中学化学实验的绿色化论文_张光

阳高县第四中学校 张光

摘要:简述了目前中学化学实验绿色化的现状,通过对化学实验绿色化的定义、发展、要求、举例、优点、不足以及发展趋势研究的阐述,得出化学实验绿色化是中学化学实验教学发展的必然趁势。

关键词:绿色化学实验

1 引言

近年来,人们对中学生的素质教育问题极为关注,教学中越来越多地运用了直观教具和演示实验。在中学化学实验中,更应该注重对学生动手动脑能力的培养。但现行中学化学实验的教学不能很好地达到这一目标,而绿色化学实验却能有针对性的解决这一问题,实现对学生实践能力和创新思维的培养。

2 绿色化学实验现状

我国比较重视在化学教育中渗透环境教育。1996年国家教委颁布的《全日制高级中学教学大纲》中指出:“教育学生关心环境、卫生、能源、健康等与现代化社会有关的化学问题”。在环境教育的内容编排上,涉及到当今世界上主要的环境及污染问题。例如在“空气、水、二氧化碳、硫及其氧化物、氮的氧化物”等章节中分别穿插有关“大气污染、水污染、温室效应、酸雨、臭氧层空洞”等内容。化学是一门以实验为基础的自然科学,现行的初、高中教材有大约百分之六十的知识通过实验引入。但是,在化学实验中,却较少地体现环境教育的内容。。下面这些实验基本上属于“粗放型”实验(如下表)[2]。

表中所列举的实验都未能做到对实验中有害物质作妥善处理,未能保障实验环境不被污染。这样,在实验教学中,学生便逐步形成“化学实验受毒害是不可避免的,实验室向环境排放有毒物质是合情合理的”错误认识。

3 中学化学实验的绿色化

3.1 绿色化学的定义

绿色化学又称清洁化学、环境无害化学、环境友好化学、原子经济化学等。绿色化学的目的是利用先进的科学技术去减少或消除对人类健康、生态平衡有害的各种物质。绿色化学的理想在于不使用有毒有害的物质,不生产有毒有害的废弃物,生产对环境无损的绿色产品,实现有害物质的“零”排放,力争从源头上阻止任何污染。

3.2 绿色化学的主要内容

绿色化学的研究主要围绕化学反应,特别是有机合成反应,包括开发绿色反应,提高原子利用率,使反应物原子尽可能多地转化为产物原子,最大限度地减少副产物或废物。使用无毒无害的原料;选用无毒无害的催化剂;使用无毒无害的溶剂;利用可再生资源合成化学品;开发和生产绿色产品。

3.3 绿色化学的发展

绿色化学在节约原料、防治污染、保障人类健康与安全方面发挥了日益显著的作用, 受到社会的广泛的关注。绿色化学的研究在我国也逐步受到重视,在有些高校已开设了“绿色化学”课,有关的全国性学术会议已开过几次,绿色化学方面的研究成果在不断增多。但与先进国家相比,无论在宣传教育、研究成果还是在重视程度方面都有不小的差距。

3.4 绿色化学实验

绿色化学实验是在绿色化学的思想指导下,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形成的化学实验的新方法。用尽可能少的试剂来进行实验,从而极大地减少实验室的“三废”降低污染程度和不必要的浪费,以实现绿色化学要求尽可能少的负作用的理想和目标。绿色化学实验使用化学药品的基本原则是减量、重复使用、拒用、回收、再生,绿色化学实验的研究,涉及到实验指导思想、实验内容的选择、实验仪器研制、化学反应过程、实验装置和步骤的设计等。

3.5 绿色化学实验要求及举例

3.5.1 选择对环境影响尽可能小的反应物,淘汰或改进对人类健康危害较大的化学实验。

现行初级中学教材中为引入“自燃”的概念而采用的白磷自燃实验。白磷有较大的毒性,而且燃烧产物五氧化二磷对环境污染也较严重[2]。

对此,我们进行了“自燃”概念引入的绿色实验设计:以无毒的镁粉和石英粉末为原料,首先制备Mg2Si,然后将其投入水中,Mg2Si水解产生的SiH4在水面上的空气中立即自燃。其化学原理为:

3. 5. 4 改进和设计实验“尾处理”装置,对化学实验产物实现无害化处理。

实践中我们通过吸收、聚集、循环等方法将有害物变废为宝,取得了良好的教育教学效果。

3.6 绿色化学实验的展望

从当前我国的实际情况来看,实现化学实验绿色化的条件还不够成熟,实验室条件、教师的水平、经费的投入等远远不能满足绿色化学的要求。但是绿色化学的发展是不以人的意志为转移的,是不可阻挡的历史潮流。

4 讨论

通过对我国绿色化学实验现状的具体分析,从绿色化的定义、发展、要求、举例、优点与不足以及发展趋势等方面作了详细的介绍,可以看出化学实验绿色化是化学实验教学发展的必然趋势,是中学化学实验研究的重要内容,是减少实验室废弃物污染和保护环境的最佳选择。同时也可以看出,在同一个化学实验中,往往渗透绿色化学指导思想,所以在中学化学实验教学中应该注重绿色化的应用。但也要清醒地认识到,它是一项系统工程,是一项长期而艰巨的任务,需要化学工作者长期不懈的努力才能够实现。

论文作者:张光

论文发表刊物:《现代中小学教育》2019年第8期

论文发表时间:2019/8/30

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