首页 -> 2008年第4期

初中化学实验绿色化的实施

作者:王志宁




  化学是一门以实验为基础的自然科学。目前,我国多数学校的化学实验教学仍采用常规的实验方式,药品用量大、危险性大,挥发、易燃、有毒的试剂损害人体和污染环境。因此实施绿色化学实验是化学实验的必由之路。所谓绿色化学实验就是以绿色化学“五条”(减少用量、重复使用、可回收、能再生、拒用有毒物)标准和绿色化学的12项原则作为指导方针,实施对人类健康和环境更安全的实验。
  
  一、实施绿色化学实验的基本原则要求
  
  实施试验应遵循科学性原则、安全性原则、简易性原则。实验方案有合理性、可行性、创造性及现象的鲜明性。某些反应还要通过可见(气体、沉淀)、可感(热、光、气味)、可称(质量增减)、可辨(颜色变化)等方面来判断试验的完成。
  
  二、实施绿色化学实验的基本方法
  
  尝试法,个体通过对实验问题的认识感悟,主要靠直觉、想象和灵感来获取试验设计蓝图的一种方法。正交实验法,用正交表来安排多因素实验并通过计划、分析,寻找最佳实验条件的一种方法。还有类比创新法、缺点列举法、组合法、移植法、信息交合法、希望点列举法、逆向构思法、智力激荡法、强化技巧法、模拟技法等多种方法,也是行之有效的。
  
  三、实施绿色化学实验的基本思路
  
  绿色化学实验的实验涉及到实验指导思想、实验内容选择、实验仪器研制、化学反应过程、实验装置和步骤的设计等各方面。目前我们主要从以下方面进行实施。
  1.改进实验装置。自制装置,增减仪器,修改装置等。像易污染环境的实验CO还原Fe2o3 药品损耗多,易爆炸的实验制氢气,易损坏仪器的硫在氧气中燃烧都可重新设计装置,使实验绿色化。
  2.改进操作方法。如H2、CH4、的点燃。白磷的燃等有安全隐患的实验,木炭还原氯化铜的实验,催化分解双氧水制氧等不易控制反应速率的实验都需改进操作方法。
  3.更换药品。选择对人体健康和环境危害小的反应物,提高原子经济性,减少副产物,甚至实现“零排放”;目标物质或状态对实验者及实验室无毒、无害、无危险。如制取甲烷时掺入Fe2O3,可使成功率大大提高,用无水乙酸钾和氢氧化钾分别代替无水乙酸钠和氢氧化钠可使反应速度加快产率提高。
  4.选择最佳的反应条件。选择实验条件(催化剂、药品比例、温度、压强、时间、介质等),以实现最大限度的节能、省时、防污、防毒。如化学课本中Cuo与碳粉的质量比就不合适,应在10:1左右才合适。用猪肝代替二氧化锰催化双氧水制氧气就无污染环境问题。
  5.实施新化学实验。根据化学教学需要,发现、设计或选择没有污染的安全实验,取代那些污染严重或危险性大的实验。在能获取所需化学实验信息的前提下,采用微型化学实验即尽可能少的剂量实验,以减少或消除实验废物。