浅析高中化学实验的绿色化
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1 浅析高中化学实验的绿色化
浅析高中化学实验的绿色化
【摘 要】绿色化学〔Green Chemistry〕,又称环境无害化学,环境友好化学,清洁化学。以实验为根底的化学,实验始终是学习的重要环节。现行高中教材中的化学实验存在许多污染问题,而新课改下老师的课堂演示实验、学生分组实验以及“研究性学习〞中化学实验日益增多。随着人们环保护意识的增强,实现化学实验绿色化变得非常重要。
【关键词】高中化学实验 绿色化
一、提倡高中化学实验绿色化的意义
中学化学实验所使用的药品,不少物质是对环境、生物都是有毒有害。
1.化学实验中所使用的药品总量大。全国数以万计的实验室每天排放着总量不可无视的污染物,其成份复杂,污染严重,治理非常困难。
2.大局部学校的实验废液和废渣通过下水道直接排入江河或渗入地下,虽然污染没有某些化工企业那么严重,但是其主要污染物为硫酸根、氯化物、重金属等,可引起地下水总硬度、总矿化度升高,这些废物最终进入生态系统,破坏环境,通过食物链传递、富集,影响人类安康。
3.绿色化实验要求我们在实验过程中尽可能环保,使学生学会、防止有害物质排放的方法,学会简单的废物处理方法,让学生在活动中感受环保的责任与意义,让化学实验不仅成为学习化学的方法与工具,而且成为学校环保教育的载体。
二、实现高中化学实验绿色化的途径
要实现中学化学实验绿色化,必须解决两个问题:培养学生绿色意识和改革高中化学实验,消除现行实验的污染。 ***
2 1.最绿色化的途径——计算机与多媒体模拟实验
多媒体模拟实验是一种化学试剂和仪器“零投入〞及“废弃物零排放〞的特殊实验方式,是绿色化程度极高的“实验〞,它能将许多不能或不易做、药品消耗量大、易爆、操作不易控制、必须使用有毒有害试剂的实验,通过制作高清的动画效果,将实验现象逼真地模拟出来,使学生在轻松愉快的环境中学习化学原理和实验方法。
2.最为重要可行的措施——微型化实验
微型化实验,它的核心就是使“实验药品微量化,实验仪器微型化〞。微型化学实验的特点:微型实验仪器使用方便、便携,平安可靠。
中学化学实验中的性质实验,常用于验证各类常见物质的主要性质,微型化实验可以实现人手一套,便于边讲边实验,有利于激发学生学习化学的兴趣。另外试剂的用量大大减小,不仅降低实验本钱,还可减少实验废弃物的排放量,同时也使爆炸、燃烧、中毒等事件相应减少,进步了实验的平安性。
3.适当降低试剂浓度
防止污染最重要的是从源头控制废物的产生与排放,现行化学教材中,有些实验即使降低药品浓度也可到达预期目的,比方做AgNO3溶液与HCl溶液反响的实验中用1mol/L的药品与用0.1mol/L的药品其现象无差异,而药品的用量已减少了90%。如配制一定物质的量浓度的溶液,将配制的2.0mol/lNaCl溶液改为1.0mol/l。银镜反响中,将银氨溶液、氨水浓度均可由2%降为1%。苯酚有剧毒,做苯酚与溴反响时用1mol/L的苯酚和用0.01mol/L的苯酚与溴水反响其实效果无差异,用量减少了近千倍。指示剂如酚酞、石蕊、甲基橙、品红等变色很灵敏,即使用微量药品也会有明显的现象和效果,可将原浓度减少到***
3 0.1%~0.25%。既保证了实验效果,又节约药品,减少环境污染。
4.开展简约化实验
所谓简约化实验,是指实验仪器中盛有相应的药品,根据某个特定的目的设计实验。它装置简单,操作方便,现象明显,实验成品可回收、无污染产品、平安可靠。
例如:氯化铵不稳定性实验。利用简约化实验,将氯化铵晶体事先密封在玻璃管内,用酒精灯加热一端,会看见NH4Cl变成白烟,在上端凝聚成白色固体,用完后将密封管保存。可反复使用,不用重复准备,不用每次都消耗NH4Cl,且防止了生成的氯化氢和氨气污染空气。
5.变废为宝,利用生活中的小物品制作简单实验仪器
仪器选择:用青霉素瓶、一次性注射器、输液管、眼药水瓶、废衣夹、药丸胶瓶等制作微型实验仪器。如矿泉水瓶可代替好多仪器,把大的矿泉水瓶从下半部剪开即是水槽,把小的矿泉水瓶剪开,下半局部即可作烧杯,上半局部可作漏斗,往矿泉水瓶上安一个支管,利用塑料的热塑性,把一根玻璃管的一端在酒精灯上加热后往矿泉水瓶上一插即可,非常方便。
6.实验后回收废弃物
化学实验的废弃物主要包括废渣、废液、废气,要实现化学实验绿色化,还要做到如下几点:
〔1〕通过实验让学生感受实验废弃物直接排入环境是有害的。观察实验后搜集的废弃物的颜色、气味,PH值,与正常水体比拟,或做生物在废物中存活实验。如我们做完酸、碱、盐实验后的回收液中放入金鱼只存活了十多分钟。学生通过详细的事例与数据感受到直接将化学药品排入环境的危害。 ***
4 〔2〕回收实验废弃物。老师做演示实验时要随时回收废弃物,老师的引导是实现实验绿色化的关键。学生做分组实验时准备不同的回收容器回收废弃化学药品。
〔3〕对实验后的废弃物加以处理。例如一氧化碳有剧毒,我们可以利用它的可燃性将它燃烧处理;重金属离子可用铝、铁等轻金属置换处理,含少量重金属离子的废液,最有效和最经济的处理方法是加碱或硫化物,使其变成难溶性的氢氧化物或硫化物沉淀下来,再过滤和别离;实验室废水可先调节pH值,后进展活性污泥处理,活性碳吸收、臭氧处理、脱氨脱盐等深度处理,这样的水就可再用。萃取后的苯、四氯化碳要及时回收。如硫化氢与二氧化硫的实验要在密封体系中进展,硫化氢燃烧实验可用漏斗罩在火焰的上方,使产生的二氧化硫经漏斗通过其连接的u型管〔内盛稀氨水〕吸收液化作化肥使用等。
〔4〕变废为宝。例如用氯酸钾和二氧化锰混合加热制取氧气后的剩余物可以用作“过滤别离〞实验用,得到的氯化钾可作植物的肥料,二氧化锰可重新使用;利用高锰酸钾制氧气后的剩余物可用作氯酸钾分解制取氧气的催化剂,最终的剩余物还可用于钾的焰色反响,或施用于花、木、草、树的良好化肥,有些废酸用于冲洗厕所,以减少厕所清洗剂的使用。
三、结语
绿色实验教学,是化学老师义不容辞的责任,可有效减少化学实验对环境的污染,培养学生良好的实验习惯,形成可持续开展的观念,有利于新课改的进展。在高中化学实验中可通过选择无毒低毒实验药品,开展微型化学实验,借助计算机与多媒体,开展化学实验改革与创新,可增强学生理论才能,创新精神及环保意识,最终实现化学实验绿色化。 ***
5 参考文献
[1]?中学化学实验研究?西南师范大学出版1997年出版作者刘怀乐
[2]?高中化学实验绿色化探究?河南师范大学作者侯文广
[3]?浅淡中学微型化学实验的三个问题?化学教学[J]朱思2002,〔4〕
[4]?中学化学融入绿色化学理念教育改良中学实验?江陵县第一高级中学许万霞