绿色化学实验范文10篇
时间:2024-04-24 17:41:00
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绿色化学实验思考与探索
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H2SO4溶液和NaSO4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
绿色化学实验论文
一、培养环保理念,倡导绿色化学
绿色化学是世界科学可持续发展的需要,自1995年,由中国科学院化学部确定了《绿色化学与技术》的院士咨询课题以来,我国的绿色化学也逐渐活跃起来。近几年,随着环境污染的日益加剧,生态环境的不断恶化,人们越来越关注污染问题,绿色化学观点的提出,让许多与化学息息相关的行业都积极响应。面对学术界绿色环保的方兴未艾,作为化学教育工作者,除了具有扎实的基础知识以外,还应将环境污染、保护、治理等作为自己的研究方向。将绿色化学的理念根植于心,牢固树立可持续发展的观念,“计利当计天下利,求名应求万世名”,正确处理可持续发展和绿色环保的关系,将绿色化学的十二条原则始终贯穿于化学教学实验全过程之中,从一点一滴入手,培养并传播绿色化学的理念,绿色化学强调的是原子经济性,即在获取新物质的化学原料中,充分利用每个原料原子,实现“零排放”,既充分利用资源,又从根本上解决污染物排放问题,让这种理念时刻伴随学生,随着知识的积累而得到传承和发展。在传授学生知识的同时,还要引导学生正确认识科技发展的负面性:若保护不好环境,发展也会受到严重制约。在课堂上,教师可以提出关注较为广泛的问题进行讨论,比如:40年代初期发生在美国洛杉矶市的“化学烟雾事件”。光化学烟雾是大量碳氢化合物和挥发性有机物在阳光作用下,与空气中其他成分起化学作用而产生的。这种烟雾中含有臭氧、氧化氮、乙醛和其他氧化剂。在1952年12月的一次光化学烟雾事件中,洛杉矶市65岁以上的老人死亡400多人。由此引出我国社会关注度较高的问题——雾霾的成因。光化学烟雾主要为气态污染物,而雾霾则是大气颗粒物,然而光化学烟雾最终生成大量的臭氧,增加大气的氧化性,这导致大气中的二氧化硫、二氧化氮被氧化并逐渐凝结成颗粒物,从而增加PM2.5的浓度。也就是说,光化学烟雾可能成为雾霾的来源之一。因为这种讨论与我们每个人生活都息息相关,积极指导学生开展与化学相关的绿色环保行动,这既有利于知识的巩固,又能增强学生的环保意识,使学生明白,我们生活的地球处处需要保护环境。
二、尝试探索创新,推广绿色实验
众所周知,很多化学知识都是以化学实验引入并且加以验证的,实验是化学教学中的重中之重,如果能在基层教学过程中,大力推广绿色实验,势必会将绿色化学贯穿整个教学。传统化学实验所使用的实验药品,以及伴随实验所产生的各种废弃物,不但对环境造成污染,对师生的健康或多或少都会有一些影响。因此,在教学实验中,教师应严格把关,Anastas和Warner提出了绿色化学的12条原则,这些原则可作为实验化学家开发和评估一条合成路线、一个生产过程、一个化合物是不是绿色的指导方针和标准。
1.防止废弃物的产生,比先产生后治理要重要;
2.合成方法应设计尽可能将所有起始物嵌入到最终产物中去;
化学实验渗透绿色化学理念
随着我国经济的快速发展,人们越来越重视保护环境,在新课程改革中要求实施绿色教学理念.在化学教学中,实验是教学的基础,教师要注重培养学生的实验能力.在化学实验教学中渗透绿色化学理念,能够保证学生不会被化学反应所产生的有毒物质所伤害,也能够实现环境保护的目标.下面对在化学实验教学中渗透绿色化学理念进行分析.
一、在化学实验理论知识中渗透绿色化学理念
在化学实验理论知识中渗透绿色化学理念,有利于学生掌握绿色化学理论知识,也有利于提高学生的绿色化学实验能力.在教学过程中,教师要让学生熟悉教材中经常出现的试管、酒精灯、量杯、天平等仪器,使学生在反复记忆中牢牢掌握有关实验仪器,并在化学实验中看到实验步骤就能想到需要使用的实验仪器,从而达到快速实验的目的.例如,对于“在使用试管以及天平时需要注意的事项”这类涉及使用方法的主观题目,学生可以根据课本上所展示的试管以及天平的用途,结合老师在课堂上讲解的注意事项进行解答.如,在使用试管的时候,注意试管中的液体不能超过试管的三分之一,试管夹要夹在试管的中上方;在使用天平的过程中,注意不能搞混砝码与物体的位置,知道左边放置物品,右边放置砝码,而且要在托盘天平的底部放置纸张上防止药品的腐蚀作用.在这类主观题目的解答中,学生在解题之前就要对于各种仪器都有深刻的了解,从而在看到相关仪器的时候做出迅速反应.只有在平时就对注意事项都有所了解,学生才能快速高效地解答化学实验题.又如,对于实验室制取二氧化碳的化学实验,CaCO3+2HClCaCl2+CO2↑+H2O,教师要让学生了解相应的实验器材,如长颈漏斗用于固体和液体在锥形瓶中反应时添加液体药品、锥形瓶作为化学反应的容器、导管用来传输化学反应所生成的气体等,还要让学生熟练掌握相应的实验试剂的使用方法.如,盐酸和碳酸钙是这个实验的主要材料,学生要知道如何对它们进行添加.然后按照实验步骤进行实验操作.如图,学生根据相应的设备进行组装,保证实验器材完美运行.用水沾湿长颈漏斗的底端,插入到打好孔的橡皮塞内,把2个直角导管的一端沾水后分别与橡胶管进行连接,把直角玻璃导管一端放入集气瓶内到达集气瓶底部,用弹簧夹把橡胶管夹住.将少量水倒入长颈漏斗内,若水在长颈漏斗内能形成一段稳定的液注,说明实验装置的气密性较好.将碳酸钙颗粒通过药匙装入锥形瓶中,对组装好的设备进行检查,随后进行实验.教师要鼓励学生在化学实验中提出问题.如,运用排气法收集二氧化碳,如何进行检验和验证是否充满?能否用排水法来收集二氧化碳?这样,实现了绿色化学理念在化学理论知识中的渗透.
二、在化学实验设计过程中渗透绿色化学理念
在化学实验教学中,教师要引导学生结合绿色化学理念设计化学实验.首先,教师要引导学生结合安全性、经济性等因素来选择恰当的反应物与助剂,尤其是要注意选择实验所需的化学物品时尽量避免生成有害物质.比如,对于“制取乙烯”实验,主要助剂采用浓硫酸这种比较危险的化学物品,虽然可以达到相应的实验目的,但是存在很大的安全隐患.此时教师如果在引导学生选择助剂的时候以氧化铝取代浓硫酸,那么同样能取得理想的实验效果,还能降低实验操作的安全风险发生概率.随着我国工业技术的快速发展,教师要注意将绿色环保材料等工业技术成果引入到化学实验课堂中,这是实现绿色工业建设的重要途径.其次,在设计化学实验装置的时候,教师要引导学生对教材中的实验装置进行改进和优化,尽可能地消除其存在的污染性、安全性等隐患,将有毒实验转化成绿色实验.实验装置作为化学实验的重要载体,在一定程度上会对化学实验性质产生影响.比如,对于“制取硫化氢与二氧化硫”的实验,制取这两种气体时均会用到盐酸试剂,且均不需要进行加热处理,但是两者均属于有害气体,相应的实验必须要做好气体防泄漏或尾气处理工作.这时教师要引导学生思考能否改进实验装置避免有害气体泄漏,通过学生的思考和分析,使学生意识到绿色化学理念及其重要性.最后,教师要引导学生掌握一些实验中的安全操作要领,避免学生因操作失误引发安全事故.比如,教师要教会学生在化学实验中闻气体的科学操作方法.任何气体都不应直接闻其气味,尤其是在化学实验中遇到的有毒气体.闻有毒气体的正确方法是,用手在集气瓶口轻轻扇动,仅使极少量的气体飘进鼻孔,完成气体的检测.此外,在化学实验中所需的物品要合理保存.对于固体,一般是单质的形式存在或是化合物的形式存在,为此就要考虑它们的还原性.如,钾只能保存在石蜡里面,它的还原性比较强烈;钠可以保存在煤油中,它的密度比煤油的密度大.还有一些物质的保存要考虑它们的易潮解性.在日常生活中有很多易潮解或是易溶解、吸水性强的物质,如Na2CO3、NaOH等.这些物质要放在密封性较好的容器里,保证化学物品的完美保存.对于液体的化学物品来说,一般是混合物,主要考虑其溶质能否分解,与空气中的某些物质能否发生反应,是否容易挥发,自身是否易水解等.要根据化学物品的性质选择相应的保存方法.比如,FeSO4的存放要防止被空气中的氧气氧化,可以加一定量的Fe.对于气体的化学物品来说,主要考虑它们的物理性质和某些化学性质.如二氧化氮就一般保存在黑色的或其他颜色比较深的容器里.
三、在化学实验操作过程中渗透绿色化学理念
绿色化分析化学实验教学探讨
高职化学是以实验为基础展开的教学,但由于化学实验是通过物质反应完成的,因此势必会对环境造成一定的危害,由此化学实验绿色化观念被提出,而这也成为减少化学有害产物、降低环境污染破坏的本质方法,因此在未来的高职化学教学中,教师要转变实验教学理念,注重绿色化学实验教学实施,这不仅是对可持续发展战略的一种响应,也可以从本质上帮助学生形成绿色化学思维。
1.绿色化学理念与发展
绿色化学又被称之为环境友好化学,通过名称定义就可以发现,绿色化学是为了环境改善而存在的,它在思想上反思了传统化学实验教学的缺失,同时也吸收了多种新型技术,如生物技术、材料技术以及信息理论等,由此可以看出,绿色化学是新兴但却综合交叉的学科理念。从本意上分析,绿色化学的核心是从资源重复利用角度对传统化学工艺的改革,从而实现环境资源的可持续发展,在众多绿色化学理念之中,原子利用率与绿色化学十二原则被认为是化学最核心本质的思想,首先原子利用率,也被称之为原子经济性,以倡导原子控制为依据,进而减少化学反应中目标产物质量与废弃物质量,从而保障反应物质原料最大限度的进入到生产物原料之中,极大地提高原子的经济性。其次,绿色化学十二原则,在此项原则之中,以预防化学废弃物产生为主,通过合理的化学实验方法,使化学反应生产物更加安全无害,同时在实验过程中,提倡使用催化剂,进而通过加快化学反应速率,来减少实验过程的危害性。
2.绿色化分析化学实验教学研究
(1)更新实验教学理念,注重绿色环保教育
若想从本质上实现绿色化学实验教学,首先,教师要从自身的观念入手,实现实验教学理念的更新。在传统的高职化学实验教学中,主要是以化学试剂为原料,以验证化学实验理论为教学内容,从而提升学生的操作技能,加深化学知识认知,由此可以看出在以往的教学中,并没有关注绿色化学这一概念,只是以知识传授为主要目的。为此随着教学改革的不断深入,提出了学生双基能力的培养以及以人为本的教学理念,为此教师也应该从教学改革创导出发,在实验教学中以学生为主,减少实验过程中有毒有害物质对学生身体的伤害,将绿色化学理念与以人为本的教学理念应用在实验教学之中,进而培养学生的创新能力,构建绿色化学实验教学课堂。其次,在教学过程中,绿色化学理念不只是要落实在实验教学之中,还应该注重对学生的绿色教育,强化学生环保意识,具体而言,笔者认为可以从以下三个方面做起,首先,在教学过程中,注重环保知识的渗透,将生态平衡、臭氧空洞、温室效应以及三废污染等和一些著名的环境破坏事件,以图片或者媒体课件的形式展示给学生,让学生从心理认可绿色化学,树立环境保护意识,将绿色化学概念融入到实验学习中。其次,在实验教学过程中,教师要注重寻找一些有毒试剂的代替品,并且引导学生研究无污染实验装置以及实验设计,在提升学生环保意识的同时,培养学生的创新能力。最后,高职院校内,可以开设相关的化工环境保护概论选修课程,让学生在业余时间中可以进一步学习绿色化学理念,强化学生的绿色化学意识,进而让学生将这种绿色化学意识带入到今后的工作以及化工生产过程中,无论是对于学生自身,还是我国的工业建设发展都是具有重要意义。
高中绿色化学实验设计分析
【摘要】以化学实验中的绿色设计为基础,结合绿色设计的意义,通过回收并二次运用实验物品、将实验活动串联、开展微小型的实验化学活动、规范实验必要的专业流程、合理使用新兴工具、定期组织绿色化学讨论这几方面进行深入探索与研究,目的是为了提升化学实验中绿色设计效果。
【关键词】高中化学;绿色化学实验;实验设计
对于高中化学实验教学而言,加强实验绿色化设计至关重要,其不但和学生日后进行化学实验有关,还和化学学科能够稳定发展有很大联系。为此,相关教师需加大实验绿色化设计力度,通过采用有效手段,促使其存在的实效性得到充分发挥,推动高中化学实验教学水平上升到新高度。
一、高中化学实验绿色设计的内涵
新时代的高中化学实验教学要结合绿色化学进行设计。如果依据教材的实验流程和实验仪器来开展,会导致一些有毒害的化学物质遭到泄漏,或化学实验结束后不能有效处理有毒废物,进而和绿色化学理念相违。所以需以绿色化学观为基础,从各个方面优化实验,如仪器密闭操作,优化药剂、试剂,简化实验过程,来全面优化化学实验,这对加强高中生的思维能力和培养绿色化学观具有至关重要的作用。
二、绿色设计手段
绿色化学实验研究论文
摘要:化学教学创新教育模式中,关键的一环是必须尽可能让学生在课堂上边学边做实验。绿色化学实验是化学教学中实施创新教育的重要内容和必要保证。
关键词:创新教育绿色化学实验
1999年6月13日颁布的《****中央国务院关于深化教育改革全面推进素质教育的决定》中明确指出:实施素质教育是“以培养学生的创新精神和实践能力为重点”。化学创新教育是对学生实施素质教育的重要组成部分之一。
1化学教学中创新教育模式的研究
化学是一门以实验为基础的学科,在化学教学中,要把培养学生的创新精神和实践能力作为素质教育的重点,就要改革“填鸭式”的化学教学模式,积极实行启发式和讨论式教学,激发学生独立思考和创新的意识,切实提高教学质量。要让学生感受、理解化学知识产生和发展的过程,培养学生的科学精神和创新思维习惯,重视培养学生收集信息的能力、获取新知识的能力、分析问题和解决问题的能力。
培养学生的创新精神,必须遵循思维科学的规律。人的大脑两半球基本上是以不同的方式进行思维的[1],左脑倾向于对抽象材料(概念、数字、理论)形成概念、作出判断、用推理的方式进行抽象思维;右脑则通过对形象材料、表象的加工改造进行形象思维。一个人的思维分为三种:抽象(逻辑)思维、形象(直觉)思维和灵感(顿悟)思维。创造思维是思维的最高形式,创造活动是通过抽象思维和形象思维协同进行的。通过对创造过程四个阶段的研究结果说明,形象思维在创新过程中,起着关键的作用[2]。所以,我国著名科学家钱学森说[3]:“我建议把形象思维作为思维科学的突破口。”
本科分析化学实验绿色化改革研究
摘要:本论文以环境友好为出发点,综合考虑教学理念、教学内容、和教学模式等多个方面对环境的影响,探索农牧应用型本科分析化学实验绿色化改革,以有效利用化学资源,减少实验室废液带来的环境破坏和污染。
关键词:环境友好;农牧应用型本科;分析化学实验;绿色化改革
应用型本科大学是中国高等教育系统中的重要组成部分,其重在"应用"二字,要求专业的开设紧密结合地方发展的特色,注重锻炼学生的实践能力,培养应用型人才。应用型本科教学体系建设的核心环节是实践教学,分析化学实验是化学及相关专业的一门重要基础必修实验课程[1]。我校作为一所农牧应用型本科院校,开设化学分析实验课程的专业有动物科学、动物药学、动物检疫检验、动物医学、制药工程、水产养殖、食品科学、食品安全、生物工程、酿酒工程等10个专业,每学年学习化学分析实验课程的学生达到1000人以上。因为分析化学实验室承担了大量的实验教学内容,实验项目多,学生类型及人数多,实验中使用的化学药品、试剂的种类和总量多,所以每个实验项目在操作过程中存在严重的浪费现象[2],而实验结束后产生的废弃物对生态环境造成的污染更是不容忽视。绿色化学又称环境友好化学,其理念是从源头上预防污染,生产过程中消除污染,生产终端能对废物进行有效处理和利用。世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一[3]。化学实验绿色化的核心是“5R”原则[4],即Reduction:原料的减量和实验废弃物的减排;Reuse:实验资源的循环重复使用;Recycling:实验资源的回收利用;Regeneration:实验废物的有效利用;Rejection:有毒有害品的拒绝使用。农牧应用型本科院校分析化学实验的绿色化建设,应以环境友好为出发点,综合考虑教学理念、教学内容、实验方案和实验操作等多个方面对环境的影响,以有效利用化学资源,减少实验室的废液带来的环境破坏和污染。本文以我校分析化学实验教学为研究对象,结合我校相关专业的实际学情,对农牧应用型本科院校的分析化学实验绿色化教学进行了如下几个方面的探究。
1树立绿色教学理念
分析化学实验的教学目标不仅是训练学生的操作技能使其具有独立完成分析实验的能力,更要使学生树立节约、环保的意识[5]。分析化学实验要求对所用的玻璃仪器进行反复的清洗和润洗,学生往往会任水管自流,润洗所用试剂的量亦很少注意,分析化学实验指导老师应强调控制每次操作时所用的量,够用即可。在滴定分析实验项目中,按照实验要求规范操作,尤其是临近滴定终点时,尽量不要滴过太多,造成实验结果不可取,浪费实验次数,而且每次达到滴定终点时,滴定管中的溶液不必倒掉,进行平行实验时补加至相应刻度即可。分析化学实验中会产生的一些有毒有害污染环境的废弃物,如“重铬酸钾法标定硫代硫酸钠溶液”实验中重铬酸钾具有很强的毒性,“双氧水中过氧化氢含量的测定”实验中会用到高锰酸钾标准溶液,大量重铬酸钾和含锰废液的产生,如果随意导入下水道,会造成环境的严重污染,会对学校及周围的饮水和食品安全构成威胁,从而教育学生节约试剂,废液要做到集中有效处理。因此,在实验教学过程中,向学生传授绿色化学思想,增强其环保意识是推进分析化学实验绿色化改革的关键方面。
2建立“微型化、减量化”实验体系
绿色化学在中学化学实验教学的渗透
摘要:随着科技的不断发展,人们越来越追求绿色健康的生活,但是化学工业产生的污染给人们的生活带来了很多弊端,环境的恶化呼吁社会发展绿色化学。化学实验是化学发展的重要支撑,将低污染渗透到化学教学中去迫在眉睫。讨论了如何在化学实际教学中引入绿色化学理念,并阐述了切实可行的手段。
关键词:绿色化学;中学化学实验教学;渗透与实施
绿色化学实验的引进不仅符合当今社会发展的要求,同时丰富了中学化学实验的教学内容。如果纯粹按照教科书上的实验步骤操作,可能忽视了学生创新能力的培养,同时学生对实验中可能存在的一些安全隐患和环保问题不重视,导致实验不符合绿色化学的理念。通过绿色化学实验的学习,让学生开始接触与绿色化学相关的内容,在实验操作中,引导学生主动发现问题,并通过交流合作解决问题。在此过程中让学生感受到绿色化学实验的重要性,并在实验教学中教会学生如何选择合适的化学试剂来进行化学实验,对实验过程中产生的污染物应如何处理,进而培养学生正确操作的技能,同时又可以避免有害物质的侵害,让学生了解绿色化学实验的意义,发挥学生的创新能力,改进并设计出符合绿色化学新的实验方案。
1绿色化学实验的必要性
人们的生活离不开化学,可持续发展要求我们发展绿色化学。在中学化学的实验教学中,教师要不断挖掘教材中绿色化学的要素,将化学与实际生活相结合,不断为学生渗透绿色化学理念[1]。传统的教学方式只是单一地跟随教学进度,在教学过程中忽视培养学生环保意识;在新的教学大纲中,就开始重视绿色化学,例如人教版高中化学教材《必修2》在第四章的第二节专门介绍了环境保护与绿色化学,而且课后习题也设计出一些有关绿色化学的知识。《普通高中化学课程标准(实验)》在选修模块内容的设置上也体现了绿色化学的理念,例如“实验化学”这个课题已表明绿色化学教育开始走进中学化学课堂。化学离不开实验,在实验中渗透绿色化学理念,不仅可以增强学生保护环境的意识,同时可以强化学生的动手操作能力[2]。随着化学教学改革的推进,化学实验也在不断改进和完善中,越来越多的实验项目符合绿色化学发展的要求。化学所包含的知识范围很广,同时化学实验也是多种多样的,化学实验教学是化学教学的最基本环节,因此化学实验在化学学习中起着很重要的作用。在实验教学中不影响结果的前提下,有意识地带领学生改进传统的实验装置,使改进后的装置更符合未来发展的要求,同时改进后的实验更贴近生活,符合学生的认知水平。
2绿色化学在中学化学实验教学中渗透的方法
绿色理念下化学实验论文
一、应用多媒体进行仿真化学实验
科技水平的不断提升加速了信息技术在教学中的广泛应用,在化学教学的过程中,教师可以采用多媒体等先进的科学技术手段,加强学生的绿色理念学习。在我们的现实生活中,可能会因为环境因素、实验器材制约问题等使一些实验无法进行,面对这种情况,化学教师可以通过课前在网络上查找一些仿真的绿色化学实验视频、录像等内容,以直观而生动的形式为学生呈现化学实验的过程,将传统的教学方法与先进的多媒体教学模式相结合,一边播放视频,一边为学生讲解实验的注意细节和实验的重点等内容,加强学生对实验的认识。例如在沪教版九年级第六章《溶解的现象》这一课的实验过程中,教师可以利用多媒体等信息技术手段进行实验指导。教师可以在课前设计一些PPT或者使用化学模拟实验软件,在电脑中,模拟高锰酸钾晶体放入500毫升的烧杯中,然后注入300毫升水并搅拌过后,会产生的化学效果,使学生没有通过实验,也能够直观的感受化学的变化和魅力。
二、应用先进的微型化学实验方法
微型化学实验方法是一种新型的化学实验方法,在国内外众多的化学教学中被广泛的应用,并取得了良好的效果。微型化学实验方法主要是在化学试验的过程中,使用的微型的化学仪器和装置进行实验,并且实验所使用的化学试剂用量严格控制在百分之一到百分之十之间,从而有效的减少实验废弃物和污染物质。这种微型化学实验方式在化学实验中植入绿色理念的重要表现,不仅减少了污染物质和资源浪费,同时也能够培养学生形成良好的绿色思维意识,推动化学实验教学的不断深入开展,充分提升学生的化学水平,达到保护环境、减少污染,科学教学的目的。例如在对沪教版九年级第8章《食物中的有机化合物》这篇课文的实验过程中,教师可以充分利用微型化学实验方法指导学生进行实验。在实验的过程中,在不影响实验效果的基础上,可以尽量使用较少的淀粉、蔗糖等材料,放到酒精灯上进行加热实验,根据物体燃烧的颜色变化判断食物中的有机化合物。
三、科学处理化学实验的废弃物品
在化学实验中,除了要指导学生树立良好的绿色观念,进行绿色实验之外,教师还要加强提升学生对化学实验废弃物品的科学处理能力。在化学实验过后,会产生大量的废弃物品或者化学试剂,教师要加强学生对这些物品或者试剂的客观认识,禁止学生对化学物品随意丢弃,根据物品或者试剂的种类、腐蚀性、有害性进行针对性处理,对于可以反复使用的物品要将其进行保留,放置于预定好的容器中并加以标注,以便于循环利用,最大程度的减少对环境的污染,倡导绿色、可持续的化学实验观念。化学是当前我国教学中一项重要的学科,社会的发展和人民思想素质的不断提升加速了在化学教学中绿色理念的应用。紧跟时代脉搏,在化学实验教学中灌输绿色理念,有利于培养学生树立节约、绿色的思想观念,为我国建造可持续发展的生态型社会奠定良好的基础。
绿色化学教学下的化学实验论文
一、转变观念,将绿色化学的理念引入化学实验教学
化学是一门实践性很强的学科,化学实验教学又是化学教学过程中的重要环节,实验教学对学生科学思维、动手能力、创新意识的培养起着重要的作用。但绝大多数化学实验不可避免地对环境造成了污染。[4]以大学无机化学实验教学为例,使用到的化学药品有100多种。其中不乏各种毒性较大的物质:如钡盐、铅盐、镉盐、铬盐等各种金属盐类;硫化氢、氯气、二氧化氮、二氧化硫等有刺激性或有毒气体;四氯化碳、乙醚、丙酮等各种有机溶剂。[5]因此,对传统化学实验进行绿色化改革,全面推行绿色化学实验乃大势所趋。绿色化学实验是以绿色化学为指导思想,用预防化学污染的新思想和新技术,对常规实验进行改革而形成的化学实验的新方法。它的具体内涵体现在使用化学品遵循的“5R”原则上:[6-9]1.Reduction—减量(减少试剂用量,提高转化率,可减少“三废”排放量);2.Reuse—重复使用(催化剂、载体等,应有重复使用的设计,可降低成本、减少废弃物);3.Recycling—回收使用(回收未反应的原料、副产物、催化剂、稳定剂等非反应试剂);4.Regeneration—再生利用(变废为宝,是节省资源,减少污染的有效途径);5.Rejection一拒用(拒绝使用无法回收、无法替代的毒副作用、污染作用明显的原料,是杜绝污染的最根本方法)。具体来说,就是化学试剂、化学反应、途径、产物、剂量等等的绿色化。
二、改革教学内容和手段,将绿色化学的理念
渗透入实验过程作为高校化学教师,应不断地改进实验教材和教学内容,将绿色化学的理念融入到化学实验教学中,培养具有绿色化学意识的化学人才,实现化学实验的绿色化。主要的改进手段有以下几点。
(一)反应试剂绿色化
不管是无机化学实验、有机化学实验、分析化学实验还是物理化学实验,都多多少少要使用到有毒有害的反应试剂。反应试剂的调整对实验绿色化进程意义重大。如无机元素化学实验中将鉴定Br-、I-时使用的氯水改为双氧水,既可以省去制备氯气的烦琐操作,避免氯气、氯水对环境及健康造成的不良影响,又可以让学生灵活运用学过的知识。[10]有机化学实验中“苯乙酮的制备”要用大量苯,此实验可用生理毒性比苯小得多的甲苯代替”;[11]传统的“己二酸的制备”实验,现有有机化学实验教材是以环己醇为原料、用硝酸作为氧化剂的传统工艺,硝酸是危险、有强腐蚀性的物质,副产的NO会破坏臭氧层,而且该反应为强放热反应,极易飞速升温而失控。“己二酸的制备”可以采用绿色合成工艺,即以环己烯为原料,以H2O2为氧化剂合成己二酸,该工艺以绿色氧化剂H2O2代替HNO3,反应条件温和,易于控制。[12]