注射器在绿色化学实验中的创新运用

朱良义

摘要：绿色化学实验是在绿色化学思想的指导下，用预防化学污染的新思想、新技术和新方法，对常规的实验进行改进和创新设计。本文就医用废弃注射器在绿色化学实验中的巧妙运用作了详尽介绍，为教师在实验教学中如何改进，提供了更好的思路。

关键词：注射器；绿色化学；实验创新二十世纪九十年代以来，国际上化学研究提出新的理念——绿色化学。“绿色化学”是预防污染的基本手段之一，它包涵两个方面的含义：其一，原料的充分利用；其二，化学过程中没有或只有尽可能少的污染。环保意识在工业迅猛发展的今天显得尤为重要，能否保护环境？这是关系到一个国家、一个民族、甚至整个人类能否持续发展的大问题，因此环保意识是中学化学课堂教学的重要内容。

现行教材中某些实验虽使用多年，但由于缺乏实验的设计创意，实验过程中污染和浪费现象，对学生树立绿色化学思想、形成环保意识存在明显不足，很不适应新的教学理念和教学要求。笔者在多年教学实践中，一边学习他人的优秀经验，一边积极进行创新设计，在绿色化学实验设计方面有一些体会，现就医用注射器在化学实验中的巧妙运用进行介绍。

一、硝酸、二氧化氮、一氧化氮性质实验综合装置

1、实验装置

①50ml注射器

②输液管

③输液管夹

④烧杯

2、实验步骤

1）浓硝酸与铜反应。在注射器中放入二小块铜片，将注射器活塞推至底部排净空气。

吸入约5ml浓HNO3，关闭输液管夹。反應剧烈进行，生成红棕色气体，收集约20ml气体。打开输液管夹，推动注射器活塞，将注射器内蓝色溶液压入烧杯中，重新关闭输液管夹。

2）二氧化氮与水反应。将输液管末端插入烧杯的水中，打开输液管夹，将注射器活塞轻轻外拉，吸入少量水，可观察到液面上升，红棕色气体消失，所得无色气体体积约为原红棕色气体体积的三分之一。

3）稀硝酸与铜反应。在注射器中放入适量洁净细铜丝，将注射器活塞推至底部排净空气 。

吸入约10ml稀硝酸（1：2），关闭输液管夹。铜丝表面产生气泡，收集约10ml无色气体。打开输液管夹，推动注射器活塞，将注射器内蓝色溶液压入烧杯中，重新关闭输液管夹。

4）一氧化氮与氧气反应。将输液管悬于空中，打开输液管夹，将注射器活塞外拉，吸入约2-3倍一氧化氮气体体积的空气，无色气体迅速变成红棕色.最后吸入氢氧化钠溶液，红棕色气体消失。

5）实验完毕，立即清洗注射器。以减缓HNO3对注射器的腐蚀。

3、装置优点

1）装置综合性强，整套实验包含Gu和浓HNO3反应、NO2和水反应、稀HNO3和 Cu反应、NO和O2反应、尾气吸收，有很好的实验效益。

2）实验在密闭系统中进行，无污染，保护了师生健康.

3）装置小巧，取材方便，节约药品，操作简单，现象明显，实验易于成功。

二、二氧化硫性质实验装置

1、实验装置

①蘸有浓氢氧化钠溶液的棉花团②干燥管③试管④ Na2SO3固体⑤注射器针头⑥5ml注射器⑦双面胶

2、实验步骤

1）取下橡皮塞，双面胶由上至下贴上五小片滤纸，分别用紫色石蕊、品红试液、KMnO4溶液、碘水、H2S溶液润湿。

2）用5ml注射器吸入约2ml浓H2SO4（70%），将针头朝上，注射器活塞轻轻外拉少许，用滤纸将针头外附有的浓H2SO4擦净，取下针头，然后将橡皮塞倒置，把橡皮塞上的针头装在注射器上。

3）在试管底部装入约1.5gNa2SO3固体，塞入已准备好的橡皮塞，将试管固定在铁架台上。

4）推动注射器活塞加入浓H2SO4，观察滤纸颜色变化：石蕊变红，品红、KMnO4、碘水褪色，附有H2S溶液的滤纸有S单质生成。观察完毕，通过棉花团向干燥管内滴入过量浓NaoH溶液，并振荡试管，以加快SO2的吸收，防止SO2逸出，污染空气。

3、装置优点

1）整个实验过程中SO2控制在“零污染”的水平。

2）易于操作，实验容易成功，且药品消耗少，杜绝浪费现象。

三、压强对化学平衡的影响实验改进

1、实验装置

①注射器A（50ml|）②注射器B（50ml）③U形管④液体石蜡油

2、实验步骤

1）在注射器A中放入一小块铜片，将注射器活塞推至底部排净空气。吸入少量浓HNO3，立即反应，生成红棕色气体，收集20—30ml气体。推动活塞，将注射器内溶液压入备用试剂瓶中。迅速把针头插入己装好液体石蜡油的U型管左管胶塞。

2）将注射器B活塞外拉至与注射器A刻度相同，吸入相同体积的空气。然后将针头插入U型管右管胶塞。

3）同时推动两个注射器活塞至相同刻度，两注射器内压强相同程度增大，可见左管内液面上升，右管内液面下降。说明左管内的气体在气压增大的情况下，平衡向生成N2O4的方向移动，即向分子数减少的方向移动，使左管内气压小于右管内气压。同时将两个活塞外拉至相同刻度，则左管内液面下降，右管内液面上升。说明左管内气压减小时，平衡向生成NO2的方向移动，即向分子数增多的方向移动，使左管内气压大于右管内气压。

4）实验完毕，取下注射器A吸入少量NaoH溶液，振荡，即可除去NO2气体。

3、实验优点

1）实验具有很强的实验效果。这个实验一般是通过压缩NO2气体，观察气体颜色先加深，后由于化学平衡移动，颜色又变浅。这样的实验现象不易观察，且容易得出错误结论。通过改进，撇开了颜色变化的观察，而是观察U型管内液面的变化，方便学生观察现象，从而得出正确的结论。

2）整个实验处于全封闭状态，防止NO2逸出，污染空气，且尾气易于处理。

化学是一门实验科学，演示实验是中学化学教学中传授知识的一种重要教学手段。课堂实验的设计和改进是教育形势发展的需要。为使学生树立绿色化学思想，中学化学教育应该从课堂实验教学入手，对现行教材中缺乏创意的实验进行改进，设计出更合理、更科学的化学课堂实验。同时，教师在教学过程中应该鼓励学生积极参与到实验设计和改进过程，不但可以培养学生的创新意识和实验精神，培养他们的实验动手操作能力，激发他们学习化学的兴趣，而且可以提高学生节约能源和保护环境的意识。参考文献：

[1]人民教育出版社化学室.全日制普通高级中学教科书化学第一册.北京：人民教育出版社.2003，6：126-128.

[2]人民教育出版社化学室.全日制普通高级中学教科书化学第二册.北京：人民教育出版社.2007，1：2-14，14-15.

[3]姚新平.对新课程理念下化学实验教育功能的思考.中学化学教学参考.2005，5：30-31.

[4]张中南.化学实验教学中的点滴做法与体会.中学化学教学参考（作者单位：海南省澄迈中学570000 ）endprint