绿色化学实验的实行方法

绿色化学实验的实行方法

随着全社会经济意识和环保意识的不断提高，人们开始对科学探索的重要手段——实验进行更多与之相关的经济与环保问题的思考，希望能寻求到一种既能节约实验花费、降低环境污染，又不影响实验结果的实验技术和方法。在这样的背景下，一种新颖的实验技术与方法——微型实验应运而生。微型实验药品用量少、废液（量）产出低，对环境污染小，不仅具有良好的经济效益，还体现出“绿色化学”和“环境友好化学”的精神，充分满足了人们在经济与环保方面的期望，正受到越来越多的关注和重视。将绿色化学理念融入无机化学实验中，实现无机化学实验绿色化，创造良好的实验、学习环境，提高增强环保观念和责任感。

1尽量采用微型实验

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。用尽量少的化学原料、试剂获取尽量多的化学信息是微型实验的宗旨。对“以尽可能少的试剂获取所需化学信息”是这样理解的：首先仪器微型化，把试剂用量以多少毫升减少为多少滴，并且使每滴的体积微型化，从而实现把化学原料及试剂用

量减少下来，从而实现了无机化学性质实验的微型化。实践结果证明，采用微型化学实验节约了4/5以上的试剂用量；微小的微型化仪器，用如此少的试剂用量，取得很明显的实验现象，不但降低化学实验对环境污染，而且很容易引起学生对化学实验的兴趣和好奇心，从而高度集中注意力，养成良好的具有环境意识的化学实验习惯。

如，在常规无机性质实验中用点滴板代替试管，就能实现减少大量的试剂。因为在常规无机性质实验中的普通试管要加入2-3mL试剂实际用量；而在一些不用加热和不需要沉淀分离的无机元素及其化合物性质与离子检验实验中，由用点滴板代替试管完成实验，从而大量地减少化学试剂用量。又如，制备磷酸二氢钠的实验。在制备磷酸二氢钠时，原实验要求用6mol/LNaOH中和5mLH3PO4溶液到需要的PH 值，结果就产生了60mL溶液，加热溶液1h才能浓缩结晶；现将磷酸用量由5mL减少为2mL，不但试剂用量减少了50%以上，而且溶液加热蒸发浓缩结晶时间也缩短为25min，抽滤时间也缩短了50%以上，节电、节水60%左右，磷酸二氢钠产品也达到10g。

2严格控制有害废气的排放

在无机制备实验中，将开放型实验体系设计成密闭吸收型实验体系，实现减少有害气体泄漏和扩散到空气中。如从废旧干电池中回收锌皮制备硫酸锌实验，废旧干电池中大部分留存的锌皮既是电池的负

极又是电池的壳体，将其回收利用。将开放式的实验改为闭路吸收式的实验。如，在开放式的实验中因含有的硫、磷等杂质和硫酸反应时生成SO2，H2S，H3P等有毒气体，会直接危害实验者，可采用碱性吸收液将这些有毒气体全部吸收。又如，对在试管中进行的元素性质实验时，只要将少许用NaOH溶液湿润过的棉花塞在试管口，就能吸收实验时所产生的有毒气体。同样在在检验高价钻、镍氢氧化物的氧化性实验中，只要将少许用NaOH溶液湿润过的棉花塞在试管口，就能吸收实验时所产生的有毒气体CI2。这样，基本实现无机化学实验的废气零排放，改善实验室环境。

3改进实验方法，减少废液、废渣中有毒试剂的排放

以节约资源获得更加鲜明的实验现象为目的，改进不合理的实验方法。例如氧化还原反应实验中，验证Cu2+的氧化性和Pb的还原性时，所用试剂为CuSO4和Pb粒，由于生成的沉淀PbSO4和单质Cu 在Pb的表面形成覆盖膜，使反应不能继续进行，反应现象非常不明显，用Cu(N03)2代替CuSO4后，实验现象非常明显。在确保实验效果的前提下采用低毒和无毒化学试剂，减少实验产生的有毒废液、废渣试剂的排放。如，用四氯化碳做萃取剂鉴定碘，淀粉代替四氯化碳就能实现没有毒四氯化碳的废液、废渣产生。多相离子平衡实验中沉淀离子经常使用Ag+、Pb2+，多数情况下使用沉淀剂K2CrO4，但是铅、铬、银是有毒重金属，实验废弃物排放到水中，会对水资源造成

严重污染，在做实验的过程中选择无毒的沉淀离子Ca2+、Cu2+、Fe3+及沉淀剂(NH4)2C2O4、NaOH、Na2S等，同样达到了实验目的，实验现象也非常明显。

4重视无机实验废液、废渣的回收再利用、处理

实验技术人员可以合理的实验编排实验，充分利用实验产生废液、废渣。在无机化学实验中，许多实验内容相互联系，前一个实验产生废液、废渣，也可以是另一个实验的反应物。如，银元素的一系列实验。首先要进行的实验是了解Ag2O的生成和性质的实验。将NaOH 溶液滴加入盛有AgNO3溶液的试管中，然后滴加HNO3溶液，便了解Ag2O的生成和性质。然后再用生成的Ag2O做制作银镜的实验。往试管中滴加1%葡萄糖溶液，进行水浴加热，试管壁上就形成了银镜。再用刚才生成的银镜做AgCI的生成和溶解的实验。再往试管中加入HNO3溶液，观察银的溶解；然后再依次加入NaCI溶液和NH3H2O，观察白色沉淀AgCI的生成和溶解；再顺次加人KBr溶液和0.1mol/LNa2S2O3溶液，观察淡黄色Agar沉淀的生成和溶解；再加人KI溶液，观察黄色沉淀AgI的生成。这样就能减少大约50%的试剂用量和废液排放量。在上述的一系列实验中，生成银镜后，也可以用硝酸洗涤银镜，从而在试管得到的硝酸银。再用硝酸银去做鉴定卤素离子或银元素性质系列实验，同样可以减少大约50%的试剂用量和废液排放量。

又如，制备碘酸铜实验中可以用四氯化碳萃取升华的碘，得到的大量碘一四氯化碳溶液，加入硫代硫酸钠就可回收到大量的四氯化碳，可以再次用于萃取实验，从而降低了试剂的损耗。所以，绿色化学实验的研究内容涉及到实验方案优化选择、实验仪器研制、化学反应过程、实验装置和步骤的设计等多个过程，尤其是废物的回收和处理方面还需要继续进行大量的实验研究和探索。