馬大雁 宋鳳才
摘要:隨著我國現(xiàn)代化教育理念的不斷深入,化學實驗教學,也積極的開展了化學實驗研究,并推進化學實驗教學的綠色化,從而更好的實現(xiàn)其教育的可持續(xù)發(fā)展。對此本文就化學實驗教學綠色化改革實踐,結(jié)合其化學教學實驗綠色化的意義、以及實踐的途徑等內(nèi)容進行分析,希望對于當前化學實驗綠色化目標的實現(xiàn),騎著積極促進的意義。
關(guān)鍵詞:化學實驗;綠色化學;教學改革;實踐
前言:
化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科,實驗教學對學生科學思維、動手能力、創(chuàng)新意識的培養(yǎng),騎著重要的作用。但多數(shù)化學實驗不可避免地對環(huán)境造成污染,產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢渣未經(jīng)處理就直接排放到環(huán)境中,對環(huán)境造成了破壞。20世紀80年代發(fā)展起來的綠色化學,是一門具有明確的社會需求和科學目標的新型交叉學科,其目標是:用化學技術(shù)方法去減少 或消滅對人類健康、社區(qū)安全、生態(tài)環(huán)境有害的原料、溶劑、試劑、催化劑、產(chǎn)物、副產(chǎn)物等的使用和產(chǎn)生,其終極思想在于不再使用有害的物質(zhì)、不再產(chǎn)生廢物、不再處理廢物。
用行毒有害的質(zhì).不再產(chǎn)生廢物、不再處理廢物。
一、化學教學實驗綠色化的意義
化學實驗課。注重學生觀察、認識、理解化學反應事實,以及理論驗證,方法等基本技能的培養(yǎng),進行科學實驗工作方法的初步訓練,培養(yǎng)學生獨立思考和獨立工作的能力,培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力;培養(yǎng)學生嚴肅的科學態(tài)度,嚴謹?shù)膶W風和良好的實驗室工作習慣。隨著人們環(huán)境保護意識的提高及環(huán)境保護工作的深人.科學實驗(含實驗教學)的環(huán)境保護問題越來越被人們重視。人們在開展實驗室“三廢”處理的探索中,逐步形成了清潔實驗的概含,通過對實驗“三廢”的集中處理和綜合利用,實現(xiàn)對貴重金屬和試劑的回收利用以及”三廢”的達標排放。
綠色化學的研究原則主要有以下幾點;第一、采用無毒無害的原料,即在選擇化學實驗時應盡量選擇采用那些無毒無害試劑的實驗。第二、在無毒無害的反應條件(催化劑、溶劑)下進行反應,即在選擇化學實驗時應盡量選擇水作溶劑或無溶劑下進行反應,盡量避免有毒有害和易揮發(fā)性有機溶劑的使用;盡量避免使用有毒有害的物質(zhì)作為催化劑,而采用無毒無害的物質(zhì)作催化劑,如固體酸堿、酶等作為催化劑。第三、具有原子經(jīng)濟性,即反應有高選擇性,副產(chǎn)物極少,基至實現(xiàn)“零排放”。第四、產(chǎn)品應是環(huán)境友好的,即在選擇化學實驗時應盡量使生成物無毒無害。
綠色化學理念作為可持續(xù)發(fā)展素質(zhì)的重要組成部分,是當代大學生應具備的基木素質(zhì)。只有具備較強綠色化學理念和環(huán)境保護意識,才能適應社會和經(jīng)濟發(fā)展的需要。作為綠色化學這一更高層次的交叉學科,與教育部門日前對學科專業(yè)建設(shè)的要求完全一致,符合21世紀社會發(fā)展對人才培養(yǎng)的要求,與高等教育改革的形勢要求相符。因此,在教學中向?qū)W生灌輸綠色化學思想,積極開展綠色化學實驗研究,并推進化學實驗教學的綠色化,具有十分重要的作用。
二、化學實驗教學綠色化改革的實踐
(一)注重其微型化學實驗的開展
微型化學實驗是綠色化學實驗的重要組成部分,我們應該把握住微型化學實驗的精髓,積極開展化學實驗的微型化研究。微型化學實驗是以盡可能少的試劑,來獲取所需化學信息的實
驗原理與技術(shù),而不一定要在微型儀器中進行。由于試劑用量大大減少,產(chǎn)生的“三廢”量也非常少,基本解決了對環(huán)境的污染問題,也大大地節(jié)節(jié)約約了實驗費用。多年來,我們對傳統(tǒng)的實驗進行了改進,采用了“性質(zhì)實驗點滴化,分析實驗減量化,合成實驗微型化”,用已有的儀器就能完成大多數(shù)實驗從而實現(xiàn)了“以盡可能少的試劑獲取所需化學信息.”的目標。
(二)注重其串聯(lián)實驗與試劑的回收利用
串聯(lián)實驗是指通過調(diào)整實驗次序,使一個實驗的產(chǎn)物成為下個實驗的原料。如把萃取和蒸餾實驗安排在一起,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氫氧化鈉溶液至紫色剛好消失,利用反萃取把四氯化碳分離出來,最后進行蒸餾,使四氯化碳回收再利用。串聯(lián)實驗以及試劑的回收利用在一定程度上減輕了常規(guī)實驗對環(huán)境的污染,有利于環(huán)境保護。
(三)加強合成實驗的優(yōu)化
如酯合成實驗的共同特點是采用濃硫酸為催化劑,實驗過程中會產(chǎn)生廢酸,造成環(huán)境污染,若選擇固體強酸為催化劑,就可以克服這一缺點。大量研究表明,固體強酸催化酯化反應,不僅具有很高的轉(zhuǎn)化率、選擇性,而且反應速度快,催化劑易于分離回收重復使用等特點是一類理想的環(huán)保催化劑。因此,用固體強酸取代濃硫酸作為催化劑,就可以實現(xiàn)酯合成教學實驗的綠色化。化學實驗中,合理地采用微波合成技術(shù)進行基礎(chǔ)化學實驗設(shè)計是進行化學實驗綠色化工作的重要組成部分。此外,固相合成反應也是值得推廣的一類清潔實驗方法。
(四)加強實驗室三廢的處理
化學實驗室的環(huán)境保護應規(guī)范化、制度化,應對每次產(chǎn)生的“三廢”進行處理。把用過的酸類、堿類、鹽類等各種廢液、廢渣,分別倒入各自的回收容器內(nèi),按照國家要求的排放標準進行處理,可采取中和、吸收、燃燒、回收循環(huán)利用等方法來處理廢棄物,對于實驗過程中產(chǎn)生大量有毒有害及腐蝕性的氣體,在通風櫥內(nèi)完成實驗,并將尾氣進行集中收集,采用吸收、中和等方法集中處理,對于重金屬廢液一般采用回收的方法進行處理。在開放實驗中,鼓勵學生設(shè)計一些廢液的處理或回收實驗,如銀廢液回收銀、含碘廢液回收碘、含鉻廢水的處理等,這有利于提高學生的環(huán)保意識。
總結(jié)
綜上所述,通過對于化學實驗教學録色化改革實踐的分析,發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段的的實驗教學,并不能達到綠色化學的水平,對此就應當從第一次實驗開始,把綠色化學思想、內(nèi)容、技術(shù)和方法貫穿于整個實驗教學的全過程,培養(yǎng)學生的綠色化學意識和環(huán)境保護意識。
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