绿色有机化学实验探究

晁华雯

（海南师范大学化学与化工学院，海南 海口 571127）

绿色有机化学实验探究

晁华雯

（海南师范大学化学与化工学院，海南 海口 571127）

有机化学实验是化学教学的有机组成部分，开展绿色有机化学教学可以有效减少废弃物的产生，减少环境污染。合理开展绿色有机化学实验不仅可以促进化学教学的发展，也能够满足当前环境保护的要求，促进经济的可持续发展。所以，文章针对绿色有机化学实验的策略进行研究。

绿色；有机化学；途径

0 引言

实验在化学教学中占据重要地位，有机化学试验中运用到许多化学试剂，在实验过程中容易产生废渣、废水和废气等污染物。所以，若要减少有机化学实验对环境的污染，就应当树立绿色化学的理念。采用各种新技术、新方法。所谓的绿色化学主要是指通过应用相关的方法与技术从源头上消除、减少对社会安全、生态环境、人类健康有害的副产品、溶剂、产物、原料和催化剂的生成。在无毒无害条件下，采用无毒无害的原料生产出有利于环境保护的化学品。绿色化学实验不仅有助于提升有机化学实验的安全性，而且有助于提高学生的实验技能。

1 实施绿色有机化学实验的必要性

绿色化学是一门从源头上防止环境污染的化学，又被称为环境友好化学、原子经济化学、无害化学、清洁化学。它的主要目的是改变现有的化工、化学生产技术路线，从“先污染后治理”转变为“从源头上根除污染”。合理实施绿色化学有机实验有助于培养绿色化学化工人才，促进绿色经济发展，推动创新型国家建设。化学实验和研究是化学工业发展的前提与基础，因此，只有实施绿色化学有机实验才能够从源头上减少有毒物质排放，实现环境保护，推动经济可持续发展。而实施绿色有机化学实验不仅要求科研人员具有丰富的专业知识，而且要有强烈的环保责任意识。

2 绿色有机化学实验的实施策略

2.1 建立绿色有机化学实验理念

教师在有机化学实验中应当具备绿色化学实验理念，以身作则倡导绿色化学教育，积极了解和掌握相关的废弃物排放标准，增强自身的责任意识与环保意识，深入研究废弃物处理，掌握实验室“三废”治理与控制能力。此外，在化学教学中还应当引导学生主动查阅资料，进而掌握相关试剂、实验药品的毒理作用、防治措施、理化指数、污染机制等。同时，教师要在化学教学中适时引入绿色化学教育，将“环境激素”、“原子经济”、“12条绿色化学原则”等新概念引入课堂教学中，进而促使学生以绿色化学为视角审视合成方法，并结合实验内容讲解最新的专业领域研究成果。

2.2 妥善处理“三废”

有机化学实验室污染严重，在实验过程中时常产生许多废液、废气和废渣等众多污染物。这些污染物不仅不利于师生身体健康，而且污染环境。所以，教师在教学过程中应当指导学生掌握处理与排放“三废”的方法，关注“三废”的利用与回收，进而促使学生在有机化学试验中自觉形成环保意识。在实验室要设立专门的废渣桶、废物通、废液桶，督促学生按照分类进行分别处理和收集。首先，要合理处理废渣。固体有机化合物的制备主要是独立实验，而一些合成试验制备的固体产物则可以用于其他实验中，例如，乙酰苯胺可以作为硝基苯胺的原料，粗的苯甲酸能够作为重结晶的原料。对于那些不能够在其他实验中套用的副产物、产物，要进行统一回收。其次，要合理处理废气。对那些反应生成的气体要应用相关的吸收装置及时回收。同时，还要在试验台上安装封闭式排风装置。再次，要合理处理废液。和一些固体产物一样，部分学生制备的液体产物也能够运用套用法。对那些有机溶剂则应当通过回收提纯进行再利用。而碱浓度较高的废水、酸、重金属离子则要统一回收处理。

2.3 充分利用实验资源

在传统有机化学试验中，往往重视一类反应原理、基本操作技能训练、一类化合物的操作训练。其合成物有的丢弃，有的则堆积在实验室成为废物，这不仅造成严重的资源浪费，而且不利于环境保护。所以，必须采取相应措施减少废弃物，充分利用资源。促使实验产品能够有效循环利用。教师可以参考一些综合化学实验材料，采用系列实验法，即在完成基础有机化学实验操作后，在陆续开展一些合成试验训练。这种系列实验法是在整合常规实验方法的基础上逐渐形成的，它符合“减少污染，变废为宝”的绿色化学理念。可以依据实验要求与内容将相关实验有机结合起来。把若干个单一实验整合成一个系列实验，用前一个实验的合成品作为之后实验的原料。比如苯胺→对氨基苯磺酸→甲基橙；肉桂酸→重结晶等。采用这种系列实验法一方面可以减少废弃物，有效保护环境，另一方面还能够节俭实验经费。此外，还可以增强学生在实验过程中的绿色实验意识。除此之外，还应当重视实验药品的回收再利用，积极推广合成试验连续化。这不仅符合“绿色化、节约化”的实验原则，最大限度地利用化学实验资源，而且能够有效解决有机化学实验废弃物处理问题。此外，还可以适时引入创新型实验、探索性实验、设计性实验等板块，提升学生的探索精神，培养他们在化学实验中的积极主动性。部分实验物质虽然在原实验中没有很大的利用价值，但在其他实验中还能够被利用。比如阿司匹林就可以制药专业的原料。合成的甲基橙可以作为光降解研究的试剂。在有机实验中除了试剂，还有玻璃仪器也属于易耗品。因此，应当及时修理一些损坏的仪器，实现变废为宝。

2.4 积极开展微量实验

微量试验不仅能够减少“三废”、保护环境，而且可以缩短实验时间、节约试验成本、安全性较高、较少发声玻璃仪器炸裂等危险事故。符合绿色化学的理念。对那些不需要分离、加热，以及颜色变化明显的实验，可以在点滴板上进行，这有助于减少试剂用量。例如可以改进“三氯化铁水溶液定性检验乙酰水杨酸中水杨酸杂质”的实验，最大限度地减少环境污染。再如，对乙酸乙酯合成实验、乙酰水杨酸的制备实验都可以进行微型化处理，减少10%～20%到五分之一的试剂用量，与此同时，还能够有效缩短试验时间。这一方面可以减少原料试剂用量，另一方面又能够满足化学实验需求，实现经济效益的同时，确保环保效益。

2.5 改进试验方法

部分有机化学实验采用天然气作为热源，这一方面容易产生二氧化碳造成温室效应，另一方面还易引起爆炸起火。目前，我国部分学校在有机化学试验中已经开始逐步采用超声辐射与微波辐射加热，这些绿色能源发展前景广阔。微波合成是通过微波介电热效应将能量输入化学反应中。利用微波辐射代替传统方法加热可以增加反应速度。当前，这种加热技术已经在有机化学试验中加以运用，逐渐成为高校便利的促进化学反应方法。用它代替传统加热方法，不仅可以提高产品纯度，而且更加节省时间。例如在合成肉桂酸时，传统加热方法是水蒸气蒸馏1.5小时，制备反应45分钟，熔点为135～136℃，最终产率则为68%。而采用微波辐射加热产品产率则为78%左右，制备反应只需要10分钟，水蒸气蒸馏则需要20分钟左右。此外，还可以在有机化学实验中采用超声有机合成法，它是指将有机反应放置到超声辐射下进行。运用超声波的空化作用，可以避免温度升到使热敏物质分解，同时还可以促进反应，具有操作简便、反应产率高、时间短等优势条件。比如运用传统加热方法合成混合醚需要几个小时，而超声合成则仅需45分钟。利用这些绿色能源可以有效减少副反应，降低能耗，缩短时间。

2.6 采用先进的实验技术和教学工具

当前，超临界液体、离子液体等绿色溶剂，以及抗体酶、微生物、酶等生物催化剂，光、超声波、微波等在有机合成中被广泛应用。在此基础上形成了生物催化技术、超声波技术、膜技术、超临界萃取技术、微波技术等一系列先进实验技术。这些技术可以有效减少能耗、加快反应速度、减少污染、提高产率。此外，还可以在有机化学实验教学中合理运用计算机多媒体技术。针对那些造成严重污染，且目前无法进行方法改良的实验，教师可以运用计算机观看实验教学片，或模拟实验。采用这种教学技术可以生动形象的展示相关的实验结果与现象，减少环境污染，并节省实验经费，有效延伸与拓展化学实验内容，符合绿色化学的理念。

3 结语

综上所述，绿色化学是当前化学教学的重要课题，有助于推动化学领域的可持续发展。同时，也对化学研究者和教育者提出了更多新的挑战。若要顺应当前可持续发展的时代要求，就应当树立绿色有机化学实验的理念，培养学生的绿色化学意识，采用各种新技术、新方法，减少有机化学实验中的环境污染，并合理处理实验过程中产生的“三废”物质，促进资源的循环利用。

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Green organic chemistry experiment

Chao Huawen
(School of chemistry and chemical engineering, Hainan Normal University, Haikou 571127, China)

Organic chemistry experiment is an organic part of chemistry teaching. Carrying out the teaching of green organic chemistry can effectively reduce the generation of waste and reduce the environmental pollution. Rationally carry out green organic chemistry experiment can not only promote the development of chemistry teaching, but also to meet the current environmental protection requirements. Promote sustainable economic development. Therefore, this paper aimed at green organic chemistry experiment strategy research.

green; organic chemistry; pathway

晁华雯（1996— ），女，汉族，青海海东人，本科在读；研究方向：有机化学。