化学实验清洁化, 培养学生的绿色意识

福建省漳平市第二中学　张利全

　　化学实验的清洁化是化学实验改革的新特点之一，所谓化学实验的清洁化，是指通过一些有效措施使化学实验对实验场所和环境的污染降低到最低限度，也就是在实验教学过程中要贯彻绿色化学的思想，要让学生了解绿色化学，树立起绿色意识。
　　化学实验教学不仅可以使学生观察到用语言难以表达清楚的清晰的实验现象，增强直观的感性认识，而且能培养学生观察、描述、分析问题和解决问题的能力。但实验必定会涉及到有害、有毒的物质，从某种意义上讲学校中环境污染主要来源于化学实验。因此，化学实验教学中要力求利用最少的实验药品，获得最佳的实验效果，最大限度的减少废弃物，提高学生的环境意识是非常必要的，也是切实可行的。如微型实验；封闭式一体化实验；利用实验～投影放大等多媒体手段实验教学。
　　1、节约药品，最大限度减少污染源
　　微型化学实验是在实验操作技术是以尽可能少的试剂来获取所需的化学信息的实验方法。它具有现象明显、效果良好、节约实验材料和时间、减少污染、安全、便于携带等优点。在微小型的仪器中，用尽可能少的试剂来进行实验(一般为常规量的十分之一至千分之一)。因为只有仪器微型化了，才能减少试剂在器皿上的附着量，同时还应尽可能减少中间产物的转移过程，以减少试剂在器皿上的附着。所以，微型化学实验不是常规实验的简单微缩，也不是对常规实验的补充，更不是与常规实验的对立，它是在绿色化学思想下用预防化学污染的新实验思想、新方法和新技术对常规实验进行改革和发展的必然结果。尽可能小剂量是微型化学实验的核心，它是没有终止的，是动态发展趋势，它使每一个化学工作者无论在何种实验条件中都在考虑：＂为了保护环境，只要能达到实验目的，我能不能把实验技术、方法、仪器和设计等改革一下，使改革后的实验相对于改革前，尽可能少用一点试剂? ＂＂尽可能小剂量实验＂是一种思维方向，为了追求新的＂尽可能小剂量实验＂，解放人们的思想，推动化学实验的不断改变，这是化学实验改革和发展的动力之一，是绿色化学思想在化学实验中的具体体现。在日常的化学实验教学中，怎样才能实现＂尽可能小剂量实验＂呢？请使用微型实验仪器。
　　2、创新改进实验，减少环境污染
　　在现行中学化学教材中，有些实验指明了药品浓度，有些实验没有指明了药品浓度。我对许多涉及药品浓度的实验探索和改进。既节约了药品、保证了实验效果，又减少了环境污染。1.指示剂浓度的减少，指示剂酚酞、石蕊等原浓度为0.5％～1.0％，经改进可减少到0.1％～0.25％， 也可以相应减少酒精的用量。2.对苯酚性质，苯酚溶液浓度由2％降至0.5％～1.0 ％，溴水浓度也可降低为橙红（稍浓）。3.对定性检验剂硝酸银浓度改进，配制银氨溶液，硝酸银浓度、氨水浓度可由2％降为1％。一般离子检验，硝酸银浓度0.1％就足够了。4.浓度对化学平衡的影响，硫氰酸钾、 三氯化铁溶液的浓度可由0.01mol/L降为0.0005mol/L，0.1mol/L不变。这些改动实验药品的浓度都增强了实验效果。降低实验药品浓度的例子还很多，作为化学实验工作者，应具有绿色化学的思想，并指导日常工作，尽可能地降低实验药品浓度，减少药品的损耗，预防环境污染。
　　在中学化学实验中，对部分实验从实验技术、方法、仪器等进行重新设计，把分散的实验综合起来，这样，可防止有毒气体进入空气，而且，还可以节约药品和缩短实验时间。如：铜分别与稀硝酸、浓硝酸的反应，演示实验和学生分组实验都有，如果按课本上做，不仅浪费药品，而且产生释放出一氧化氮与二氧化氮等有毒气体。实践中可把演示实验和学生分组实验实验八合并成边讲边做实验，实验改进为：仪器是：废医用的一次性注射器，拔掉针头，安上橡胶塞。药品：浓硝酸，铜片，氢氧化钠溶液。还有例如产生HCl、SO2、NH3等易溶于水气体的反应装置，增加一个漏斗或一个干燥管，把气体导入水中或相应的吸收液中。生成乙酸乙酯的反应装置连接一个干燥管，细口插入试管中的Na2CO3溶液里，可起到防止倒吸，迅速收集乙酸乙酯，同时也防止了乙酸、乙醇、乙酸乙酯气体进入空气，反应物用量也减少一半以上。整套乙酸乙酯的反应装置就是一个封闭体系。使学生所学的环保知识与实验的后处理结合起来，使学生所学知识得以巩固，再应用到学生分组实验中，在实验工作中，用绿色化学的思想来指导，更能有效地防止污染。
　　3、实验操作规范化，妥善处理废弃物
　　在中学化学实验中，大部分实验的药品用量在教材中都未明确给出限量。以至学生很难把握药品的实际用量，这样既影响实验的科学性和实验效果，又会造成药品的浪费，还会对环境造成一定程度的污染，也不利于培养学生的规范化操作。若将药品规定了用量和浓度，既方便施教，又方便操作，更易让学生接受、观察、和记忆，从而培养学生严谨的实验态度和科学的实验方法，同时节约药品，减少环境污染。教师实验教学过程中，限定用量，把好的经验传播给学生，妥善处理化学实验的废弃物（回收、无害化处理），加上正确引导，既提高了实验的科学性、为实验操作的规范化奠定了基础，又培养了学生良好的实验习惯、使学生学到实际应用技术。同时也增强了学生的环境保护意识，是减少环境污染的重要保证。这些有效措施主要有：
　　①进行密闭实验，对反应产生的气体、液体和固体设法予以收集和处理，避免敞口操作，防止反应物质散逸到周围环境中。
　　②在无法密闭操作时，加强回收、通风或其他防护措施。
　　③加强反应物质的回收利用和消除处理，建立责任制度。
　　④在设计实验方案时，要尽量避免使用和生成毒性较大容易形成污染的物质，尽量选择污染少的实验方法和实验装置；在无法避免使用或者产生有害物质和污染的情况下，实验方案必须包括有效的保护和消害处理措施。
　　要预防化学污染，最关键的问题应该是从小培养具有环境保护意识的人，学生最早系统地学习化学知识是在中等基础教育阶段，这就需要将绿色化学思想贯穿于中学化学教育的全过程中。把绿色化学融合于中学课程教材改革和课堂教学改革之中，教师在课堂教学、实验等方面，要始终贯彻绿色化学的思想,要让学生了解绿色化学，树立起绿色意识，使绿色化学成为中学化学教育的一个重要的组成部分，这是中学化学教育的崭新课题。