綠色化學應在中學化學實驗中扎根

2022-11-26 12:03:03 字數 2692 閱讀 1673

二、降低藥品濃度,提高實驗效果,減少環境汙染

在現行中學化學教材中,有些實驗指明了藥品濃度,有些實驗沒有指明了藥品濃度。我對許多涉及藥品濃度的實驗探索和改進。既節約了藥品、保證了實驗效果,又減少了環境汙染。

1.指示劑濃度的減少,指示劑酚酞、石蕊等原濃度為0.5%~1.

0%,經改進可減少到0.1%~0.25%, 也可以相應減少酒精的用量。

2.對苯酚性質,苯酚溶液濃度由2%降至0.5%~1.

0 %,溴水濃度也可降低為橙紅(稍濃)。3.對定性檢驗劑硝酸銀濃度改進,配製銀氨溶液,硝酸銀濃度、氨水濃度可由2%降為1%。

一般離子檢驗,硝酸銀濃度0.1%就足夠了。4.

濃度對化學平衡的影響,硫氰酸鉀、 三氯化鐵溶液的濃度可由0.01mol/l降為

0.0005mol/l,0.1mol/l不變。

這些改動實驗藥品的濃度都增強了實驗效果。降低實驗藥品濃度的例子還很多,作為化學實驗工作者,應具有綠色化學的思想,並指導日常工作,盡可能地降低實驗藥品濃度,減少藥品的損耗,預防環境汙染。

三、盡可能在密閉條件下進行,尾氣的吸收

綠色化學是設計研究沒有或只有盡可能少的環境負作用,並在技術上、經濟上可行的化學品和化學過程。在中學化學實驗中,對部分實驗從實驗技術、方法、儀器等進行重新設計,把分散的實驗綜合起來,這樣,可防止有毒氣體進入空氣,而且,還可以節約藥品和縮短實驗時間。如:

銅分別與稀硝酸、濃硝酸的反應,演示實驗和學生分組實驗都有,如果按課本上做,不僅浪費藥品,而且產生釋放出一氧化氮與二氧化氮等有毒氣體。實踐中可把演示實驗和學生分組實驗實驗八合併成邊講邊做實驗,實驗改進為:儀器是:

廢醫用的一次性注射器,拔掉針頭,安上橡膠塞。藥品:濃硝酸,銅片,氫氧化鈉溶液。

實驗步驟:1.準備好水與氫氧化鈉溶液在燒杯中。

2.拔出活塞,放入一小片銅,塞上活塞。3.

取下橡膠塞,在試劑瓶中吸入0.3至0.5ml濃硝酸(不要多吸),立即套上橡膠塞,可觀察濃硝酸與銅反應。

4.當產生2至3ml紅綜色氣體時,取下橡膠塞,吸入0.5ml左右的水,立即套上橡膠塞, 可觀察稀硝酸與銅反應。

5.產生一定量無色氣體後,取下橡膠塞,把液體與氣體注入氫氧化鈉溶液中。可讓學生了解一氧化氮與二氧化氮氣體的吸收。

整個實驗都貫穿了綠色化學的思想。還有例如產生hcl、so2、nh3等易溶於水氣體的反應裝置,增加乙個漏斗或乙個乾燥管,把氣體匯入水中或相應的吸收液中。生成乙酸乙酯的反應裝置連線乙個乾燥管,細口插入試管中的na2co3溶液裡,可起到防止倒吸,迅速收集乙酸乙酯,同時也防止了乙酸、乙醇、乙酸乙酯氣體進入空氣,反應物用量也減少一半以上。

整套乙酸乙酯的反應裝置就是乙個封閉體系。演示實驗中如果注意實驗後的有毒物質的處理,是實施如何保護環境思路和方法教育,使學生所學的環保知識與實驗的後處理結合起來,使學生所學知識得以鞏固,再應用到學生分組實驗中,甚至在畢業後,又會將這種思維方式應用於工作中。這正是綠色化學思想在中學生根發芽。

四、迴圈使用的溶劑和充分利用反應產物

綠色化學是一門從源頭上阻止汙染的化學,所以,我們應該應用化學的處理方法,充分利用現有資源及反應產物。這不僅從源頭上防止了汙染,而且增加了經濟效益。在中學化學實驗中,萃取實驗用的有機溶劑有ccl4、煤油等,如果廢棄了,不僅汙染了環境,而且會產生新的隱患。

如果進行**、集中、化學處理,它們又可重新使用。對於萃取碘的ccl4、煤油可以用稍濃的naoh溶液洗液、分液。又可重新得到ccl4、煤油,進行萃取。

在高一化學第三章的實驗,鐵和硫反應生成硫化亞鐵,收集演示實驗生成的硫化亞鐵,進行製取硫化氫的實驗。對一些收集了又不用的有毒氣體,可對學生做怎樣吸收該氣體的實驗。如氯氣及未完全進行反應的氯氣,在集氣瓶中加入一些naoh溶液,吸收氯氣。

在學生分組實驗中,人教版高一化學實驗三配製一定物質的量濃度的溶液中,把容量瓶的規格改為50ml或100ml,配製hcl溶液的濃度改為0.1mol/l或0.2mol/l(不同班級任選乙個),配製naoh溶液的濃度改為0.

15mol/l,再分瓶收集備用高三實驗二中和滴定, 要把兩個實驗的順序安排好。在實驗工作中,用綠色化學的思想來指導,更能有效地防止汙染。

五、培養學生實驗操作規範化,妥善處理化學實驗的廢棄物

在中學化學實驗中,大部分實驗的藥品用量在教材中都未明確給出限量。以至學生很難把握藥品的實際用量,這樣既影響實驗的科學性和實驗效果,又會造成藥品的浪費,還會對環境造成一定程度的汙染,也不利於培養學生的規範化操作。若將藥品規定了用量和濃度,既方便施教,又方便操作,更易讓學生接受、觀察、和記憶,從而培養學生嚴謹的實驗態度和科學的實驗方法,同時節約藥品,減少環境汙染。

教師實驗教學過程中,限定用量,把好的經驗傳播給學生,妥善處理化學實驗的廢棄物(**、無害化處理),加上正確引導,既提高了實驗的科學性、為實驗操作的規範化奠定了基礎,又培養了學生良好的實驗習慣、使學生學到實際應用技術。同時也增強了學生的環境保護意識,是減少環境汙染的重要保證。

六、宣傳和使用環境友好產品

不使用難降解的一次性飯盒,少使用與廢棄塑膠袋, 不亂扔廢舊電池等。關注重大的綠色化學研究成果。如環境友好的海洋生物防垢劑,新配方汽油,環境友好柴油等。

使用具有綠色環保標誌的產品如綠色電冰箱,無磷洗衣粉,太陽能熱水器等。大氣汙染有一條途徑是機動車造成的,鼓勵大家多騎自行車,少用機動車。

中學化學實驗從設計、準備、實驗過程、善後工作等,都應貫穿綠色化學的思想,把學生培養成具有環境保護意識的人,他還將影響周圍的人及後代。盡力減少對自然環境的汙染,將成為人類共同的呼聲。這也是我們從事化學實驗工作的公民對於地球-母親應盡的義務。

《化學教育》 1999.2 p32~35

《化學通報》 1999.1和1999.5

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