绿色化学实验教学新探

2013-03-19丁宇

卫生职业教育 2013年12期

丁宇

（鞍山师范学院附属卫生学校，辽宁鞍山 114001）

谈起化学实验室，有人马上就能联想到刺鼻的化学试剂气味，斑驳的实验台，从下水管中不断流出的酸性、碱性及毒性废液……如今除大型工矿企业污染之外，每天数以万计的高校、中学有大批学生在做各种各样的化学实验，其中许多学校对排放的废物很少处理。虽然每次排放量不算大，但这种“聚沙成塔”的污染成分复杂，累计效应不可忽视[1]。如今环境保护已经是人类面临的三大难题之一，社会各方都在呼吁绿色环保，以保护人类唯一的生存空间——地球，保护人类的生命健康。在新形势下，我校进行了大规模的实验室改建工程，尤其对于污染最大的化学实验室进行的绿色化改造已初见成效，为绿色化实验教学提供了一个良好的平台。

绿色化实验教学包括实验环境绿色化和实验教学绿色化两个方面。根据中等职业卫生学校对化学课程的要求，我校设置了无机化学实验室、有机化学实验室、分析化学实验室以及专门的试剂库。为确保实验环境绿色化，在实验室建设上，我校进行了以下三方面的改革。

1 合理处理实验废气、废液

3门化学学科实验均涉及一些有腐蚀性的试剂，如强酸HCl、H2SO4，强碱 NaOH；有毒的气体或溶液，如氨气、氯气、苯、四氯化碳……针对废气、废液的排放问题，实验室不但配备了通风橱、换气扇，还专门安装了废液回收池，把实验中回收到的各类废气、废液进行处理后排放或进行循环利用。

2 配备电脑及投影装置

对于一些有强烈腐蚀性或剧毒的实验，可利用电脑播放实验光盘或实验Flash，不仅可以避免这些试剂对环境的污染、对师生的毒害，而且通过多样化的实验方式可以提高学生学习的兴趣，寓教于乐，使学生将简单、枯燥的操作技能在多媒体教学片中得到深刻理解，为以后进行实验打下良好的基础。

3 建立完善的实验室制度

建立健全各类化学实验室的实验制度，并制作相应的画板悬挂在实验室显眼的位置。加强对学生环保意识和实验室制度的教育，以提高实验者自身的素质。

在绿色化实验环境中，我们对实验教学的绿色化也进行了进一步的探讨，这样不仅可以减少相应的污染，而且也提高了学生对实验学习的积极性和主动性，收到了良好的实验效果。在教学过程中，我们得出了以下3个方面的经验。

3.1 改进以剧毒物质为主的实验

改进那些毒性大、危险性大、“三废”处理困难的实验项目。如分析实验中用As203标定碘滴定液的浓度，可以改为用硫代硫酸钠以比较法测定；无机化学中N02的性质和制备、C12的氧化性实验，可采用观看光碟的方式进行实验教学；在有机化学中，可用“溴乙烷”实验代替“溴苯”实验，从而避开了苯、溴等对空气污染大的试剂的使用，减少了对环境的污染，同时也降低了低值易耗品的费用。

3.2 发展微型化学实验

微型化学实验是目前化学实验发展的一个趋势[2]。微型化学操作技术是以尽可能少的试剂来获取所需化学信息的实验方法，其试剂用量为对应常规实验的1/10甚至1/1000。

微型化学实验，特别是微型制备方法，并不是将常规化学实验简单缩小，而是将合成与鉴定融合起来，利用分光光度计、色谱、电化学等现代仪器和方法对实验制得的少量产物进行组成与含量的测试。通过由常量到微型实验的方法演变，能使学生利用化学基本原理来重新设计、改造、组合各种仪器装置，对提高学生的学习兴趣、活跃学生的思想、激发他们的创造力将起到积极的作用。微型化学实验既能满足实验所需获取的化学信息，又能大幅度地降低原料试剂的用量，减少了化学反应对环境的污染，缩短了反应时间，使一些实验现象更易观察，从而收到了良好的教学效果。

微型化学实验的仪器、药剂、滴瓶小巧，方便携带，为课堂上教师边讲边做提供了方便。若教师每堂课结合讲解内容做几个微型实验，改变过去“满堂灌”的单调教学模式，就可收到较好的教学效果。

3.3 废气、废液的多种处理

实验室废气、废液的处理方法很多，中专实验室针对所产生物质的种类多采取下列处理方法[3]。

3.3.1 溶解法在水中溶解度较大的有毒气体（如氨气、二氧化硫等）。

3.3.2 燃烧法有机实验中，一些有害的可燃性气体（如甲烷、乙烯等）只需在排放口点火燃烧即可。对于化学实验中废弃的有机溶剂，可加以回收利用，也可燃烧处理。

3.3.3 中和法对于那些酸性或碱性较强的气体，可选用适当的碱或酸进行中和吸收。对于含酸或碱类物质的废液，如浓度较大时，可利用废碱或废酸相互中和，再用pH试纸检验，若废液的pH在5.8～8.6之间，且此废液中不含其他有害物质，则可加水稀释至含盐浓度在5%以下排出。

3.3.4 吸附法选用适当的吸附剂，便可消除一些有害气体的释放。对于那些毒害不大的气体，仅用木炭粉或脱脂棉吸附即可；对于难以燃烧的或具有可燃性的低浓度有机废液，可选用具有良好吸附性的物质，使废液被充分吸收后再与吸附剂一起焚烧。

3.3.5 稀释法对于实验中产生的大量无毒无害的废液，可采用稀释的方法处理。

3.3.6 沉淀法可用于处理含有害金属离子的无机类废液。在废液中加入合适的试剂，使金属离子转化为难溶性的沉淀物，然后进行过滤，将滤出的沉淀物妥善保存，检查滤液，确保其中不含有毒物质后方可排放。

3.3.7 蒸馏法对于有机溶剂废液应尽可能采用蒸馏的方法加以回收利用。若无法回收，可分批加以焚烧处理，切忌直接倒入实验室的水槽中。

除上述方法以外，还有如密封法、配位法、氧化法、分解法、萃取法、水解法、离子交换法、生化法等可以很好地处理相应的实验废液、废气[4]。

对于废气、废液的处理，教师可在教学中提出相关问题，让学生自己动脑提出处理方法。利用这些方法来增强学生的环保意识，使他们知道化学试剂的使用原则，明确化学药品不能随意排放，否则将污染我们的环境。

4 “说”、“做”并举，受益匪浅

我国著名化学家戴安邦先生说：“化学实验室应该是学生学习的最有效和收获最丰富的场所，培养化学科学素质，不仅要传授知识，最重要的是发展学生的智力。智力因素包括动手、观测、查阅、记忆、思维、想像、表达七种能力，其中思维是智力因素的核心。”

为加强学生主动思维的能力，针对以往化学实验多以学生观察和动手操作为主的现象，我们在实验教学中添加了“说”实验的实践内容，就是让学生轮流主讲一个化学实验，教师在一旁辅助讲解。学生主讲的内容包括实验前的准备、实验目的、实验方法及步骤等。实验结束后，再由学生讲解并分析实验现象和结果，从而展开全面的讨论。“说”实验可作为学生的一项实验考核，这样不仅可以促进学生主动学习，而且通过主动思考，可以加深学生对于实验的领悟和记忆。此实践环节很受学生欢迎，并且在实验教学方面收到了很好的教学效果。