探究性实验，可以通过计算机辅助设计，对比和判断反应的可行性和合理性，从而减少实验过程并开发出对环境无污染的化学技术。
应用多媒体辅助教学，改善了部分有毒、危险实验的操作环境，提高了部分演示实验的效果，同时还让学生在观察媒体辅助实验教学的过程中，体验了多媒体技术的绿色环保价值。化学毕竟是一门以实验为基础的科学，实验是形成基本操作技能和培养科学态度的过程，而多媒体无法代替，所以对多媒体技术的应用必须把握好尺度，否则会产生适得其反的结果。
论文关键词:绿色化学,环境保护,化学实验教学
一、绿色化学12条原则
Anastas和Warner提出了绿色化学的12条原则,这些原则可作为实验化学家开发和评估一条合成路线、一个生产过程、一个化合物是不是绿色的指导方针和标准:
(1) 最好是防止废物的产生而不是产生后再来处理;
(2) 合成方法应设计成能将所有的起始物质嵌并入最终产物中;
(3) 只要可能,反应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;
(4) 设计的化学产品应在保持原有功效的同时,尽量使其无毒或毒性很小;
(5) 应尽量不使用辅物质(如溶剂、分离试剂等),如果一定要用,也应使用无毒物质;
(6) 能量消耗越小越好,应能为环境和经济方面的考虑所接受;
(7) 只要技术上和经济上可行,使用的原材料应是能再生的;
(8) 应尽量避免不必要的衍生过程(如基团的保护与去保护,物理与化学过程的临时性修改等);
(9) 尽量使用选择性高的催化剂,而不是靠提高反应物的配料比;
(10) 设计化学产品时,应考虑当该物质完成自己的功能后,不再滞留于环境中,而可降解为无毒的产物;
(11) 分析方法也需要进一步研究开发,使能做到实时、现场监控,以防有害物质的形成;
(12) 一个化学过程中使用的物质或物质的形态,应考虑尽量减小实验事故的潜在危险,如气体释放、爆炸和着火等。
综观以上12条,可以看出:绿色化学提出的目标和任务不是被动地治理环境污染,而是主动地防止化学污染。这也是绿色化学与环境保护二个概念不同的地方。绿色化学是“防”,环境保护是“治”,只有从根本上切断污染源,才能真正做到保护环境。同时,我们也看到,绿色化学是一举多得的事情。
二 、开展绿色化学实验教学的尝试
(1) 开展微型化学实验 微型化学实验(microscalechemicalexperiment或microscalelaboratory简称M.L.)是20世纪80年代经济发达国家的高校为解决化学专业,耗资巨大的三废处理问题、实验安全问题及一些试剂价格过于昂贵而发展兴起的一种新实验方法,它的试剂用量是常量实验的十分之一至千分之一。微型化学实验是绿色化学实验的重要组成部分,我们应该把握住微型化学实验的精髓,积极开展化学实验的微型化研究。微型化学实验是以尽可能少的试剂,来获取所需化学信息的实验原理与技术,而不一定要在微型仪器中进行。由于试剂用量大大减少,产生的“三废”量也非常少,基本解决了对环境的污染问题,也大大地节约了实验费用。多年来,我们对传统的实验进行了改进,采用了“性质实验点滴化,分析实验减量化,合成实验微型化”,用已有的仪器就能完成大多数实验,从而实现了“以尽可能少的试剂获取所需化学信息”的目标。如性质实验,在不影响实验效果的前提下,尽可能降低试剂的浓度,减少试剂的用量;滴定分析实验,将标液的浓度由0.1mol·L降至0.01mol·L~0.02mol·L,滴定管使用25mL的,锥形瓶改用100mL微型化学实验的主要优越性在于:试剂用量大大减少,减少了相关辅助材料、水电的消耗,降低了实验成本,也提高了实验的安全性;产生的“三废量很少,改善了实验环境条件,极大的减少了对环境的污染。微型化学实验具有减少污染、安全、节约实验经费与时间等优点,是化学实验绿色化的重要手段,值得大力提倡和采用。
(2) 串联实验以及试剂的回收利用 串联实验是指通过调整实验次序,使一个实验的产物成为下一个实验的原料。如把萃取和蒸馏实验安排在一起,利用四氯化碳萃取碘的水溶液,得到碘的四氯化碳溶液,然后在碘的四氯化碳溶液中加入氢氧化钠溶液至紫色刚好消失,利用反萃取把四氯化碳分离出来,最后进行蒸馏,使四氯化碳回收再利用串联实验以及试剂的回收利用在一定程度上减轻了常规实验对环境的污染,有利于环境保护。
(3) 寻找替代性试剂、溶剂、催化剂 实现同一变换可能存在几种可供选择的试剂、溶剂、催化剂,只要可能,实验过程中应尽量寻找实现同一变换最无害的试剂替代有毒有害的试剂;通过改变反应的溶剂,用不易挥发、无害的溶剂(H2O)代替挥发、有毒的溶剂;用高效、无毒、无害的催化剂代替腐蚀性严重的催化剂。如无机实验中,可用硫代乙酰胺替代有毒的硫化氢进行阳离子沉淀实验;有机实验中,甲苯可用来代替苯作为更安全的有机溶剂;酯类合成实验中,可用无机盐、离子交换树脂、高效固体酸Fe2O3-SO4代替浓H2SO4作催化剂,不仅具有较高的选择性、转化率,还可避免浓H2SO4腐蚀性,而且反应速度快,催化剂易于分离回收重复使用等特点是一类理想的环保催化剂。
(4) 妥善处理实验产生的“三废” 化学实验室的环境保护应规范化、制度化,应对每次产生的“三废”进行处理。把用过的酸类、碱类、盐类等各种废液、废渣,分别倒入各自的回收容器内,按照国家要求的排放标准进行处理,可采取中和、吸收、燃烧、回收循环利用等方法来处理废弃物,对于实验过程中产生大量有毒有害及腐蚀性的气体,在通风橱内完成实验,并将尾气进行集中收集,采用吸收、中和等方法集中处理,对于重金属废液一般采用回收的方法进行处理。在开放实验中,鼓励学生设计一些废液的处理或回收实验,如银废液回收银、含碘废液回收碘、含铬废水的处理等,这有利于提高学生的环保意识。
三、实现绿色化学实验教学的其他途径
(1) 开放研究性课题,让学生自主探求解决环境问题的新方式。研究性课程的设置,意在培养学生独立思考、自主学习,应加以合理引导,抓住机遇,从课题选择上适当调整,促进学生关注社会、关注环境的意识。
(2) 提高教师
1前言
近几年来，随城市化及工业化的影响，环境污染问题已经越来越严重，不利于人与自然的和谐发展，对环境问题必须加以重视。化学实验通常会产生某些有毒气体，不仅会给环境造成一定污染，也不利于人们的身体健康。因此，在中学化学教学改革中，必须开展绿色化学教育，以“减量、循环或重复使用、回收”为基本理念开展化学实验教学，以在一定程度上对环境进行保护，从而促进人与自然的可持续发展。为了促进化学实验的绿色化改革，本文以中学化学实验的绿色化改革为例，从以下几方面作相关分析。
2中学化学实验绿色化改革的措施
2.1宣传绿色化学增强学生的环保意识
思想对行为有一定的指导作用，在化学实验教学过程中，教师应结合教材内容有目的、有计划地向学生宣传绿色化学的必要性及重要意义，以使学生理解绿色化学的思想，并在实验过程中加以实践。如：在《序言》中，应向学生介绍化学在人类生活及社会进步中的重要作用；在《硫酸》一课中，介绍如何对原料进行循环使用，如何使能源的利用更加充分，如何对酸雨进行防治；在《水》一课中，介绍水污染的危害及防治；在《空气》一课中，介绍导致大气污染的因素及防治措施等。
2.2遵循减量使用理念
减量理念是从节约资源、减少污染的角度提出的，在实验教学中，对于产生毒物或使用毒物的实验中应通过减量理念对其用量进行有效控制，微型化学实验就是在此理念指导下而开展的创新性变革。其通过在微型化的仪器装置中开展化学实验，和常规实验相比，大概能节约90%的试剂用量。相关研究发现，微型实验的开展，能在很大程度上体现现代绿色化学教育观念，能使学生的智力创新能力得到一定提高。此外，还能使学生的环保意识及资源意识得到一定增强，从而把防止化学污染的思想贯穿于化学教育的整个过程。如在“铁及其化合物”、“铝、镁及其化合物的性质”、“硫酸根离子、碳酸根离子、氯离子、铵根离子的检验”等实验中，使用12 mm×70 mm的小试管代替常规试管，不仅能达到良好的实验效果，节约药品，还能使污染物的产生得到有效减少。教师可把微型实验和常规实验进行对比分析，让学生认识到用较少的实验用品和仪器也能达到较好的实验效果，从而使学生对“绿色化学”理念有更深的了解和认识。
2.3拒绝使用危害品
在化学实验中，药品的使用及其所生成的物质都应对人类健康及环境无害或危害性较小。选用实验药品时，应考虑到此药品在实验过程中所产生的废气、废物等对环境的危害，尽可能选用对环境污染少的药品，对于那些危险性大、毒性大、污染严重、无法替代、无法回收的原料及药品，应尽可能拒绝使用。在不影响实验效果的前提下，应尽可能用无害试剂替换有害试剂。此外，还应把某些易产生有害物质的实验替换成无害物质的实验。如“配制一定物质的量浓度的溶液”一课中，可使用NaCl，NaCl价格低廉，且能取得较好的实验效果。
2.4循环使用和重复利用
循环使用和重复利用不仅可进行有效节约资源，而且还能有效控制成本及污染。相关教学实践发现，在系列化实验中，可有效实现对物品的循环及重复使用。如在“实验室制取氧气”这个实验中，受到二氧化锰的催化作用，氯酸钾受热后可分解成制氧气后的副产物，在副产物中加入水，并使之分解及分离，就可得到二氧化锰和氯化钾溶液。
2.5改进实验装置
中学化学教材中，有的常规实验装置危险性较大，所连接的仪器也较多，有的还会产生有毒物质。实验时可对实验装置加以改进，以使装置中的不足之处得到一定改善。如在燃烧条件的探究实验中，在热水下面对着白磷通氧气的时候，白磷会出现“乱跑”现象，操作的时候有较多不便；把红磷和白磷的着火点进行对比时，白磷会在空气中燃烧，造成污染。此时，可对实验装置作以下改进：①把适量热水注入试管，接着再把试管放到热水浴中，然后在试管中放入白磷，通气情况良好；②把吸干水的红磷、白磷分别放到两支相同的试管中，塞上橡皮塞，接着再同时把两支试管浸入热水里，可观察到白磷在试管内安全燃烧，而红磷则没有燃烧。
2.6重新设计实验方案
重新对某些中学化学的实验方案进行设计与改进，缩短实验时间，并达到节约药品及改善实验效果的目的。如可对“浓硫酸与铜反应的实验”进行改进，此实验装置的设计存在以下问题：①反应结束后，试管内物质的温度过高，无法立即加水对溶液的颜色进行仔细观察，从而使实验时间过长；②使用铜片，无法对整个反应过程进行有效控制，易产生SO2气体，从而对环境造成污染。因此，对化学教材进行改革时，可对此实验的装置作以下方面的改进：把铜片换成铜丝，把试管换成U型管，这样的装置密封性较好，操作起来比较方便。把品红试剂放在U型管中还具有液封的作用，从而可有效防止SO2气体对环境所造成的污染。铜丝在玻璃管内上下抽动可对反应进行直接控制，不仅能取得良好的实验效果，而且实验过程所需的时间较短。
2.7利用多媒体技术开展模拟实验
关键词:无机化学实验;绿色化;探讨
中图分类号:G424
文献标识码:A
文章编号:1674-9944(2010)08-0213-03
1 引言
无机化学实验是高校无机化学教学的重要组成部分,在培养学生思维能力、分析与解决问题能力、动手能力等方面起到了至关重要的作用[1]。无机化学实验所需试剂药品种类多,消耗量大,部分试剂含有较强毒性,如氰化物、重金属盐、氯水、溴水、四氯化碳等,伴随反应过程放出的有毒性气体如硫化氢、二氧化硫、氯气、二氧化氮等,成为化学实验教学中一个非常严重的问题,因此几乎每个无机化学实验室都是一个小型的环境污染源[2]。这就要求在实验教学中,既要科学地、直观地展示实验所要达到的目的,又要尽量减少实验过程中有毒试剂的用量,提高试剂的利用效率,减少对环境的污染。倡导绿色化学教育,实施无机化学实验教学的绿色化,进一步深化无机化学实验教学改革。
2 无机化学实验“绿色化”方案研究
2.1 “绿色化学”原则
绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学即用化学的技术和方法去消灭或减少那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂在生产过程中的使用,同时
收稿日期:2010-07-23
基金项目:四川文理学院教改项目,川文理[2009]33号文件
作者简介:罗飞华(1983―),男,湖北武汉人,讲师,主要从事配位化学及功能材料方面研究。
也要在生产过程中不产生有毒、有害的副产物、废物和产品[3]。绿色化学的核心内容是“原子经济性”和“5R”原则,“原子经济性”是指生产中反应物的原子全部转化为期望的最终产物,“5R原则”即减量(Reduction)、重复使用(Reuse)、回收(Recycling)、再生(Regeneration)、拒用(Rejection)。按照“绿色化学”理念的要求,无机化学实验教学应该在绿色化学思想的指导下,用预防化学污染的新思想和新技术对常规实验进行改革而实现无机化学实验的“绿色化”。
2.2 无机化学实验教材和教学的改革
目前无机化学实验教材的内容多为传统实验,有些实验对环境污染比较严重,如硫酸铜的制备、大环配合物的合成实验等。因此需要绿色无污染、少污染的实验教材,实验内容为围绕基本化学原理、基本实验操作而开设的无污染、小污染实验,如摩尔气体常数的测定、粗食盐提纯、醋酸解离度和电离常数的测定、硝酸钾制备与提纯等。而教师在实验教学过程中,更要注重培养学生的环保意识,倡导学生改进实验装置与操作方法,并提倡试剂“回收使用、循环使用”的原则,提高试剂的利用率,减少实验污染,使学生直接参与到化学实验绿色化中。实验做完后,应指导学生妥善处理废弃物,根据“变废为宝、化害为利、分别处理”的原则考虑回收利用,根据各种试剂和实验产品的性质,采取不同的方法进行无害化处理后再排放。常见的废气,可经吸附、吸收、氧化或分解等方法处理后排放;常见的废液,可采取中和、萃取、化学沉淀、氧化还原等方法进行处理,如废铬酸洗液可用高锰酸钾氧化后再循环使用。这样做不但处理了废液,扩展了学生的知识面,而且提高了学生的环保意识,达到化学实验绿色化的效果。
2.3 按照“绿色”理念改进实验
遵照绿色化学的理念,从源头上阻止污染,可以根据实验目的,在能够达到同样教学效果的前提条件下,寻找替代品,尽量用低毒或无毒化学试剂替代有毒化学试剂[4]。如无机化学实验中多相离子平衡实验,其实验目的是根据溶度积规则及平衡移动原理验证沉淀的生成、溶解、分步沉淀及沉淀的转化。传统实验中,沉淀离子及沉淀剂大部分使用的是Pb(NO.3).2和K.2CrO.4;采用这些沉淀离子及沉淀剂现象比较明显,但是Pb、Cr是有毒重金属,实验废弃物排放到水中,会对水资源造成严重污染。为了保留传统实验的精华,同时减少实验废弃物对环境的污染,根据绿色化学的理念以及多相离子平衡的实验原理重新选择沉淀离子及沉淀剂,并对传统实验和改进后的实验进行对比,见表1。结果表明改进后的实验效果良好,现象明显,同样达到了实验目的,而且减少了有毒物质的使用和排放,实现了无机化学实验的绿色化。
表1 传统实验和改进实验对比
传统实验改进实验
沉淀离子Pb2+Cu2+
沉淀生成沉淀剂KINaOH
实验现象黄色PbI.2浅蓝色沉淀Cu(OH).2
沉淀转化沉淀离子Ag+Cu2+
沉淀剂K.2CrO.4 NaClNaOH Na.2S
实验现象砖红色沉淀 白色沉淀浅蓝色沉淀 黑色沉淀
Ag.2CrO.4 AgClCu(OH).2 Cu S
沉淀离子Ag+Pb2+Cu2+Fe3+
分步沉淀沉淀剂K.2CrO.4NaOH
实验现象先出现黄色沉淀Pb CrO.4
后出现砖红色沉Ag.2CrO.4先出现红棕色沉淀Fe(OH).3
后出现蓝色沉淀Cu(OH).2
2.4 开展微型实验,推行半微量化操作模式
微型化学实验崛起于20世纪80年代的美国,是在微型化学仪器中进行实验,以近可能少的化学试剂反应,获得比较明显的反应结果和较准确的化学信息的一种新型的实验方法[5,6]。微型化学实验的优点是可以大大减少化学试剂的用量,缩短实验时间,降低环境污染,这与绿色化学的理念相符。因此在高校无机化学实验中,可以开展微型实验,这样不仅减少了实验中的药品用量,缩短了反应时间,还节省了实验空间,锻炼了学生的动手能力。但由于从常规实验向微型实验转型的费用较高,且微型实验对药品的用量较小,有些步骤较多的实验学生在用量上不好把握,还有一些实验用到挥发性较强的试剂,使得微型实验模式在一些无机化学实验中难以推广。故可推行化学实验的半微量化操作模式,通过这种操作在一定程度上也能减少试剂用量,达到减少环境污染的目的。
2.5 运用多媒体辅助教学手段
近年来,多媒体技术已广泛应用于各个教学领域,对提高教学质量发挥着重要的作用[7,8]。在无机化学实验教学中也可采用多媒体技术进行辅助教学。传统的无机化学实验不可避免地消耗许多药品和水资源,尤其是对于含有一些昂贵的、实验中容易引起爆炸的或有毒、有害药品的实验,给师生身体健康带来极大的危害,且对环境造成较大的破坏。采用多媒体技术进行教学可实现“零排放”、“零污染”。例如元素及无机化合物的性质与检验实验,涉及试剂种类较多,内容繁琐,污染物的排放量大,组成也比较复杂,处理起来难度大。而且学生做这部分实验时,实验所用试剂都是实验室老师事先配好,学生进实验室做实验,只是简单地滴加、混合,学生觉得过于简单、枯燥,且化学反应瞬间完成,印象不深刻,难以达到教学效果。
对于此类实验,可有选择地保留一部分有代表性且污染程度较小的内容,让学生实际操作,其他毒性较大、污染较严重的实验内容,如“水下花园”实验可通过多媒体技术将实验过程做成录像展示出来。在教学录像中,让演示人员把实验原理、实验步骤等讲解清楚,清晰地展现实验过程和实验的现象,这样学生在观看时既能掌握性质实验的基本操作方法,又能熟悉元素及化合物的化学性质,从而达到较好的教学效果。运用多媒体技术进行辅助教学还能激发学生的学习兴趣。因此高校应大力推广多媒体辅助教学手段在无机化学实验教学中的应用。
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2.6 回收利用实验产物
回收利用实验产物也是实现无机化学实验绿色化的一个途径。在传统的化学实验中,实验者观察到有关的现象和数据。达到目的后,将实验产物直接弃置或排放,从而造成环境污染。应用绿色化学的理念,可将每次实验的产物回收利用,不仅节约药品,又减少或避免有害物进入环境,造成环境污染。如硫酸亚铁铵的制备,实验产物是硫酸亚铁铵,如果将其废弃,不仅污染环境,而且是一种浪费。实际教学中,应先开设硫酸亚铁铵的制备,并将实验产物回收保存,然后用作其他实验中,如Fe2+的来源。这样不仅节约了实验药品,也减少了实验废弃物的排放量,实现了无机化学实验的绿色化。
2010年8月
绿 色 科 技
第8期
3 结语
通过开展无机化学实验绿色化的研究,要实现无机化学实验的绿色化,需在绿色化学理念的指导下,实行污染预防全过程控制。优选实验、改进实验装置、开展微型实验、多媒体仿真教学和实验用品回收利用等都是化学实验绿色化的有效措施。作为高校化学工作者要从教学管理角度出发,在制定教学计划、教学内容、教学方式等各个环节中,都要考虑保护生态环境,要符合绿色化学的要求。在实际教学过程中,要在保证实验教学效果的前提下,积极、合理地应用绿色化的措施,实现无机化学实验的绿色化。
参考文献:
[1]
朱文祥.绿色化学与绿色化学教育[J].化学教育,2001,22(1):17~18.
[2] 赵新华.无机化学实验[M].北京:高等教育出版社,2000.
[3] 胡明星,孙沫莹.绿色环保型化学实验探索与实践[J].绥化学院学报,2009,29(1):178~180.
[4] 白广梅,李 英.无机化学实验的绿色化探讨[J].实验技术与管理,2006,23(2):104~106.
[5] 刘一兵,沈 戮.微型化学实验课程资源的开发和利用[J].课程•教材•教法,2007,27(3):62~66.
[6] 陆泉芳,俞 洁.化学实验绿色化研究[J].实验室研究与探索,2004,23(12):62~64.
[7] 高敬群, 张向东,邓 敏,等.计算机模拟实验教学的探索[J].化学教育,2001(1):23~24.
[8] 陈 琛.高等无机化学实验绿色化探讨[J].内蒙古科技与经济,2009(6):76~78.
Study on the Greening of Inorganic Chemical Experiment
Luo Feihua,Yang Li,Zhang Ping,Liu Dan
(Department of Chemistry And Chemical Engineering, Sichuan University of Arts and Science,
Dazhou, Sichuan, 635000,China)
Abstract:Based on the principles of green chemistry, problem on how to bring about a green reform of inorganic chemistry experiment is discussed in this bined with the teaching experience. Combined with the teaching experience, some measures on greening of inorganic chemical experiment are put forward, such as optimizing experiment, improving experimental apparatus, carrying out mini-experiment, multi-media simulation teaching, recycling materials and so on. These methods are important to achieve a green revolution of inorganic chemical experiment.
一、应用多媒体进行仿真化学实验
科技水平的不断提升加速了信息技术在教学中的广泛应用，在化学教学的过程中，教师可以采用多媒体等先进的科学技术手段，加强学生的绿色理念学习。在我们的现实生活中，可能会因为环境因素、实验器材制约问题等使一些实验无法进行，面对这种情况，化学教师可以通过课前在网络上查找一些仿真的绿色化学实验视频、录像等内容，以直观而生动的形式为学生呈现化学实验的过程，将传统的教学方法与先进的多媒体教学模式相结合，一边播放视频，一边为学生讲解实验的注意细节和实验的重点等内容，加强学生对实验的认识。例如在沪教版九年级第六章《溶解的现象》这一课的实验过程中，教师可以利用多媒体等信息技术手段进行实验指导。教师可以在课前设计一些PPT或者使用化学模拟实验软件，在电脑中，模拟高锰酸钾晶体放入500毫升的烧杯中，然后注入300毫升水并搅拌过后，会产生的化学效果，使学生没有通过实验，也能够直观的感受化学的变化和魅力。
二、应用先进的微型化学实验方法
微型化学实验方法是一种新型的化学实验方法，在国内外众多的化学教学中被广泛的应用，并取得了良好的效果。微型化学实验方法主要是在化学试验的过程中，使用的微型的化学仪器和装置进行实验，并且实验所使用的化学试剂用量严格控制在百分之一到百分之十之间，从而有效的减少实验废弃物和污染物质。这种微型化学实验方式在化学实验中植入绿色理念的重要表现，不仅减少了污染物质和资源浪费，同时也能够培养学生形成良好的绿色思维意识，推动化学实验教学的不断深入开展，充分提升学生的化学水平，达到保护环境、减少污染，科学教学的目的。例如在对沪教版九年级第8章《食物中的有机化合物》这篇课文的实验过程中，教师可以充分利用微型化学实验方法指导学生进行实验。在实验的过程中，在不影响实验效果的基础上，可以尽量使用较少的淀粉、蔗糖等材料，放到酒精灯上进行加热实验，根据物体燃烧的颜色变化判断食物中的有机化合物。
三、科学处理化学实验的废弃物品
在化学实验中，除了要指导学生树立良好的绿色观念，进行绿色实验之外，教师还要加强提升学生对化学实验废弃物品的科学处理能力。在化学实验过后，会产生大量的废弃物品或者化学试剂，教师要加强学生对这些物品或者试剂的客观认识，禁止学生对化学物品随意丢弃，根据物品或者试剂的种类、腐蚀性、有害性进行针对性处理，对于可以反复使用的物品要将其进行保留，放置于预定好的容器中并加以标注，以便于循环利用，最大程度的减少对环境的污染，倡导绿色、可持续的化学实验观念。化学是当前我国教学中一项重要的学科，社会的发展和人民思想素质的不断提升加速了在化学教学中绿色理念的应用。紧跟时代脉搏，在化学实验教学中灌输绿色理念，有利于培养学生树立节约、绿色的思想观念，为我国建造可持续发展的生态型社会奠定良好的基础。
作者：施捷单位：江苏省淮安市文通中学
关键词：废弃物 绿色化学 无害
中图分类号：G633.8 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）04（a）-0165-02
近几年随着环保意识逐渐加强，在社会的各个方面都倡导环保绿色、可持续发展，同时在化学教育过程中也开始渗透环境教育，内容也涉及环境污染及保护问题，如大气污染、水污染、温室效应等内容。中职学生在此阶段也是比较系统地学习化学知识的阶段，教师需要让学生们了解化学实验所产生的污染情况，同时还要将绿色化学思想融入化学教育的过程，培养学生绿色化学思想。新的预防化学污染的理念和新实践已经成为当今主流，需要加强此方面的教育。中职化学实验多多少少都会产生实验垃圾，对周边环境造成影响，如不进行处理，就会影响师生及学校环境，最重要的是学生的这种绿色化学理念将越来越淡薄，有悖于我们教育的初衷。
1 化学实验的污染问题
化学是一门以实验为基础的自然科学，化学教学中一半以上的化学知识都需要实验引入，但教材对实验设计往往只会重视实验现象明显、实验装置简单，便于教师、学生操作，很少考虑实验产物对环境的污染问题。而化学实验教学中，很多学校在建设实验室时也没有考虑化学实验对实验室环境以及周边环境的污染，在完成教学实验后直接将实验室废水、废气、废物排放到环境中，在造成环境污染的同时也影响到了人体的健康。
1.1 废液
化学实验废液多为实验残留液体、实验原料溶液以及清洗仪器、器皿的废液。几乎所有的化学实验都会产生废液，也都存在不同程度的废水污染。并且这些废液成分相对复杂，不但含有有机物、无机物、重金属，甚至会包含细菌、有害微生物。有些废液甚至具有腐蚀性、易燃性、毒性，有的甚至还可以致癌。
1.2 废气
化学实验常产生具有污染的废气，例如酸雾、苯系物、汞蒸汽、有机溶剂蒸汽以及甲醛等。这些废气的污染性较大，对人体也具有伤害。例如硫化氢会严重刺激人上呼吸道以及黏膜；甲醛会对呼吸道以及人体造成损伤；苯系物可能致癌等。虽然很多实验室会设有通风系统，要求所有产生毒害气体的实验在通风橱中进行，但这样虽然保证了实验室中人和环境的安全，但却对实验室周围环境造成了污染。
1.3 固体废弃物
固体废弃物是化学实验过程中产生的主要废物之一，且种类具有多样性，例如多余样品、消耗实验用品（棉花、纱布等）、破损实验用品（玻璃器皿）、残留化学试剂以及失效化学药品等。化学成分复杂的固体废弃物含有多种污染物，若处理不慎很容易引发严重的环境污染。
2 绿色化学理念
中职化学教学中应当引入绿色化学理念，这是一种对环境影响相对较小的化学理念，绿色化学要求化学活动应当友好地对待人类健康以及环境，其目的是寻找能够利用的无毒害化学原料进行实验，最大限度地减少实验材料用量，在节约能源的同时降低有害物质的使用、产生，从源头上消除化学污染物，是一种可持续发展理念较强的化学理念。
2.1 化学课堂教学是最直接的h保教育基地
在国外化学教学过程中，比如在新加坡，化学教学实验室都会给每一个实验台专门设置废液回收装置，学生在进行化学实验后通过回收装置处理实验废物；并且每个实验台专门配置干净的抹布，可以及时清理实验完成后实验台上遗留的污渍，以免这些遗留污渍污染实验台。由于现代实验室设备大多较先进，很多实验借助仪器都可进行微量化实验，避免了传统实验对实验材料的浪费，也减少了污染环境的废物的产生。除此之外，实验室下水道也需要在出口设置专门的监测仪器，以方便随时监测实验室流出的液体，从而达到双重保障的作用，降低实验废液对环境的污染。
2.2 将环保由课堂延伸到校外
随着人们环保意识的加强，相关研究逐渐增加，但环保及环境治理相关教育内容却很少，并没有真正融入中职生的生活中。环保知识教育也只是一种普及教育，目的仅限于对国民素质的提高，而没有针对学校教育特点的专门性教育。化学与环境污染密切相关，环境污染主要是由化学污染物造成的，很多环境问题的解决要依靠化学的方法来实现。中职化学课堂教学是最直接的环保教育基地，只有把环保教育贯穿于化学学科教学的课内课外，把中职研究性学习与环保教育联系起来，才能真正培养学生的科学素养。
3 化学实验废弃物绿色无害化处理
3.1 通过实验改进从根源上减少化学实验废弃物
在化学实验中最有效的就是从实验根源入手，从仪器、实验方法、实验原料等方面进行改进，减少废弃物的产生。比如，使用微型化的仪器装置进行实验，试剂用量大幅减少。吸热反应的实验，药品减半；物质的量浓度配置实验，将用量由500 mL改为100 mL；浓硫酸的脱水性实验，蔗糖用量减半；学生分组进行物质性质实验，均采用小试管或点滴板进行。在不影响实验效果的前提下，学生可以寻找一些无毒害的药品来替换有毒害的药品；寻找一些对环境无影响或影响较小的药品来替代对环境影响较大的药品。如溶液的导电性实验，盐酸和氯化钠在通电时会产生有害的氯气，将它们换成硝酸钠和稀硝酸，这样既达到了比较电解质溶液导电能力强弱的目的，又避免了氯气的污染。又如用CuSO4溶液代替水与电石反应，产生的H2S气体就可以和CuSO4溶液反应而被吸收，从而减少污染。
3.2 废气的无害化处理
中职化学实验废气主要是实验中产生的尾气，尾气处理通常和某制取或性质实验结合在一起，相对研究较多。中职化学实验中主要出现以下十几种气体：O2、N2、H2、CO、CO2、Cl2、HCl、Br2、SO2、H2S、NO2、NH3、CH4等。一般的，教师和学生对有毒尾气处理比较注意，无毒气体如甲烷、氢气等就觉得好像不必处理，实际上这两种气体也是引起温室效应的物质之一；还有的习惯把实验产生的尾气通过通风橱排出室外，这样也会污染环境。尾气处理方法按其方法的不同可以分为3类：液体吸收法（溶液或水吸收法）、燃烧法、袋装法（塑料袋或气球）。
3.3 废液的无害化处理
各类酸碱废液，含铅、溴、碘、汞、镉的废液和有机化学废液是中职化学教学实验过程中产生的主要几种废液。其中最为常见的化学废液便是酸碱废液。对于不含重金属的酸碱废液，浓度非常稀的可以无需处理直接进行排放；浓度高的则可以直接通过酸碱中和的方式进行处理，保证最终排放废液pH值为6～8；一般化学实验过程中会将酸碱废液分开贮存，最后相互进行中和处理。而含有重金属的化学实验废液则需要首先使用酸碱溶液，将废液pH调节到3～4，继而加入铁粉进行搅拌，搅拌30 min后将pH调节至9，再搅拌10 min，而后加入碱式氯化铝或硫酸铝对溶液进行沉淀处理，此时得到的上层清夜可以直接排放，而沉淀物则必须进行废渣处理。
4 结语
中职化学教学也是比较系统化的教学阶段，因此教学中必然会进行化学实验。教师应当在本阶段的学习中让学生明晰化学实验污染状况，并将绿色化学思想融入教学，培养学生的环保理念。同时还要有目的地将实验产生的废物、垃圾无害化处理方式融入教学中，从而达到绿色教学的目的。
参考文献
[关键词] 分析化学实验 绿色化学 实验教学
绿色化学又称环境无害化学(Environmentally BenignChemistry)、环境友好化学(Environmentally FriendlyChemistry)、清洁化学(CleanChemistry)。
绿色化学是用化学的技术和方法去消灭或减少那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂在生产过程中的使用,同时也要在生产过程中不产生有毒有害的副产物、废物和产品。为维持经济和社会的可持续发展,各国都对绿色化学非常重视。高等院校肩负为我国建设培养优秀人才的重任,在化学教育中关注人文主义的科学精神,灌输提倡节约、保护环境、维护健康的绿色化学理念就显得尤为重要。分析化学实验是化工、生物、环境、农业、医药、食品等专业的基础实验课,其实验内容覆盖面大,所需试剂种类多,且大部分为常量实验,造成的实验性环境污染现象较为严重。因此,笔者认为,对分析化学实验绿色化的实践探索意义重大。
一、多媒体与计算机辅助教学
21世纪是信息时代,在电子科学飞速发展的今天,多媒体与计算机早已走进了理论教育的课堂。而随着计算机模拟仿真化学实验的产生和发展,使得化学实验有了摆脱实物教育的可能,其对保护自然资源、缓解化学实验对环境的污染等,具有深远的意义。
在分析实验开始前,组织学生观看分析仪器的基本操作和演示实验的多媒体课件,使学生对实验内容和原理有直观的认识;模拟实验中可能产生的违规操作,让学生了解其后果,可有效防止错误的产生,减少实验消耗。
对那些中间实验现象不明显、危险性大或操作条件苛刻的实验,利用计算机模拟仿真技术,通过多媒体教学手段,可以很方便的解决这些问题,并在保护环境的同时取得最佳的教学效果。
利用多媒体与计算机辅助实验教学,不仅能够解决实验硬件的不足与学生数量快速增长的矛盾,还提供了减少实验性环境污染的途径,是化学实验教学绿色化研究的重要内容。
二、优化实验
首先,对于一些安排上重复、且所用药品毒性较大的实验,在不影响培养学生实验操作能力和知识结构的前提下,可以进行删除。
其次,对排放有害物质的实验,可以改进实验方案,减少或消除污染。例如,在《酸碱标准溶液的配置和浓度的比较》实验中,若采用挥发性大的浓盐酸,实验室会弥漫大量的酸雾而造成空气污染,而改用6mol/L的盐酸,此项污染会大幅度降低。再如,在《双氧水中过氧化氢含量的测定》实验中,改用浓度为3%的双氧水(在医学上可作消毒剂)代替浓度为30%的双氧水(氧化性极强,污染环境),就不会造成污染。
另外,还可以引入先进的实验方法来消除污染。例如,在分析一些成分复杂的样品时,加入掩蔽剂是常规的实验方法,而掩蔽剂多数是有害的物质。通过仪器掩蔽方法――导数分光光度法和双波长分光光度法,可以做到不加掩蔽剂而消除干扰直接测定。
三、推行微型分析化学实验
微型化学实验是国内外日益广泛采用的一种化学实验方法,因具有减少环境污染、减少试剂用量从而节省实验经费、节省学时等优点而得到普遍认同。
近年来,通过教育工作者对分析化学微型滴定实验的探索表明,微型滴定分析实验结果准确可靠,方法可行,可节约试剂80%以上。这对使用有毒试剂的实验,如重铬酸钾的实验而言,可显著减少其对环境的污染;另外,微型实验较常规滴定分析需要更加细致的操作,对学生的实验水平要求更高、更规范。因此,微型分析化学实验的推行在减少环境污染的同时,有利于提高学生的实验技能。
四、消除污染物的直接排放
分析化学实验过程中,排放最多的是废液,其中大多数均含有有毒有害物质,有些甚至是剧毒物和致癌物。而长期以来,学生把实验过程中产生的和实验完成后剩余的试剂大多直接倒入下水道中,造成了环境的污染。这种现象是急需杜绝的。每次实验结束后,应要求学生将废液进行处理后再利用或排放。通过这样的做法,既减少了污染,又培养了学生保护环境的意识和综合解决环境污染问题的能力。
例如,可以将《酸碱标准溶液的配置和浓度的比较》实验中剩余的酸和碱进行中和至PH=7,然后再进行排放。
再如,在《铅铋合金中Pb2+、Bi3+含量的连续滴定》实验中,可以用硫化钠作为沉淀剂回收Pb2+和Bi3+,之后用稀硝酸溶解硫化物,并控制酸的用量,使回收后的混合液酸度恰好为滴定Pb2+和Bi3+所需的PH值,达到了废液回收再利用的目的,既节约实验成本,又减少实验污染。
五、结论
分析化学是一门以实验为基础的自然科学,它与环境联系十分密切。通过实践和研究表明,把绿色化学的思想融于分析化学实验教学中,有效地减少了分析化学实验对环境的污染,节约了实验成本,并有利于学生综合素质的提高和实验技能的培养。
参考文献:
[1]闵恩泽,傅军.绿色化学的进展[J].化学通报,1999,(1):6-9.
[2]陈伟珍,沈戮,黄美玲等.微型滴定分析化学实验探索[J].实验室研究与探索,2007,26(2):31-34.
[3]罗明辉,杨勤,韦永勤等.定量化学分析实验微型化的研究[J].化工高等教育,2002,73(3):71-72.
化学是一门实践性很强的学科，化学实验教学又是化学教学过程中的重要环节，实验教学对学生科学思维、动手能力、创新意识的培养起着重要的作用。但绝大多数化学实验不可避免地对环境造成了污染。［4］以大学无机化学实验教学为例，使用到的化学药品有100多种。其中不乏各种毒性较大的物质：如钡盐、铅盐、镉盐、铬盐等各种金属盐类；硫化氢、氯气、二氧化氮、二氧化硫等有刺激性或有毒气体；四氯化碳、乙醚、丙酮等各种有机溶剂。［5］因此，对传统化学实验进行绿色化改革，全面推行绿色化学实验乃大势所趋。绿色化学实验是以绿色化学为指导思想，用预防化学污染的新思想和新技术，对常规实验进行改革而形成的化学实验的新方法。它的具体内涵体现在使用化学品遵循的“5R”原则上：［6－9］1．Reduction—减量（减少试剂用量，提高转化率，可减少“三废”排放量）；2．Reuse—重复使用（催化剂、载体等，应有重复使用的设计，可降低成本、减少废弃物）；3．Recycling—回收使用（回收未反应的原料、副产物、催化剂、稳定剂等非反应试剂）；4．Regeneration—再生利用（变废为宝，是节省资源，减少污染的有效途径）；5．Rejection一拒用（拒绝使用无法回收、无法替代的毒副作用、污染作用明显的原料，是杜绝污染的最根本方法）。具体来说，就是化学试剂、化学反应、途径、产物、剂量等等的绿色化。
二、改革教学内容和手段，将绿色化学的理念
渗透入实验过程作为高校化学教师，应不断地改进实验教材和教学内容，将绿色化学的理念融入到化学实验教学中，培养具有绿色化学意识的化学人才，实现化学实验的绿色化。主要的改进手段有以下几点。
（一）反应试剂绿色化
不管是无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验还是物理化学实验，都多多少少要使用到有毒有害的反应试剂。反应试剂的调整对实验绿色化进程意义重大。如无机元素化学实验中将鉴定Br－、I－时使用的氯水改为双氧水，既可以省去制备氯气的烦琐操作，避免氯气、氯水对环境及健康造成的不良影响，又可以让学生灵活运用学过的知识。［10］有机化学实验中“苯乙酮的制备”要用大量苯，此实验可用生理毒性比苯小得多的甲苯代替”；［11］传统的“己二酸的制备”实验，现有有机化学实验教材是以环己醇为原料、用硝酸作为氧化剂的传统工艺，硝酸是危险、有强腐蚀性的物质，副产的NO会破坏臭氧层，而且该反应为强放热反应，极易飞速升温而失控。“己二酸的制备”可以采用绿色合成工艺，即以环己烯为原料，以H2O2为氧化剂合成己二酸，该工艺以绿色氧化剂H2O2代替HNO3，反应条件温和，易于控制。［12］
（二）常量实验微量化、半微量化
尽管很多实验经过改进以后，所用原料毒性很小或基本无毒，但排放量大了仍会造成污染。应此，实验的微量化和半微量化不仅是减少试剂用量的简单问题，也是走绿色化学之路的必然选择。自从20世纪80年代美国科学家在基础有机化学的微型制备实验研究中取得成功后，微型化学实验的探究与应用就成为一种趋势。微型化学实验是以尽可能少的反应物质来获取所需化学信息的实验方法与技术。虽然其试剂用量一般只是常规实验用量的1／10乃至更少，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。采用微型化学实验技术，可以大大减少试剂用量、缩短实验时间、降低环境污染，也有利于强化学生的动手操作能力，培养学生的创新思维和环保意识。［5］如在无机性质实验中，对不用加热和不需要沉淀分离的实验，改在点滴板上进行，试剂用量可减低到原来的1／2～1／5。有机实验中的如乙酸乙酯的制备、从茶叶中提取咖啡因等实验改成半微量实验后产品产率和质量仍能得到一定保证。［11］
（三）实验模式循环化
传统实验是“原料—产物—废弃物”的单向线性系统，特征是原料的高消耗性以及产物对人和环境的高污染性，随着资源的短缺甚至枯竭，人类生存环境的不断恶化，这种传统实验模式正在受到前所未有的挑战，人们越来越清楚地认识到它的种种缺陷和不足。“循环实验”的根本在于“循环”两字———充分利用实验产物，绿色化处理实验废物。循环实验模式一般有两种：［13］1．原料—产物（原料）—产物（无毒、低毒废物）；例如：乙酰水杨酸的制备～提纯—含量分析（酸碱滴定法）。本实验的反应物为乙酸酐和水杨酸，常温条件下生成乙酰水杨酸，在下一轮乙酰水杨酸的提纯及含量测定实验中作为样品使用。2．原料—产物（原料）—产物—原料。例如：以配位连续滴定法测定混合液中的Bi3＋和Pb2＋离子，是分析化学实验教学中的一个重要实验内容。按照传统的试验方法，供学生测定的混合试液几乎都是由分析纯的硝酸盐试剂配制而成。以前在学生完成分析实验之后，含有Bi3＋和Pb2＋废液也就随下水管排掉。这些废液如不回收，既污染环境又浪费资源。在该实验过程中，如以硫化钠为沉淀剂处理含Bi3＋和Pb2＋的废液，则Bi3＋和Pb2＋均以硫化物沉淀的形式回收，然后用稀硝酸加以溶解，并通过硝酸用量的控制，使再生后试液的酸度恰为滴定所需的pH值，这样就可供学生在实验中反复使用。［14］
（四）实验技术（仪器）更合理化
在物理化学实验中，U型管水银压力计和贝克曼温度计使用频率曾经很高。但这两种仪表都含有汞，容易造成实验室汞污染。可将U型管水银压力计改换为压力传感器，不仅能达到无汞的目的，而且还使压力测量读数更准、更快；传统的贝克曼温度计也可换为“SWC－Ⅱ型数字贝克曼温度计”，既省时又安全，效果也很好。［15］而在有机化学实验中，微波辐射法的运用也为实验绿色化开辟了一条新的道路。与常规加热法相比，微波辐射促进合成方法可以显著地节能，提高反应速率，缩短反应时间，减少污染，且能实现一些常规方法难以实现的反应。微型实验、小量一半微量实验可以据以有选择地改造为微波化学实验。微波化学反应直接或间接地减少了环境污染。作为一种新技术，应大力研究和推广，使之形成新的实验体系。［5，16］
（五）计算机和多媒体技术帮助实现实验绿色化［2，4，13，17］
利用计算机多媒体技术对化学实验进行辅助教学是近年来新兴起来的一种实验教学手段。化学实验属于消耗性实验，常规的、传统的化学实验不可避免地会消耗许多药品和大量的水资源。计算机辅助教学模拟化学实验（仿真实验）是一种化学试剂和仪器装置“零投入”和“废弃物零排放”的特殊实验方式，特别适合于演示实验。我们利用计算机多媒体技术对实验原理、装置、流程、实验过程进行仿真，用文字、声音、图像、动画的效果，让学生在计算机屏幕上所做实验达到身临其境的感受，如在直观的情景中“实验”。如醚的过氧化物爆炸、有毒溶剂的燃烧、砷化物的相互转化、胶体的电泳、硫化氢的性质与制取等。学生可以反复地操作练习，重现实验内容和实验现象，观察实验的现象变化。实验软件本身就带有较高的趣味性和游戏性，既可以大大提高学生对实验课的学习兴趣，充分调动学生的积极性和主动性，又可以减少环境污染和实验危险。
三、培养学生环保意识，妥善处理实验室“三废”［18，19］
关键词：化学实验；绿色化学；五年制师范；应用实践
中图分类号：G642.423 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）09-0134-02
绿色化学理念是以环境保护理念为基础发展而来的一种新型教学理念，在当前教学过程中有着十分广泛的应用，尤其在化学实验教学过程中。在当前五年制师范化学实验教学过程中，积极减少化学实验污染，加强环境保护已经成为一项尤为重要的内容，同时也成为了当代师范教学的一个要求。因此，在实际教学过程中，教师应当充分理解绿色化学理念，并且应当通过有效途径及方法在实际教学过程中进行合理应用，从而达到较好效果。
一、绿色化学实验分析
（一）绿色化学含义分析
所谓绿色化学就是通过对现代化学原理及方法进行运用，从而使化学产品设计、生产及应用过程中所产生有害物质及所使用有害物质得以减少，或者将其消除，其主要目的就是对经济及技术方面均可行的对环境副作用较小或者不会产生副作用的化学产品进行研究开发，属于一种新型化学理念。绿色化学所指的就是在化学反应过程中，将“原子经济性”作为基本原则，也就是在制备新物质的化学反应过程中γ扛鲈诜从χ胁斡氲脑料原子进行充分利用，从而尽可能实现零排放。在化学反应过程中，不但能够对资源充分利用，并且不会有污染产生，在实验过程中选择无毒化学物品，从而加强化学实验安全性及经济性。
（二）绿色化学实验应遵循的原则
依据绿色化学含义，在五年制师范化学实验教学过程中，在进行绿色化学实验设计时应当注意遵循以下几个原则：其一，注意遵循减量原则，其指的主要就是将资源用量减少，并且将“三废”排放量减少；其二，遵循循环利用原则，所谓循环利用指的也就是重复进行利用，其主要目的就是使生产成本减少，并且减少在实验过程中所产生废物排放；其三，遵循回收原则，在化学实验过程中通过回收可有效节约资源，可使实验成本降低，并且能够使实验过程中所产生污染得以有效减少；其四，注意遵循再生原则，这一点主要是指将废弃物质转变成为可用物质，其要求在设计生产流程过程中便应当考虑再回收利用相关原料；其五，遵循拒用原则，这一点所指的就是尽量不使用无法回收、无法代替以及无法再生及利用的相关药品原料，这一点在消除污染方面属于最根本方法[1-2]。
二、化学实验中应用绿色化学理念的必要性分析
对于绿色化学理念而言，其在以往化学教材中并未明确提出，大部分教师对这一教学理念了解均比较少，学生对这一理念也就更加不了解。在传统化学教学过程中，通常情况下所涉及内容只有物质组成、物质结构以及物质性质与应用，基本上都未能够以环境保护为出发点，对减少化学实验中所产生环境污染进行探究。对于绿色化学教学而言，其就是将传统教学方式改变，对学生进行引导，使其树立绿色化学理念，使其以环境保护为出发点进行实验探究，在实验过程中得到绿色化学产品，避免产生有害物质，属于一种新型教学方式及理念。而五年制师范学生是未来的小学教师，将来要从事小学科学的教学和实验活动的策划、组织及指导工作，涉及到环保和绿色理念的教育，基于此，绿色化学理念在化学实验教学中渗透尤为重要。加之绿色化学对环境可持续发展十分有利，对消除学生对于化学偏见十分有利，因此，在当前化学实验教学过程中应用绿色化学理念已经成为一项必要任务及内容[2]。
三、在化学实验教学过程中应用绿色化学理念实践分析
（一）增加串联化学实验教学实践
就以往化学实验课堂教学实际情况而言，通常情况下每节课只实施一个小型化学实验，这种实验教学模式导致严重浪费化学反应药品。因此，在今后化学实验教学过程中，教师可选择几个相关小实验进行串联，将这些实验集中到一起共同开展。在开展串联实验过程中，能够将上一实验中所剩余物质或者反应过程中新生成物质作为下一实验中原料，然后再进行实验，这样不但能够使化学药品浪费情况减少，还能够使实验过程中的废物污染得以很大程度减少，可使循环利用废旧药品得以实现。另外，通过串联实验，可使实验时间大大降低，可有效避免重复进行实验，可使化学实验教学效率得以提高，对化学实践教学绿色化发展十分有利。
（二）注重化学实验各个环节绿色化
在化学实验实际教学过程中，只有对化学实验过程中每个相关环节均加强重视，才能够使绿色化学实验教学得以真正实现。所以，在化学实验教学过程中，在对原料进行选择时便应当综合考虑实验效果及实验清洁程度，比如在电解实验教学过程中，在以往实验过程中通常选择氯化钠溶液作为实验材料，而氯化钠在分解之后会有氯气产生，氯气属于有毒气体，因此，在实际过程中可选择碳酸钠溶液代替氯化钠溶液，这样一来，溶液分解所产生的气体只有氢气及氧气，不但不会对实验效果产生影响，并且不会对周围环境造成危害，具有十分理想的效果。另外，在实验过程中应当注意选择无毒无害溶解剂及催化剂，教师可将常见的一些溶解剂及催化剂对学生进行讲解，从而使学生认识得以增强，在实验过程中能够对实验材料合理选择。此外，还应当指导学生对实验装置正确使用，这对于学生养成良好实验习惯十分有利，从而对绿色化学实验的真正实现奠定理想基础[2-3]。
关键词： 高校 绿色化学 化学实验
当前，全球十大环境问题中，有环境问题都与化学化工生产有关。由此，很多人对化学工业提出质疑，认为化学是环境变差的罪魁祸首，对化学产生一种莫名其妙的恐惧心理。在这种形势下，综合考虑环保、经济、社会，以及化学工业自身发展的要求，具有全新理念的“绿色化学”（Green Chemistry）应运而生［1］。由于社会的不断进步，人们的环保意识不断提高，科学实验（包括实验教学）中的环境保护问题越来越受到人们的重视。化学实验是化学教学过程中的重要环节，通过开展绿色化学实验研究，推进化学实验教学的绿色化，有利于培养学生的环境保护意识和创新意识。这也将是今后化学实验教学的必然选择。
1.绿色化学概述
进入21世纪，人类正面临着有史以来最严重的环境危机，为了根治环境污染，人们开始从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革传统化学，提出了“绿色化学”这一新概念。
1.1绿色化学的概念
绿色化学是指用化学的技术，原理和方法去消除对人体健康，安全和生态环境有毒有害的化学品，绿色化学又称清洁化学（Clean Chemistry）、环境友好型化学（Environally Friendly Chemistry）和环境无害化学（Environmentally Benign Chemistry），与其相对应的技术称为绿色技术、环境友好技术［2］。绿色化学主要是利用化学原理以及所有相关的技术和方法，来减少或消除化学反应对生态和环境的污染。它的主要任务是研究新的化学反应体系，包括新的合成方法和路线，探索新的反应条件，寻求新的包括生物资源在内的化学原料，开发能够代替挥发性有机溶剂的溶剂，无毒无害的高效催化剂，减少副产物产生的合成方法，设计和研究新的绿色化学品等。
1.2绿色化学的特点
绿色化学综合起来应该具备以下几个特点:（1）化学反应的原子经济性［3］，应保证化学反应中每个原子都参与反应并全部转化为产物。（2）化学反应中的试剂，溶剂，催化剂，目标产物，化学反应条件都是无毒无害的。（3）化学工艺是闭路循环的，整个流程只有原料和必需的能量输入，产出的是产品，其余的物质和能量是内部循环，对环境无影响［2］。（4）过程和终端均为零排放或零污染。
1.3绿色化学的原则
绿色化学的具体内涵体现在使用化学品应遵循的“4R”原则［4］:（1）拒用危害品原则（Rejection）:在化学反应过程中拒绝使用一些无法替代，又无法回收和重复使用的有毒有害物质，这是杜绝污染的最根本办法。（2）减量使用原则（Reduction）:对教学需要又无法替代的使用有毒物质或产生有毒物质的实验，可通过减量使用原则加以控制。（3）循环使用原则（Recycling）:包括回收未反映的原料，副产物以及助溶剂，催化剂等非反应试剂。（4）重新利用原则（Reuse）：循环使用和重新利用可有效实现“省资源，少污染，减成本”的目标要求，既是减少废物排放的需要，又是降低实验成本的需要。
2.实施高校绿色化学实验教学的必要性和可行性
化学是一门实践性和应用性很强的学科，化学知识广泛深刻地渗透进个人和社会生活的各个方面，化学实验是化学教学的重要组成部分，根据教育部拟定的基础课实验教学示范中心建设标准，化学实验课占理论课时数的120%左右。在我国的高校里，每天都有大批学生在进行各种各样的化学实验，所用的化学药品种类多，消耗量大，而且大部分有毒或有腐蚀性，有的实验过程还伴随有毒气体的产生，有的实验生成物就是有毒物质。大多数高校对学生每次实验所产生的污染物很少进行处理，而是直接排向环境中。学生在完成实验获取知识和技能的同时，也造成环境的污染。因此，在高校化学实验教学中加强绿色化学教育，对传统化学实验进行大胆的绿色化改革，并实施绿色化学实验，使学生知道并参与怎样减少化学实验污染及污染治理的实践，培养学生的环境保护和可持续发展意识，具有重要的现实意义和必要性。同时以绿色化学的原则为指导，结合化学教学实验自身的特点，实现化学教学实验绿色化的改革是势在必行的。
3.实验高校绿色化学实验教学的途径
优良的教学方法是有效实施实验教学绿色化的保障，它直接影响到教学效果。纵观化学专业的教学计划，学生至少有两到三学期的时间在实验室，因而实验教学方法是否得当成为实验真正绿色化的又一关键点。实验教学中遵从绿色化可从以下几方面进行。
（1）改进或删除有毒性的实验项目
依据绿色化学教学的要求，对实验教学课程体系进行重组，在保证实验教学的前提下，充分考虑试剂和产物的毒性以及整个实验过程所产生的“三废”对环境的污染情况，尽量选择低毒，污染较小且后处理容易的实验项目，改进或删除那些对环境污染大，毒性大，危害性大，“三废”处理困难的实验项目，并用有环保或有实际意义的实验项目代替。
（2）选用绿色原料，绿色溶剂，绿色催化剂
实现同一变换可能存在几种可供选择的原料，溶剂，催化剂。只要可能，实验过程中应尽量寻找实现同一变换最无害的试剂替代有毒有害的试剂；通过改变反应的溶剂，用不易挥发，无害溶剂来代替挥发，有毒的溶剂；用高效，无毒，无害的催化剂代替腐蚀性严重的催化剂。
（3）推广微量，半微量或减量化实验
微型化学实验是以微小量的试剂，在微量化的仪器装置中进行的化学实验。其特点是保证实验效果的同时，大大减少试剂用量，缩短实验时间，降低水电能的消耗，节约了实验经费，大大减少污染排放量，保护了环境。推广微量，半微量或减量化实验，能减少环境污染，是实现化学实验绿色化的一个重要途径。
（4）将某几个实验合并在一起
将几个实验合并在一起，开展串联实验，使本来存在几次污染的的实验变为一次污染，甚至没有污染。而且使前面实验的产物成为后面实验的原料。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，而且在一定程度上减轻常规实验对环境的污染。
（5）引进微波，超声波技术
微波作为一种新型能量形式，具有反应条件温和，操作方便，时间短（节能）产率高，产品易纯化，减少用量或不用溶剂，对环境友好等优点。超声波化学利用超声波的空化作用，可提高许多反应的速度，改善目的产物的选择性，改善催化剂的表面形态，提高催化活性组分在载体上的分散性等［5］。在化学实验中引入微波，超声波技术，不但能减少环境污染，节约能源，而且有助于学生对相关的先进科学技术的了解，激发求知欲。这些技术的引入对增强化学实验内容的绿色化有十分重要的作用，因而也是实现化学实验绿色化的一个重要方法。
（6）采用现代教学手段，模拟化学仿真实验
利用计算机模拟仿真手段，简单的验证性实验可以让学生在计算机上进行模拟。一些实验条件高，危险性大或必须使用较多有毒有害的试剂，并在整个实验过程中排放较多有毒气体、有毒废水，给师生身体健康带来极大危害，且对环境破坏较大，而目前又无法通过改进而减少污染实现绿色化的实验，这次实验利用计算机多媒体技术既让学生学会了实验方式，又使那些毒性大、危险性较大、试剂昂贵的实验变成了绿色化的实验自始至终不会对人体和环境造成污染。
（7）妥善处理实验后废弃物
化学实验产生的废弃物，如果直接排放，不但会造成环境污染，而且会淡化学生的环保意识，养成不良的习惯。因此，对实验产生的废弃物应进行洁净化处理，真正实现化学实验绿色化。实验废弃物的处理应根据“变废为宝，化害为利，分别处理”的原则，首先考虑回收再用，然后根据废弃物的性质分别采取可行的物化方法、化学方法或生物方法进行处理。
（8）利用一些成品化的仪器来完成化学实验
利用一些成品化的仪器来完成化学实验，这种仪器和药品可循环使用，不存在污染毒害。
（9）注重实验室的绿色化管理
化学实验室是安全隐患较多的地方，因此实验技术人员要加强实验室绿色化管理。在实验室配制的化学试剂，要注意安全绿色化保管，防止挥发、风化、潮解、见光受热、氧化燃烧、爆炸，以及试剂间的相互作用。我们要根据化学试剂的特性进行分类，按一定的规则和顺序妥善保存。有剧毒性的试剂，不管浓度大小，使用多少就配制多少，已配好未用完的溶液要作无害化处理。实验结束后，我要求每一个学生仔细清洗好自己的仪器，并要打扫自己区域的桌面和试剂台面，无污染的废弃物直接处理，其他一律按规定的地点存放，促使学生养成实验时尽量少污染、零排放的绿色化学意识，养成了善始善终的好习惯。
4.结语
绿色化学是应用化学的技术和工艺去减少或消灭污染。绿色化学符合经济可持续发展的要求，其根本目的是从节约资源和防止污染的观点来重新审视和改革现在的整个化学和化工。在高校化学实验中实验绿色化，加强绿色化教育，让人类赖以生存的地球环境会变得更加美好。
参考文献：
［1］白少伟.绿色化学理念及其在新教材中的体现［J］.化学教育，2005，（7）:14-15.
［2］钱诗靖.绿色化学及化学实验绿色化的研究［J］.齐齐哈尔医学院学报，2004，25，（11）:1288-1289.
［3］马春生.在高中化学教学之中渗透课程标准的理念［J］.化学教学，2005，（3）:1-5.
