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对开展绿色化学实验的思考与探索

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  摘 要:化学是一门以实验为基础的学科。在学习化学的过程中,进行化学实验是十分重要的。开展绿色化学实验能够解决化学实验污染问题。基于此背景,对改变实验物质,避免实验污染;减少试剂用量,体现绿色原则;提高环保意识,形成环保习惯的策略进行了探究。
  关键词:绿色化学实验;策略
  化学学习离不开实验,实验便于我们对知识进行更直观的理解。可是化学实验由于使用了化学试剂,具有一定的污染性,对实验用品的使用不当可能会对环境造成污染。我们高中生在学习化学的过程中,进行化学实验是不可缺少的,让化学实验体现出“绿色”性非常重要。所谓绿色化学实验,就是在根本上解决化学实验的污染问题,实现化学实验的零污染。那么,应该如何开展绿色化学实验呢?
  一、改变实验物质,避免实验污染
  优化实验设计是实现绿色化学实验的关键步骤。如今我们使用的化学教材对环保问题更加关注,但是还存在一些需要改进的地方。特别是一些实验,并没有完全采取最优化的策略进行绿色化学实验。特别是一些实验会具有一定的污染性,因此,我们要走出课本禁锢,根据实际情况对化学实验进行重新设计,要对教材中的一些实验物质进行改变处理,从而减少实验污染。
  例如,在做电解质导电的实验中,课本中使用HCL溶液NaCl溶液,发生反应后产生的氯气是有毒气体,对氯气的处理是比较困难的。我们应该查阅资料运用更为科学的方法实现绿色化学,减少有毒气体对空气的污染。如果我们使用H 2SO 4溶液和NaS O 4溶液代替之前的两种溶液,这样就可以避免氯气的产生,实验环保实验。
  再如,课本中使用体积比为3:1的浓硫酸和无水乙醇来完成乙烯的制取,在实验过程中会产生一些难以清洗的黑色物质,同时还会浪费乙醇,为了减少实验的污染,我们可以优化实验方案,改变实验原料,将浓磷酸和浓硫酸混合,代替浓硫酸,配置浓硫酸、浓磷酸、乙醇用量比比例为2.3:0.7:1,这样不仅能够节约原料,还可以避免污染。
  所以,实验设计中应充分考虑反应物和生成物的污染性,尽可能保证实反应物无毒、生成物易分解为无毒物质,降低实验药品对人类和环境的污染。
  二、减少试剂用量,体现绿色原则
  化学实验中有一项“5R”原则,其中一条要求“减量使用”。其本质在于尽可能使用较少的实验试剂去实现需要的反应效果,如控制试剂濃度和用量等。所以实验时不能完全参照书本上的实验步骤,要根据实际情况选择药品及药品的用量。
  (一)降低试剂浓度
  针对许多涉及药品浓度的实验,可采取降低试剂浓度的策略进行绿色化学实验,这样,就能够减少实验带来的环境污染。
  例如,关于热能与化学能测定的实验,可将6mol/L的HCL溶液换成4mol/L。在探究物质浓度对化学平衡的影响时,可用0.005mol/L的KSCN、FeCl 3替代0.01mol/L的溶液。除了以上实例外,还有很多实验可以通过减少药品浓度的方法来实现环境保护。作为化学学习者,要有环保意识,防止实验污染环境。
  (二)减少药品用量
  化学课本中有很多时候我们会看到“大量”“一定量”“少量”等词,这些词没有一个准确的量化标准。但这并不代表用更多的药品就能观察到更明显的实验效果,这也是我们很多同学潜意识的想法。为此,在取用化学药品时,应根据实际情况而定,并理解控制实验药品用量的原因,树立绿色化学的意识。所以,在老师演示的时候,我们一定要看清楚老师的操作,注意试剂的用量,避免造成不必要的浪费。
  例如,在碘的萃取实验中,可用5ml的碘水和2ml的四氯化碳达到较为明显的实验效果。在检验葡萄糖性质的实验中,可以把葡萄糖的用量从2g改为0.2g,相应地将水的用量减少到2mL。离子反应实验也可以把5ml的CuSO 4、NaCl、BaCl 2溶液均减少到2mL。研究热能与化学能的实验中,同样可减少NH 4Cl、Ba(OH) 2·8H 2O的质量以及HCl、NaOH溶液的量。
  三、提高环保意识,形成环保习惯
  我们的价值观和人生观还处在逐渐完善的阶段,而其中的环保意识是不可缺少的一种意识。所以我们应意识到化学实验的产物中存在的有害物质不利于环境的保护,在老师的引导下养成保护环境的习惯。
  我们要提高对污染物质的重视程度,了解大气污染的产生,如,对于污染物SO 2和CO,我们要在课堂中学习它们的特点和对环境的危害程度,然后在进行化学实验的过程中采取方法防止这类气体的产生。应在实验中贯穿环保意识,以使我们通过实际操作树立环保观念,从而在实验中尽可能地避免有害物质对环境的危害,真正做到环保化学。
  为了增强环保意识,我们可以和小组成员一起在课余时间进行环保活动,如测量工厂污染物的排放,废气水的酸碱度等,通过亲身实践与体验更直观地认识到环境污染的严重性,从而鞭策自己在实验和生活中讲求环保意识,做到在小事中践行环保观念,节约水电煤气,分类回收垃圾,尽可能地减少生活中有害于环境的因素。
  总之,化学实验是我们学好化学的重要方法之一,很多化学实验具有一定的污染性,我们要树立绿色环保意识,在开展化学实验的过程中,采取有效策略进行绿色化实验,这样,不仅能够完成化学实验,并且,在这个过程中达到绿色环保的效果,从而为环保事业作出自己的贡献。
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