化学实验教学绿色化改革实践研究
2015-08-07马大雁宋凤才
马大雁 宋凤才
摘要:随着我国现代化教育理念的不断深入,化学实验教学,也积极的开展了化学实验研究,并推进化学实验教学的绿色化,从而更好的实现其教育的可持续发展。对此本文就化学实验教学绿色化改革实践,结合其化学教学实验绿色化的意义、以及实践的途径等内容进行分析,希望对于当前化学实验绿色化目标的实现,骑着积极促进的意义。
关键词:化学实验;绿色化学;教学改革;实践
前言:
化学是一门以实验为基础的学科,实验教学对学生科学思维、动手能力、创新意识的培养,骑着重要的作用。但多数化学实验不可避免地对环境造成污染,产生的废水、废气、废渣未经处理就直接排放到环境中,对环境造成了破坏。20世纪80年代发展起来的绿色化学,是一门具有明确的社会需求和科学目标的新型交叉学科,其目标是:用化学技术方法去减少 或消灭对人类健康、社区安全、生态环境有害的原料、溶剂、试剂、催化剂、产物、副产物等的使用和产生,其终极思想在于不再使用有害的物质、不再产生废物、不再处理废物。
用行毒有害的質.不再产生废物、不再处理废物。
一、化学教学实验绿色化的意义
化学实验课。注重学生观察、认识、理解化学反应事实,以及理论验证,方法等基本技能的培养,进行科学实验工作方法的初步训练,培养学生独立思考和独立工作的能力,培养学生的创新思维和创新能力;培养学生严肃的科学态度,严谨的学风和良好的实验室工作习惯。随着人们环境保护意识的提高及环境保护工作的深人.科学实验(含实验教学)的环境保护问题越来越被人们重视。人们在开展实验室“三废”处理的探索中,逐步形成了清洁实验的概含,通过对实验“三废”的集中处理和综合利用,实现对贵重金属和试剂的回收利用以及”三废”的达标排放。
绿色化学的研究原则主要有以下几点;第一、采用无毒无害的原料,即在选择化学实验时应尽量选择采用那些无毒无害试剂的实验。第二、在无毒无害的反应条件(催化剂、溶剂)下进行反应,即在选择化学实验时应尽量选择水作溶剂或无溶剂下进行反应,尽量避免有毒有害和易挥发性有机溶剂的使用;尽量避免使用有毒有害的物质作为催化剂,而采用无毒无害的物质作催化剂,如固体酸碱、酶等作为催化剂。第三、具有原子经济性,即反应有高选择性,副产物极少,基至实现“零排放”。第四、产品应是环境友好的,即在选择化学实验时应尽量使生成物无毒无害。
绿色化学理念作为可持续发展素质的重要组成部分,是当代大学生应具备的基木素质。只有具备较强绿色化学理念和环境保护意识,才能适应社会和经济发展的需要。作为绿色化学这一更高层次的交叉学科,与教育部门日前对学科专业建设的要求完全一致,符合21世纪社会发展对人才培养的要求,与高等教育改革的形势要求相符。因此,在教学中向学生灌输绿色化学思想,积极开展绿色化学实验研究,并推进化学实验教学的绿色化,具有十分重要的作用。
二、化学实验教学绿色化改革的实践
(一)注重其微型化学实验的开展
微型化学实验是绿色化学实验的重要组成部分,我们应该把握住微型化学实验的精髓,积极开展化学实验的微型化研究。微型化学实验是以尽可能少的试剂,来获取所需化学信息的实
验原理与技术,而不一定要在微型仪器中进行。由于试剂用量大大减少,产生的“三废”量也非常少,基本解决了对环境的污染问题,也大大地节节约约了实验费用。多年来,我们对传统的实验进行了改进,采用了“性质实验点滴化,分析实验减量化,合成实验微型化”,用已有的仪器就能完成大多数实验从而实现了“以尽可能少的试剂获取所需化学信息.”的目标。
(二)注重其串联实验与试剂的回收利用
串联实验是指通过调整实验次序,使一个实验的产物成为下个实验的原料。如把萃取和蒸馏实验安排在一起,利用四氯化碳萃取碘的水溶液,得到碘的四氯化碳溶液,然后在碘的四氯化碳溶液中加入氢氧化钠溶液至紫色刚好消失,利用反萃取把四氯化碳分离出来,最后进行蒸馏,使四氯化碳回收再利用。串联实验以及试剂的回收利用在一定程度上减轻了常规实验对环境的污染,有利于环境保护。
(三)加强合成实验的优化
如酯合成实验的共同特点是采用浓硫酸为催化剂,实验过程中会产生废酸,造成环境污染,若选择固体强酸为催化剂,就可以克服这一缺点。大量研究表明,固体强酸催化酯化反应,不仅具有很高的转化率、选择性,而且反应速度快,催化剂易于分离回收重复使用等特点是一类理想的环保催化剂。因此,用固体强酸取代浓硫酸作为催化剂,就可以实现酯合成教学实验的绿色化。化学实验中,合理地采用微波合成技术进行基础化学实验设计是进行化学实验绿色化工作的重要组成部分。此外,固相合成反应也是值得推广的一类清洁实验方法。
(四)加强实验室三废的处理
化学实验室的环境保护应规范化、制度化,应对每次产生的“三废”进行处理。把用过的酸类、碱类、盐类等各种废液、废渣,分别倒入各自的回收容器内,按照国家要求的排放标准进行处理,可采取中和、吸收、燃烧、回收循环利用等方法来处理废弃物,对于实验过程中产生大量有毒有害及腐蚀性的气体,在通风橱内完成实验,并将尾气进行集中收集,采用吸收、中和等方法集中处理,对于重金属废液一般采用回收的方法进行处理。在开放实验中,鼓励学生设计一些废液的处理或回收实验,如银废液回收银、含碘废液回收碘、含铬废水的处理等,这有利于提高学生的环保意识。
总结
综上所述,通过对于化学实验教学録色化改革实践的分析,发现现阶段的的实验教学,并不能达到绿色化学的水平,对此就应当从第一次实验开始,把绿色化学思想、内容、技术和方法贯穿于整个实验教学的全过程,培养学生的绿色化学意识和环境保护意识。
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