化学实验绿色化的实践与体会

吴云新

“绿色化学是化学的绿色，是化学的活力所在，”绿色化学的核心是从源头上减少并消除污染，在中学化学实验中容易造成环境污染的物质有许多种，如CO、SO₂、P₂O₅等，这些物质的排放都会造成环境的污染，所谓化学实验清洁化，是指通过一些有效措施使化学实验对实验场所和环境污染降到最低程度，本人通过几年的实践探索，总结出以下四条有效措施可以减少实验对环境的污染。

一、进行密闭实验

中学化学的某些实验会导致有毒气体和粉尘进入空气而毒化实验室，实验室的空气直接影响师生的健康，因此在这些实验中除了安装尾气处理装置外，还要尽可能使整个装置密封可控，避免敞口操作，防止反应物质散逸到周围环境中。

案例1：九年级化学(上册)探究燃烧的条件的实验中，由于白磷在空气中燃烧产生的大量白烟(P₂O₅)是有害物质，它与空气中的水反应会生成有毒的偏磷酸，对环境造成严重污染，书本实验装置没有做到绿色化，实验要求在通风橱里进行，学校一般不具备这个条件，所以实验时会造成污染，对师生健康不利，因此，必须对该实验进行改进，改进后的实验操作为：向大烧杯中倒入80℃左右的热水，在水中加入一小块白磷，取两支硬质大试管，向其中一支试管中加入红磷，再向另一支试管中加入少量白磷，塞上带有气球的橡皮塞，然后立即将两支试管同时放入热水中，观察三处磷是否都会燃烧，然后对准水中的白磷通入氧气或空气，观察水下白磷是否燃烧，实验中会看到试管中的白磷迅速燃烧产生大量白烟，同时气球鼓起，试管中的红磷没有燃烧，水中的白磷也没有燃烧，而通入氧气时却能燃烧，改进后的实验最大的优点是无污染，试管口系上气球使实验始终在密闭的装置中进行，生成的五氧化二磷不会散逸到空气中，不会污染环境，所以实验无需在通风橱里进行，适合课堂演示，达到了化学绿色化的要求。

二、加强回收利用、重复使用

加强反应物质的回收利用和消除处理是减少污染物的又一重要措施，回收主要包括：第一是回收未反应的原料和副产品；第二是回收催化剂等非反应试剂，重复使用是指将上一个实验步骤中剩余的药品用到下一个实验步骤中或其他实验中，这样就大大减少了化学药品的用量，提高了药品的使用效率。

案例2：实验室常对加热高锰酸钾(KMnO₄)分解实验进行分组实验，反应后的剩余固体中主要有锰酸钾(K₂MnO₄)、二氧化锰(MnO₂)及未反应掉的高锰酸钾(KMnO₄)，可以通过溶解、过滤回收得到二氧化锰，回收得到的二氧化锰可以用于过氧化氢(H₂O₂)制取氧气的实验，这三种固体还可以直接用于浓盐酸(HCI)制取氯气(Cl₂)的实验。

三、减少反应物的使用，开展微型实验

减少药品的用量就是以尽量少的试剂、尽量低的浓度试剂进行实验，而且要达到比较理想的实验效果，微型化学实验(缩写ML)是国内外近二十年进展较快的一种新的化学实验形式，实验表明，微型实验的试剂用量比常规实验节省百分之九十，微型实验大大节省了实验经费；微型实验试剂用量少，实验中不会造成危险，同时生成的污染性物质少，对环境的污染就少；微型实验与常规实验相比，具有仪器小巧、用药量少、操作方便、反应速率快、现象明显的特点，因此实验微型化还能节省实验时间，学生实验要尽可能做到微型化，只要现象明显，达到实验效果，量越少越好。

案例3：硫在氧气中燃烧的实验，按常规实验的量需硫0.3～0.5克，这样会生成的二氧化硫0.6～1.0克，而微型实验每次仅需硫0.02克，这样反应生成的二氧化硫大约为0.04克，所以排污量大大减少，从而减少了对大气污染，再如，利用点滴板等微型化实验仪器进行实验：用指示剂试验溶液的酸碱性、酸碱中和反应、稀盐酸与碳酸钠(碳酸氢钠)等探究实验，试剂的质量分数为原浓度的0.5％～1.0％，用量可减少到0.1％～0.25％，以上实验都能达到满意的实验效果，因此，在保证获取最有效实验信息的前提下，应尽可能降低实验药品的用量和浓度，减少药品的损耗，预防环境污染。

四、加强尾气处理

化学实验必须妥善处理反应过程中生成的有害气体，采用吸收、中和等方法使有害物质转化为无害的气体，从而减少其对环境的污染。

案例4：教师在演示硫在氧气中燃烧的实验中，可以在集气瓶内预先放人碱溶液以达到吸收有害的SO₂气体减少污染的目的。

化学实验是提高化学教学质量的重要途径，但是在完成实验教学并收到满意效果的同时，无意之中将一些有害物质排放到环境中，造成了环境污染，危害师生健康，因此，进行清洁化实验并采取相应措施是非常必要的。

参考文献：

[1]刘知新，化学教学-i~[-M]，北京：高等教育出版社，2004，(6)：183－184。

[2]郑丽艳，浅淡怎样改进化学实验对环境的污染[J]，实验教学与仪器，2007，(5)：19。

(责任编辑：罗艳)