高中化学实验微型化、绿色化的探索和实践
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高中化学教学中渗透绿色化学教育的探索与实践安徽省肥东一中许克敏231600随着工农业的迅猛发展,环境问题已经成为当前全世界关注的热点问题之一。
绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学或清洁化学是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子,在始端就采用实现污染预防的科学手段,因而过程和终端均为零排放和零污染,是一门从源头阻止污染的化学。
绿色化学是防止环境污染的一种理想手段,是从源头解决污染问题,对环境保护及社会的可持续发展具有重要的指导意义,是环境保护的必由之路。
绿色化学的诞生是对STS思想的佐证,为STS教育提供了好的范例。
绿色化学目标的实现需要一代又一代具有绿色化学意识、懂得绿色化学知识和技术的“绿色”人才。
而“绿色”人才离不开绿色教育,需要通过教育来树立学生的绿色化学理念,培养他们与环境友好相处的意识,树立可持续发展的观念。
因此,对高中化学教学中渗透绿色化学教育进行研究具有重要意义。
一、绿色化学的现代内涵绿色化学(Green Chemistry)概念从一提出来,就明确了它的目标,是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料,最大程度地节约能源,在各环节都实现净化和无污染的反应途径。
它的过程为零排放和零污染,具体内涵体现在五“R”上。
1、减量(Reduction)——减量是从节省资源、少污染角度提出的,包括二层意思:(1)减少资源用量,在保证产量的情况下如何减少用量,有效途径之一是提高转化率,减少损失率;(2)减少“三废”排放量,主要是减少废气、废水及废渣(副产物)排放量,特别是排放废水量必须降低到一定标准以下。
2、重复使用(Reuse)——重复使用不仅是降低成本的需要,也是减废的需要。
诸如化学工业过程中的催化剂、载体等,从一开始就应考虑有重复使用的设计。
3、回收(Recycling)——回收可以有效实现“省资源、少污染、减成本”的要求,回收包括:回收未反应的原料,回收副产物(含“三废”),回收助溶剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。
高中化学实验绿色化的方法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、新方法和新技术,对常规实验进行改革而形成的化学实验的新方法。
因此我们在教学实践活动中,应注意从教学的各个环节(备课、讲课、练习……)渗透绿色化学思想,从不同角度(教学目标设计、实验原理设计、日常行为准则、化学课外活动……)体现绿色化学教学,将绿色化学带给每一位学生,帮助每一位学生树立绿色化学观念和环境保护意识。
一、微。
“微”即在保证实验现象明显的前提下,减少实验药品的用量。
它包含两层意义:一是采用微型化学实验,即在微型化的仪器中进行化学实验,必须对实验进行重新设计与探索。
如Cu和浓、稀HNO3的反应。
二是采用微量化学实验,即采用常规的小量实验仪器和设备。
常规实验的小量化是在不改变实验的方法、不改变操作技术的前提下,采用常规的小容量仪器,药品用量减量。
如实验1-4吸热反应实验,药品用量减半;实验3-1物质的量浓度溶液配制将500mL体积改为100mL;实验6-4浓硫酸的脱水性实验蔗糖的用量也减了一半;学生实验均采用小试管进行有关的性质实验。
二、组。
“组”就是将几个实验组合在一起,使本来存在几次污染的实验变为一次污染,甚至没有污染,这样既节约了时间又减小了污染。
如氯气的制备和性质实验、卤素间的置换反应、二氧化硫的制备和性质实验、硫化氢的制备和性质实验,都可以把它组合在一起进行。
我们采用了三种不同的方案进行了这三个实验:①在分叉管内胶带上的滤纸中进行一系列的实验;②在三通玻璃管中分别进行一系列的实验;③在井穴板中(可以是购置的、也可以是代用品)进行一系列的实验。
三、封。
就是使有毒气体的制备和性质均在一个密闭的体系中进行。
我们成功地应用了气球、塑料注射器、三通管、分叉管进行了一系列的实验。
如用塑料注射器进行Cu和浓、稀HNO3的反应;用塑料注射器贮存少量有毒气体;P、Cu、H2在Cl2中燃烧,白磷和红磷相互转化、氯水的漂白性等实验均可用橡皮塞将其封闭起来,外接一个气球。
高中化学实验论文(10篇)第一篇:高中化学实验绿色化设计一、高中化学实验绿色化的定位设计在高中化学实验绿色化的进程中,老师首先就要对实验进行定位设计,同时在实验教学过程中有意识地对学生进行绿色思想渗透,培养学生绿色化学习惯,让学生在实验化学中获得学习的乐趣。
在实验绿色化的定位设计中要注意以下几点:(1)使用无毒易得的反应物;(2)高中化学实验大部分都是常量定性实验,因此要注意控制药品的用量;(3)实验生成的物品尽量控制或处理为无污染物质;(4)择情选择实验方法,多种实验操作结合使用。
但是在定性设计的时候我们要格外注意对实验后期的废弃物进行妥善处理,最大限度地降低对环境的污染,从而真正做到高中化学实验的绿色化操作。
二、高中化学实验绿色化的实施策略1.改进实验装置设备,减少废物产生在高中化学实验过程中,实验的设备器械是每一次实验都必不可缺的,要想在高中化学实验中实现绿色化操作,老师首先要做的就是要求学校对设备进行改进和提升,创新实验方法,对过老的机器进行更新,增加实验设备数量。
这种方法可以减少因机械故障的反应验证时,不必要的药品材料消耗,同时,新机器的使用可以提高药品利用率,对于废物废气的处理更加安全有效,减少环境污染;而增加机器数量是为了更好地体现实验结果,化学实验的结果基于环境、温度、操作者的熟练程度等多种因素对于实验结果都有很大影响,增加设备可以将意外结果更好地排除出去,避免重复操作,可以说也是一种绿色实验的方法。
2.改进实验药品用法用量,缩减药品消耗在高中化学实验过程中,为了更好地体现绿色实验思想,老师要针对现有实验器材对实验的药品用量与实验方法进行改进,在减少药品消耗的同时尽可能避免对环境的污染。
例如在使用饱和氯化铁制取胶体的实验中,由于要在废水中进行操作,因此实验的难度相对较大,操作的安全性较低,老师可以对实验材料进行改进,如将氯化铁替换为肥皂水,这种方法的胶体制取则极为简单,不仅可节省药品的材料,而且操作难度大大降低,过程中产生的污染物减少,实验现象更为明显,符合实验绿色化思想。
中学新课程微型化学实验的探索与实践朱恩1郭君瑞2杨梦龙31,3浙江省回浦中学浙江临海3170002浙江省台州市教育局教研室浙江台州318000摘要环境和发展是当今国际社会普遍关注的重大问题。
中学微型化学实验有助于提高学生对环境及其环境问题的认识,促进对环境状况及环境知识的理解,培养解决和预防环境问题的技能,树立正确对待环境的价值观与态度。
针对中学化学实验教学的现状,简要介绍了笔者在中学新课程微型化学实验方面开展的若干探索与实践。
关键词中学化学新课程实验教学微型化学实验一、中学新课程微型化学实验的探索与实践化学是一门以实验为基础的科学。
中学微型化学实验的探索与实践是在中学化学实验教学中以微型化学实验的核心理念为指导,对常规实验的不合理、安全性能低、污染严重等方面加以改进,实现“尽可能小剂量实验、省资源、少污染、降成本”,培养学生良好的化学素养,实现课程教学目标。
以下是以现有的常规教育教学装备(如点滴板、小试管等)为基础,结合青霉素药瓶、注射器等日常用品以及独立研制的系列微型具支试管等器材,以浙教版初中《科学》“氧气的制取与性质”与苏教版高中化学新课程“氯气制备与性质”等两个实验为例介绍笔者所开展的若干探索与实践。
(一)主要实验器材小试管(12×70 mm)独立研制的系列微型具支试管注射器(5mL)医用青霉素瓶(9.5~13.5mL)6穴点滴板(黑、白)-------------------------------【本文系浙江省教育科学规划2005年度重点研究课题《中学化学实验绿色化、微型化的研究与实践》(编号:SB 102)、全国教育科学“十一五”规划2007年度教育部规划课题《中学新课程微型化学实验的研究与实践》(课题批准号:FHB070384,学科分类:基础教育)、2008年浙江省教研课题《苏教版高中新课程微型化学实验的研究与实践》的成果之一】(二)探索与实践1、“氧气的制取与性质”的微型实验在《科学》(八年级下)中,对初中生来说,《氧气的制取与性质》实验是他们学习《科学》化学知识接触的第一个实验,也是他们在化学学习中一个非常重要的实验。
浅谈中学化学实验绿色化化学实验绿色化是社会发展的需要,是学生身心健康发展的需要,是进行环境教育的需要,也是了解现代化学发展趋势的需要。
为了保护人类赖以生存的地球,让人们在绿色、美丽、清洁的环境下生活,我们应该改变观点,把治理污染转变为预防污染。
要预防化学污染,最关键的是从小培养具有环境保护意识的人,让学生尽早地、系统地学习化学知识,运用所学的化学知识去说服和教育周围的人,从而达到化学教育的目的。
为此笔者谈谈自己的一些想法和做法:一、在实验教学中渗透绿色化学理念实验教学与绿色化学联系最为紧密、最为直接,在实验教学中贯穿绿色化学思想最为重要。
本人认为:(1) 要优化相关实验。
实验教学过程,不是简单地、直接地让学生去掌握前人的科学结论,而是要引导学生“象以前的科学家”那样,通过实验探索规律、发现真理。
例如,我在讲co2的实验室制法时,事先准备了如下几组实验:①碳酸钠与稀盐酸反应;②纯碳酸钙粉末与稀盐酸反应;③石灰石与稀盐酸反应;④石灰石与浓盐酸反应;⑤石灰石与稀硫酸反应。
让五名学生到前面来依次分别做这五个实验,然后让同学们共同讨论:在实验室条件下制取co2选用哪组实验最合适?为什么?在经过讨论和争辩之后,同学们得出共同的结论:实验室应用石灰石(或大理石)跟稀盐酸反应制取co2最经济、最适合实验室操作、最贴切绿色化学。
从而不仅使同学们牢固地掌握了co2的实验室制法,而且也使同学们学会了对比实验和优化实验的方法,更注重了绿色化学理念的倡导。
又如《燃烧和灭火》这一节中探究燃烧的条件,热水中的白磷通入氧气后剧烈燃烧,并产生大量的白烟向室内扩散,引起师生咳嗽等不良反应,可通过在氧气导管的末端接一个倒挂的漏斗罩住水中的白磷来改善。
(2) 要大力推行微型实验。
对常见实验仪器进行微缩,如用点滴板代替多只试管做对比实验,用蜡封住细玻璃管的一端代替分子间隔演示器,做分子间有间隔实验,还可以把烧杯、集气瓶、学生实验等微型化。