羅敏
摘要:綠色化學(xué)作為一門全新的課程,是人類實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要保證,化學(xué)作為一門以實驗為基礎(chǔ)的科學(xué)更應(yīng)該貫徹綠色化學(xué)、綠色實驗這一理念。
關(guān)鍵詞:中學(xué)化學(xué);化學(xué)實驗;綠色化學(xué);化學(xué)實驗綠色化;環(huán)保意識
中圖分類號:G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:B文章編號:1672-1578(2016)06-0265-02
化學(xué)在為人類創(chuàng)造財富的同時,給人類也帶來了危難,這也給公眾造成了一種錯覺,以為是化學(xué)是造成環(huán)境污染的罪魁禍?zhǔn)?。而每一門科學(xué)的發(fā)展史上都充滿著探索與進(jìn)步,由于科學(xué)中的不確定性,化學(xué)家在研究過程中不可避免地會合成出未知性質(zhì)的化合物,只有通過經(jīng)過長期應(yīng)用和研究才能熟知其性質(zhì),這時新物質(zhì)可能已經(jīng)對環(huán)境或人類生活造成了影響。
嚴(yán)峻的現(xiàn)實迫使我們必須尋找一條不破壞環(huán)境,不危害人類生存的可持續(xù)發(fā)展的道路。如今,冠以"綠色"的名詞成為最時髦的名詞,從綠色蔬菜、綠色產(chǎn)品到綠色科技、綠色化學(xué),綠色話題成為人類最具共識的話題。這種綠色意識,是人類重新審視自然的表現(xiàn)。傳統(tǒng)觀念中把人類和自然放在對立的位置上,人類總是妄圖征服自然,操縱自然,為己所用,卻完全不顧及自己賴以生存的環(huán)境破壞。而綠色意識把人看成是自然界中的一員,追求的是人與自然的統(tǒng)以及人對自然的尊重。它和通常所講的"環(huán)保意識"不同,通常講的"環(huán)保意識"帶有明顯的功利目的。當(dāng)我們談到環(huán)境污染給人類帶來多少疾病,經(jīng)濟損失時,仍然把"人"放在與自然對立的位置上,以"人"為中心的處理人與自然的關(guān)系。只有培養(yǎng)人類真正意義上的"綠色意識",才能實現(xiàn)對環(huán)境,對人類更友善的化學(xué)-綠色化學(xué)。作為化學(xué)教師,應(yīng)具有綠色化學(xué)的思想,提倡綠色化學(xué)教育,在化學(xué)實驗中以身作則,具備一定的對實驗排放的"三廢"進(jìn)行控制的能力,以減少排放量,保護(hù)環(huán)境,從而使學(xué)生的環(huán)保意識潛移默化地形成。
首先要樹立綠色化學(xué)的思想。在實驗教學(xué)中,應(yīng)當(dāng)讓學(xué)生認(rèn)識到綠色化學(xué)有利于人類及其生存環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展,盡量消除學(xué)生對化學(xué)的恐懼情緒,讓學(xué)生將化學(xué)知識與社會發(fā)展?fàn)顩r和學(xué)生的生活經(jīng)驗密切相聯(lián)。因此,教學(xué)中,盡量幫助學(xué)生樹立綠色化學(xué)思想,盡量體現(xiàn)綠色化學(xué)的"4R"原則(即拒絕使用危害品;減量使用;循環(huán)使用;重新使用),盡可能推廣綠色實驗,并利用"4R"原則來考慮和解決化學(xué)實驗中出現(xiàn)的污染問題,以利于達(dá)到最好的環(huán)境效應(yīng)。
其次綠色化學(xué)在實驗的選擇、設(shè)計和實施中體現(xiàn),要選擇低毒、污染較小且后處理容易的實驗項目。規(guī)范實驗操作。例如:我們要練習(xí)液體的取用,有些同學(xué)就用藥品--氯化鈉溶液來取用,按照規(guī)定取出的藥品是不能倒回去的,那取出后沒用就倒掉了,這不是浪費藥品嗎?因此,我就用水代替液體,這不僅讓學(xué)生真正的練習(xí)了液體的取用,而且也節(jié)約了藥品,使學(xué)生知道應(yīng)該怎樣使用藥品。加強學(xué)生的基本操作的學(xué)習(xí),使學(xué)生能更好的做實驗,為此打好基礎(chǔ)。這樣減少了藥品的損失和對周圍環(huán)境的污染。
微型化學(xué)實驗是在實驗操作技術(shù)是以盡可能少的試劑來獲取所需的化學(xué)信息的實驗方法。它具有現(xiàn)象明顯、效果良好、節(jié)約實驗材料和時間、減少污染、安全、便于攜帶等優(yōu)點。在微小型的儀器中,用盡可能少的試劑來進(jìn)行實驗(一般為常規(guī)量的十分之一至千分之一)。因為只有儀器微型化了,才能減少試劑在器皿上的附著量,同時還應(yīng)盡可能減少中間產(chǎn)物的轉(zhuǎn)移過程,以減少試劑在器皿上的附著。為此,師生可對教科書的常規(guī)化學(xué)實驗進(jìn)行二次開發(fā)。如在對"氧氣的性質(zhì)"教學(xué)中,常規(guī)化學(xué)實驗是用燃燒匙盛硫或紅磷進(jìn)行實驗,存在的問題是燃燒匙凹陷太深,可燃物與O2接觸受阻,燃燒時間長,燃燒不完全,不易熄滅,因而產(chǎn)生大量的SO2、P2O5等物質(zhì)污染環(huán)境。對這個實驗可將燃燒匙進(jìn)行改進(jìn),取一細(xì)玻璃棒的一端燒至半熔后用鑷子壓出一個小凹槽,微型燃燒匙就制成了。用青霉素瓶作微型反應(yīng)容器,該燃燒實驗現(xiàn)象明顯。所以,微型化學(xué)實驗不是常規(guī)實驗的簡單微縮,也不是對常規(guī)實驗的補充,更不是與常規(guī)實驗的對立,它是在綠色化學(xué)思想下用預(yù)防化學(xué)污染的新實驗思想、新方法和新技術(shù)對常規(guī)實驗進(jìn)行改革和發(fā)展的必然結(jié)果。盡可能小劑量是微型化學(xué)實驗的核心,它是沒有終止的,是動態(tài)發(fā)展趨勢,它使每一個化學(xué)工作者無論在何種實驗條件中都在考慮:"為了保護(hù)環(huán)境,只要能達(dá)到實驗?zāi)康?,我能不能把實驗技術(shù)、方法、儀器和設(shè)計等改革一下,使改革后的實驗相對于改革前,盡可能少用一點試劑? ""盡可能小劑量實驗"是一種思維方向,為了追求新的"盡可能小劑量實驗",解放人們的思想,推動化學(xué)實驗的不斷改變,這是化學(xué)實驗改革和發(fā)展的動力之一,是綠色化學(xué)思想在化學(xué)實驗中的具體體現(xiàn)。
實驗操作過程中,體現(xiàn)綠色化學(xué)理念。在中學(xué)化學(xué)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(xué)生很難把握藥品的實際用量,這樣既影響實驗的科學(xué)性和實驗效果,又會造成藥品的浪費,還會對環(huán)境造成一定程度的污染,也不利于培養(yǎng)學(xué)生的規(guī)范化操作。若將藥品規(guī)定了用量和濃度,既方便施教,又方便操作,更易讓學(xué)生接受、觀察、和記憶,從而培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嶒瀾B(tài)度和科學(xué)的實驗方法,同時節(jié)約藥品,減少環(huán)境污染。教師實驗教學(xué)過程中,限定用量,把好的經(jīng)驗傳播給學(xué)生,妥善處理化學(xué)實驗的廢棄物(回收、無害化處理),加上正確引導(dǎo),既提高了實驗的科學(xué)性、為實驗操作的規(guī)范化奠定了基礎(chǔ),又培養(yǎng)了學(xué)生良好的實驗習(xí)慣、使學(xué)生學(xué)到實際應(yīng)用技術(shù)。同時也增強了學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識,是減少環(huán)境污染的重要保證。
在實驗操作過程中,應(yīng)注意實驗室的規(guī)則,對廢物進(jìn)行處理?;瘜W(xué)實驗室廢棄物一般由較純的酸、堿、鹽及金屬單質(zhì)組成。實驗后把金屬片(如鋁、鐵、鋅、銅等)交到指定地方回收再用;如初中教材中用鋅粒制取氫氣和用大理石制取二氧化碳的學(xué)生分組實驗。實驗完成后仍有鋅粒和大理石沒有反應(yīng),可把他們回收、清洗、晾干,待下次實驗又可以重新使用;酸堿類廢棄液要中和(如廢酸可用石灰乳或碳酸鈉等中和)后倒入下水道或指定點統(tǒng)一處理;含鋅、鋇、錳等重金屬離子的廢液,可加堿、碳酸鹽或Na2S,使金屬離子轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸铩⑻妓猁}或硫化物沉淀,殘渣埋于地下;對于破損的實驗儀器和設(shè)備,應(yīng)盡可能修復(fù)利用或集中掩埋處理。這樣可以使學(xué)生培養(yǎng)良好的實驗習(xí)慣,又使學(xué)生學(xué)到實際應(yīng)用技術(shù),還可節(jié)約資源,變廢為寶,化害為利。
總之,從綠色化學(xué)角度來看,中學(xué)化學(xué)許多物質(zhì)的制取反應(yīng)都值得討論和重新考慮,這給課堂教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神提供了機會。作為化學(xué)教師,就應(yīng)將綠色化學(xué)思想深入到實驗教學(xué)中,把綠色化學(xué)的理念貫穿于化學(xué)教育始終,使它成為中學(xué)課改的一個重要的組成部分,使學(xué)生養(yǎng)成綠色化學(xué)思維習(xí)慣,造就一代代維護(hù)綠色和平,維護(hù)人類家園的主人。