有机化学实验教学绿色化探讨

徐秦英

（青海卫生职业技术学院，青海 西宁 810000）

有机化学实验教学绿色化探讨

徐秦英

（青海卫生职业技术学院，青海 西宁 810000）

为推进有机化学实验向绿色化的方向健康、稳步地迈进，对有机化学实验教学模式进行初步探讨并提出改革思路：改革实验项目、实验内容，改进实验技术，实现实验过程绿色化，开展节约型有机化学实验，减少化学污染，保护环境，不断培养学生的环境保护和可持续发展意识。

有机化学实验；绿色化学；教学改革

实验是有机化学教学中必不可少的重要环节，有机化学实验的化学试剂种类多、数量大，仪器容积大；实验过程中产生了大量废水、废气、废渣等污染物。为了减少有机化学实验对环境造成的污染，降低实验费用，我们就要树立绿色化学的新思想，应用绿色化学的新方法和新技术。绿色化学实验对大学生环境保护意识的培养有着重要的意义，是可持续发展战略在化学实验中的具体体现。

绿色化学是指用化学技术和方法从源头上减少或消除对人类健康、社会安全和生态环境有害的原料、催化剂、溶剂及产物、副产物等的使用和生成，采用无毒无害的原料或者可再生资源，在无毒无害的条件下生产出对环境友好的化学品［1］。

绿色化学实验能减少环境污染，较好地体现绿色化学和环境友好化学的理念，有利于培养学生严谨的科学态度和细致的实验作风，可提高学生的实验技能和创新能力，并且实验的安全性也得以提高。

1 实验项目绿色化

在选择实验项目时，按照构建有前瞻性、可操作性教材体系的要求，尽量排除或减少对环境污染大、毒性大、危害大、“三废”处理困难的实验项目，选择低毒、污染较小且“三废”处理容易，实验成本较低的，具有环保性的有机化学实验项目。例如用肉桂酸实验代替喹啉实验，避开苯胺、硝基苯等有毒致癌试剂、对空气污染大的试剂，减少对环境的污染。在重结晶提纯实验中，用于纯化的固体原料很多，我们选择基本符合绿色化学理念的苯甲酸、水杨酸实验，而不用萘等毒性很大且有气味的物质。再如用溴乙烷实验代替溴苯实验，可以避免使用苯、溴等有毒、有害、污染大的试剂［2］。

2 实验内容绿色化

在不影响实验效果的前提下，对某些有毒反应寻找无毒替代物，尽量选用对环境友好的试剂代替具有一定污染或毒性的试剂。例如在乙酸乙酯制备实验中，用强酸型阳离子树脂取代浓硫酸，减少了乙酸和乙醇的用量，同时也阻止了浓硫酸对环境的污染，使用的强酸型阳离子树脂可以回收使用。若用微波辐射法，不但可以减少乙酸、乙醇及催化剂浓硫酸的用量，而且反应时间大大缩短［3］。再如安息香缩合反应中用盐酸硫胺素做催化剂代替有毒的氰化物，可避免氰化物作为催化剂的危险性，其操作也比较简单［4］。用碳酸二甲酯（DMC）代替强毒性和致癌性试剂硫酸二甲酯及卤代甲烷进行甲基化反应；用DMC代替光气进行羰基化反应；用水或超临界流体代替其他有机试剂进行反应等［5］。如在环己烯的制取中，选用腐蚀性较小的磷酸代替硫酸。通过这些方法，减少了污染，增强了学生的环保意识。

实验内容绿色化有助于教育学生树立全新的绿色化学观念，有利于师生的身体健康，符合绿色化学的教学思想。

3 实验过程绿色化

有机化学实验要求学生必须做到基本操作正确且规范，无论是药品的取放还是仪器的使用，都应做到动作准确、操作娴熟、运用灵活，避免操作错误而造成的重复实验。正确把握药品取放的方法，避免违规而造成药品损失。要强化学生的节约意识，引导学生时刻注意节约药品，能少用的一定要少用，能回收的一定要回收，能循环使用的一定要循环使用，这样既节省了实验经费，又保护了环境。

3.1 实验微型化

微型化学实验具有节约实验成本、缩短实验时间、安全性高、玻璃仪器炸裂等危险事故发生几率小、对环境友好、减少“三废”、减少环境污染等优点，可实现绿色化学要求达到的目标。传统的性质实验，试剂使用量一般为1～2 mL，对不需要加热、不需要分离的沉淀反应及一些颜色变化明显的性质实验等，可放在点滴板中进行，试剂用量减少为几滴。如用三氯化铁水溶液定性检验乙酰水杨酸中水杨酸杂质，通过改进实验方法，减少化学药品对环境的污染，也使这部分实验趋于绿色化。

再如乙酰水杨酸的制备实验微型化、乙酸乙酯合成实验微型化，试剂用量可以比原来实验减少1/10～1/5，同时缩短实验时间。这样既能满足实验获取化学信息的要求，又大幅度地减少了原料试剂的用量及化学实验对环境的污染，其经济效益和环保效益是显而易见的。

3.2 试剂的回收和再利用

化学实验产生的大量废弃物如不及时处理而随意排放，不仅会对环境造成污染，而且会淡化学生的环保意识，使学生养成不良的实验习惯。充分利用实验产生的废物，为这些废物寻找新用途，以减少废物的排放，降低实验成本，提高试剂使用效率，防止环境污染。

废弃的有机溶剂可用来洗涤污垢或通过蒸馏进行纯化回收。合成实验所得产品一律回收利用，例如我们将合成的1-溴丁烷、乙醚等回收，进行洗涤、蒸馏、干燥后用来做性质实验；将间硝基苯胺、苯甲酸回收，留着下一级学生做“重结晶”实验时用，得到的纯净回收品又可以留着做“熔点的测定”实验时用。

产物的循环使用。实验产物循环使用是把相关的多个实验有机结合起来，将前一实验的产物作为后一实验的反应物，这样做可以减少实验药品的用量，节约时间，降低了实验成本，提高了试剂使用效率，减少了环境污染。如乙醇系列实验：“工业乙醇的蒸馏”得到的乙醇产品可留待“萘的重结晶”作为溶剂，重结晶的母液又可在下一个实验“简单分馏”中得以分离，回收的乙醇产品还可用于“从茶叶中提取咖啡因”，提取咖啡因后回收的乙醇由实验室统一保管，留待下一级学生新一轮实验开始时再做“工业乙醇的蒸馏”，这样提高了溶剂的利用率，节约了实验成本，减少了环境污染。

又如在合成1-溴丁烷后，紧接着用其产品进行“液态有机化合物折光率的测定”，节省了单独进行此实验所需要的药品，且剩余的1-溴丁烷回收精制后可用于卤代烃性质实验。

实验过程绿色化使学生进入化学实验室后就受到绿色化学的教育，这对培养学生科学的环境观、资源观，增强他们的环保意识具有重要的意义。

4 实验教学方法绿色化

对于污染较严重、毒性较大的实验，采用多媒体进行模拟演示来代替实际实验。如对氰化物及砷化物的实验、溴的制备、苯的硝化还原、制备苯胺等实验尚无法通过改进而减少污染并实现绿色化，可通过多媒体等形式演示或者模拟实验过程。如芳烃和卤代烃的性质实验改用计算机模拟教学，既无污染，且现象又明显，学生感到很新颖，兴趣很高，教学效果显著［6］。目前，互联网上模拟性质实验及性质实验演示视频等资源较多，对其加以合理利用可有效减少实验污染。

绿色化学是21世纪化学发展的重要方向之一，它为人类解决化学工业对环境的污染、实现经济和社会可持续发展提供了有效的手段。

综上所述，教师要充分挖掘教材内容，加大绿色化学思想的宣传力度，让绿色化学教育的思想和内容深入人心，帮助学生树立绿色化学的观念，提高其实验能力。化学实验绿色化对学生环境保护意识的培养有着重要的意义，是可持续发展战略在化学实验中的具体体现。

［1］李和平，龙晖.改革有机化学实验 提高学生创新能力［J］.实验科学与技术，2007，5（4）：81-82.

［2］洪丽雅.有机化学实验的“绿色化”实践［J］.实验室研究与探索，2008，27（8）：158-160.

［3］杨国玉，徐翠莲.有机化学实验绿色化教学的改革与实践［J］.实验室科学，2010，13（4）：26-28.

［4］任玉杰.绿色有机化学实验［M］.北京：化学工业出版社，2007.

［5］张康华，曹小华，谢宝华，等.化学实验教学与绿色化学教育［J］.实验室研究与探索，2010，29（5）：123-125.

［6］宋桂苓.绿色有机化学实验的探索和实践［J］.实验室研究与探索，2006，25（8）：989-991.

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1671-1246（2015）10-0084-03