落实绿色化学理念优化大学化学实验教学

朱胜军 赵文 刘雪姣 徐萌萌

摘要：绿色化学又常被称为“环境无害化学”“环境友好化学”“清净化学”。近些年，与绿色化学自身的发展同步，国内高校实施绿色化学教育的步伐也在不断加快，一线教师应注重在实验教学应积极落实绿色化学理念。本文简要探讨了大学化学实验教学中落实绿色化学理念的三条基本途径，即优化方案，重视环境因子;微型实验，借助辅助技术;回收利用，妥善处理废料，冀对相关教育工作者有所助益。

关键词：绿色化学;大学化学;化学实验教学;教学体会

绿色化学又常被称为“环境无害化学”“环境友好化学”“清净化学”。近些年，与绿色化学自身的发展同步，国内高校实施绿色化学教育的步伐也在不断加快，一线教师应注重在实验教学应积极落实绿色化学理念。本文拟结合笔者自身的实践体会对此进行较为具体的探讨，冀对相关教育工作者有所助益。

一、 优化方案，重视环境因子

通常来说，绿色化学理念在大学实验课的具体落地主要以优化方案为主要方式，即根据实验目的及相应客观条件选择对环境最友好的实验方案。而根据目前相关研究成果，优化方案的选取主要以环境因子为依据和标准。这里我们通过一个简单而较为典型例子来体会环境因子的应用：

某节实验课需要合成一种治疗胃酸的药物——胃舒平，其主要成分是Al（OH）3，实验室能够提供的原料主要是铝、稀硫酸和烧碱溶液。学生经过思考后可以设计出以下三种方案：

由上表可以得出如下结论：理论上制备相同量的目标产物Al（OH）3，三种方案中每一种所需要Al的量是相同，因此原料用量只比较NaOH和H2SO4。方案①所需要的NaOH和H2SO4最多，产生的废料（Na2SO4和H2）最多，环境因子最大，最差方案。方案③所需NaOH和H2SO4最少，产生的废料（Na2SO4和H2）最少，环境因子最小，固该方案是最佳方案。

二、 微型实验，借助辅助技术

以微型实验代替常规实验是落实绿色化学的重要途径之一。微型实验是以尽可能少量货微量的化学试剂，在微型化的仪器中来得到实验结果的实验方法与技术，其试剂盒药品用量通常是常规实验的1%～10%，其优越性主要表现在试剂用量、辅助材料用量、水电消耗量大幅降低，从而减少实验成本，且使的实验过程中燃烧、爆炸、中毒等危险事故发生的概率大大降低而消除了安全隐患，同时由于实验中只产生微量废料，处理起来相对更为容易，很大程度上避免了实验废料对环境的污染。例如，氯化汞加碘化钠生成碘化汞沉淀并使沉淀溶于过量碘化钾的实验，常规情况下是在普通试管中夏加入2～3毫升氯化汞，实验需要消耗大量碘化钾，且常常倒掉绝大部分碘化汞然后再过量碘化钾，不仅浪费药品，亦对环境造成较严重的污染。而采用微型实验，则是用细滴管向特制微型试管中加入微量氯化汞和碘化钠，通过特制试管的放大效应而观察产生的沉淀，而沉淀既属微量，加入碘化钾也只需少量，即可观察到沉淀溶解，这样既节省了药品，避免了因倒掉碘化汞对环境造成的污染，也在一定程度上提升了实验效率和效果，一举数得。当然，微型实验所需的仪器和设备大多采用相关辅助技术，较为先进，成本较高，但就目前来看，很多大学已经配备或正在配备。总之，微型实验是落实绿色化学理念的重要途径，具有广阔的实践前景。

三、 回收利用，妥善处理废料

众所周知，很多化学实验不可避免地会产生一些对环境有害的废弃物，如废水、废气之类，尤其是大学化学实验，往往流程长，步骤多，实验体系较为复杂，废弃物处理的问题就更不容忽视。可以说，在大学化学实验教学中，妥善处理实验废弃物是彰显绿色化学理念的突出标志之一，同时这也是一项体现教学艺术性的工作。一般情况下，教师在实验开展前就应设想好如何处理废弃物，如果是让学生做实验，则对此加以讲解和强调，实验中或实验后指导和监督学生按照预先制定的废弃物处理到位。通常来说，实验的废弃物分为可回收和不可回收两种。对于前者，如一些常见的废气废水，可根据其性质将其导入水、酸液、碱液等使之发生化学反应生成新的对环境无害的物质，如果较为麻烦或成本较高，则通常是将其放入事先备好的回收瓶中进行统一处理，如埋入规定地点等。对于后者，即实验产生的废料有一些是可以被二次利用的，对于这些废料要采取合理方式加以回收处理。例如在做很多有机物实验时，经常会使用乙醇、乙醚等萃取剂，实验完成后这些萃取剂不可随便遗弃，而是应利用其沸点不同进行蒸馏等处理，将其分离并回收利用，这样既免于可能对环境造成的污染，又节省实验药品，经济又环保。

事实上，绿色化学理念的在大学实验教学中落实是个兼具深度和广度的课题，需要一线教师教育工作者在教学和教研实践中不斷积极探索和深入总结，本文抛砖引玉，尚盼方家指教。

参考文献：

[1]何树华，田开江.大学化学专业应加强绿色化学教育[J].长江师范学院学报，2016，18（5）：94-95.

[2]朱玉峰.高校开展绿色化学教育的探讨[J].河北科技大学学报（社会科学版），2014，4（2）：74-77.

作者简介：

朱胜军，赵文，刘雪姣，徐萌萌，山东省青岛市，青岛科技大学高密校区。