高校绿色化学实验教学的思考

高校绿色化学实验教学的思考

一、绿色实验在高校化学教学中的提倡

化学实验是高校化学教学的重要内容。高校化学实验室是师生进行实验，进行科学研究的重要场所，同时也是产生与排放污染物最多的地方，这些污染物中有大量强腐蚀性的酸、碱，还有一些毒性大，挥发性强的有机溶剂。这些污染物如果处理不当，将会对环境造成严重的污染。传统的化学教育追求教育出更适合传统化学工业生产的人才，但这些人才在实际生产中往往只注重原料和产品的价格差，只注重产生了多少效益，不同程度地存在“原料低价、资源无价”的价格扭曲现象。造成了不同程度的环境污染、能源及资源浪费、破坏人类身体健康等严峻的问题。绿色化学是用化学的技术和方法来减少甚至消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂、产物、副产物等的使用和产生。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害物质，不再产生废物，它是一门从源头上阻止污染的化学。在人类生存环境日益恶化的今天，绿色化学的出现，为人类最终从化学的角度解决环境污染问题带来了希望，使“化学这门实用的和创造性的科学”的地位得以巩固。绿色化学可以看作是进入成熟期的更高层次的化学。它符合当代人类提出的可持续发展的战略，符合社会对化学工作者提出的新的要求。高校化学教育直接面对社会的需求，绿色化学在高校中开展是势在必行的。

二、完善高校化学绿色实验的思考

1、培养学生绿色化学的理念

绿色化学的根本目的是：面临人类可持续发展要求的巨大挑战，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，从而使我们对环境的治理从治标转向治本。绿色化学教育是对传统的化学教育思维方式的更新和发展，教育学生在头脑中树立绿色化学的思维方式，培养学生用“3r”原则(减量化、再利用、再循环、来考虑化学反应问题，应从环保的角度去思考反应的绿色性，回过头来看看以前的化学反应方法给环境造成了哪些负面影响，总结经验教训，按照绿色化学的要求，从绿色化学的理念去设计实验，对于有强烈刺激性气味的实验，尽量到密闭的环境中去做，或者作好废气的回收；对于废液不能直接排放到下水道中的，进行处理以后再排放，避免有害物质产生，杜绝污染源，实施清洁生产和安全生产，从而达到最好的环境效应。

2、实验准备绿色化

高中实验教学需要用大量的仪器、设备与试剂，在准备环节上稍有疏忽，准备无量化，就会造成资源的浪费和环境的污染。一方面在药品配制的准备过程中一定要做到准确无误，准确计量实验所需药品的质量与体积。如无机实验所需试剂比较多，污染物的排放量比较大，当需要配制大量一定浓度的溶液时，首先配置高于所需溶液几倍的浓溶液，然后根据随时所需稀溶液的体积再进行稀释。这样就避免了因实验过程中出现重做、补做而引起的溶液不足或过剩现象，避免了原料的浪费、环境的污染。另外，为了既不降低人类

的生活水平，又不破坏环境，我们必须研制并采用对环境无毒无害又可循环使用的新物料。如：在合成脂肪酸的方案中，传统上是选择hno3为氧化剂的，但对环境污染较大，可以选择h2o2这个绿色氧化剂，一举解决了污染问题。还有，在传统的有机反应中，有机溶剂是最常用的反应介质，这主要是因为它们能较好地溶解有机化合物。但有机溶剂的毒性和难以回收又使之成为对环境有害的因素。因此，在无溶剂存在下进行的有机反应，用水作反应介质，以及超临界流体作反应介质或萃取溶剂将成为发展洁净合成的重要

途径。如：传统的溴代反应是以cc14或ch2c12为溶剂，而带来污染。而我们在创新实验中，同学们大胆采用低毒的c2h5oh为溶剂。并取得了一定的成果。

3、规范化实验操作

化学实验要求学生必须做到基本操作正确而且规范，无论是从药品的取放还是到仪器的使用，都应做到动作准确、操作娴熟、运用灵活，避免操作错误而造成的重复实验。正确把握药品取放的用量、方法。避免方法违规而造成药品损失。要强化学生的节约思想，能少用的一定要少用，能回收的一定要回收，能循环使用的一定要循环使用，这样既节省了实验经费，又减少了“三废”，保护了环境，对于对毒性较大的化学实验一定要严格按照实验操作规程放在通

风柜内或者通风效果好的地方进行，以免产生的有害气体污染实验室，危及学生的健康。要强化人身安全和环境保护意识。

4、实验废品的绿色化处理

化学实验过程中产生的废液、废气、废渣。实验结束后要及时处理，能利用的要回收使用，这是人们对绿色化学实验室的基本要求，也是实验人员的实验素养的具体体现，对于废气实验室采用了向上排式通风系统，学生实验室配有通风柜和桌面通风，对可能产生毒害性较小的气体的实验，废气通过排气管道稀释排放到高空大气中。可能产生毒害性较大的气体的实验，通过吸收瓶吸收转化处理。稀释排放。对于废液处理，如果是含稀酸和稀碱的废液。让其相互中和，当溶液的ph值达到6～8后直接排放下水道。一般盐溶液直接排放，含有有害离子的盐溶液进行化学法转化处理后稀释排放，溶液贵重金属离子的溶液，采用还原法处理后回收。化学实验室废渣量相对少，对于固体试剂，能用的一律留着下次实验用，能回收的要尽量回收，不能利用的要进行无毒化处理。

5、多媒体技术模拟实验

传统的化学实验不可避免地消耗许多药品和水资源，尤其是对于一些试剂药品昂贵、实验中容易引起爆炸或必须采用有毒、有害的试剂(如苯、苯酚、砷化物、重金属等)，并在整个实验中排放较多的有毒气体、有害废水的实验，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。如果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、仿真完成。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。这样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

总之，高校化学绿色实验教学，要培养学生良好的实验习惯和强烈的环保意识，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，努力实现化学实验室绿色化。