綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)思考與探索

時(shí)間:2022-03-25 09:25:55

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綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)思考與探索

摘要:化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科。在學(xué)習(xí)化學(xué)的過(guò)程中,進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)是十分重要的。開(kāi)展綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)能夠解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)污染問(wèn)題。基于此背景,對(duì)改變實(shí)驗(yàn)物質(zhì),避免實(shí)驗(yàn)污染;減少試劑用量,體現(xiàn)綠色原則;提高環(huán)保意識(shí),形成環(huán)保習(xí)慣的策略進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞:綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn);策略

化學(xué)學(xué)習(xí)離不開(kāi)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)便于我們對(duì)知識(shí)進(jìn)行更直觀的理解??墒腔瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)由于使用了化學(xué)試劑,具有一定的污染性,對(duì)實(shí)驗(yàn)用品的使用不當(dāng)可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。我們高中生在學(xué)習(xí)化學(xué)的過(guò)程中,進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)是不可缺少的,讓化學(xué)實(shí)驗(yàn)體現(xiàn)出“綠色”性非常重要。所謂綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn),就是在根本上解決化學(xué)實(shí)驗(yàn)的污染問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的零污染。那么,應(yīng)該如何開(kāi)展綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)?

一、改變實(shí)驗(yàn)物質(zhì),避免實(shí)驗(yàn)污染

優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵步驟。如今我們使用的化學(xué)教材對(duì)環(huán)保問(wèn)題更加關(guān)注,但是還存在一些需要改進(jìn)的地方。特別是一些實(shí)驗(yàn),并沒(méi)有完全采取最優(yōu)化的策略進(jìn)行綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)。特別是一些實(shí)驗(yàn)會(huì)具有一定的污染性,因此,我們要走出課本禁錮,根據(jù)實(shí)際情況對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行重新設(shè)計(jì),要對(duì)教材中的一些實(shí)驗(yàn)物質(zhì)進(jìn)行改變處理,從而減少實(shí)驗(yàn)污染。例如,在做電解質(zhì)導(dǎo)電的實(shí)驗(yàn)中,課本中使用HCL溶液NaCl溶液,發(fā)生反應(yīng)后產(chǎn)生的氯氣是有毒氣體,對(duì)氯氣的處理是比較困難的。我們應(yīng)該查閱資料運(yùn)用更為科學(xué)的方法實(shí)現(xiàn)綠色化學(xué),減少有毒氣體對(duì)空氣的污染。如果我們使用H2SO4溶液和NaSO4溶液代替之前的兩種溶液,這樣就可以避免氯氣的產(chǎn)生,實(shí)驗(yàn)環(huán)保實(shí)驗(yàn)。再如,課本中使用體積比為3:1的濃硫酸和無(wú)水乙醇來(lái)完成乙烯的制取,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生一些難以清洗的黑色物質(zhì),同時(shí)還會(huì)浪費(fèi)乙醇,為了減少實(shí)驗(yàn)的污染,我們可以優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案,改變實(shí)驗(yàn)原料,將濃磷酸和濃硫酸混合,代替濃硫酸,配置濃硫酸、濃磷酸、乙醇用量比比例為2.3:0.7:1,這樣不僅能夠節(jié)約原料,還可以避免污染。所以,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮反應(yīng)物和生成物的污染性,盡可能保證實(shí)反應(yīng)物無(wú)毒、生成物易分解為無(wú)毒物質(zhì),降低實(shí)驗(yàn)藥品對(duì)人類和環(huán)境的污染。

二、減少試劑用量,體現(xiàn)綠色原則

化學(xué)實(shí)驗(yàn)中有一項(xiàng)“5R”原則,其中一條要求“減量使用”。其本質(zhì)在于盡可能使用較少的實(shí)驗(yàn)試劑去實(shí)現(xiàn)需要的反應(yīng)效果,如控制試劑濃度和用量等。所以實(shí)驗(yàn)時(shí)不能完全參照書本上的實(shí)驗(yàn)步驟,要根據(jù)實(shí)際情況選擇藥品及藥品的用量。(一)降低試劑濃度。針對(duì)許多涉及藥品濃度的實(shí)驗(yàn),可采取降低試劑濃度的策略進(jìn)行綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn),這樣,就能夠減少實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的環(huán)境污染。例如,關(guān)于熱能與化學(xué)能測(cè)定的實(shí)驗(yàn),可將6mol/L的HCL溶液換成4mol/L。在探究物質(zhì)濃度對(duì)化學(xué)平衡的影響時(shí),可用0.005mol/L的KSCN、FeCl3替代0.01mol/L的溶液。除了以上實(shí)例外,還有很多實(shí)驗(yàn)可以通過(guò)減少藥品濃度的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)。作為化學(xué)學(xué)習(xí)者,要有環(huán)保意識(shí),防止實(shí)驗(yàn)污染環(huán)境。(二)減少藥品用量。化學(xué)課本中有很多時(shí)候我們會(huì)看到“大量”“一定量”“少量”等詞,這些詞沒(méi)有一個(gè)準(zhǔn)確的量化標(biāo)準(zhǔn)。但這并不代表用更多的藥品就能觀察到更明顯的實(shí)驗(yàn)效果,這也是我們很多同學(xué)潛意識(shí)的想法。為此,在取用化學(xué)藥品時(shí),應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況而定,并理解控制實(shí)驗(yàn)藥品用量的原因,樹立綠色化學(xué)的意識(shí)。所以,在老師演示的時(shí)候,我們一定要看清楚老師的操作,注意試劑的用量,避免造成不必要的浪費(fèi)。例如,在碘的萃取實(shí)驗(yàn)中,可用5ml的碘水和2ml的四氯化碳達(dá)到較為明顯的實(shí)驗(yàn)效果。在檢驗(yàn)葡萄糖性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)中,可以把葡萄糖的用量從2g改為0.2g,相應(yīng)地將水的用量減少到2mL。離子反應(yīng)實(shí)驗(yàn)也可以把5ml的CuSO4、NaCl、BaCl2溶液均減少到2mL。研究熱能與化學(xué)能的實(shí)驗(yàn)中,同樣可減少NH4Cl、Ba(OH)2•8H2O的質(zhì)量以及HCl、NaOH溶液的量。

三、提高環(huán)保意識(shí),形成環(huán)保習(xí)慣

我們的價(jià)值觀和人生觀還處在逐漸完善的階段,而其中的環(huán)保意識(shí)是不可缺少的一種意識(shí)。所以我們應(yīng)意識(shí)到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)物中存在的有害物質(zhì)不利于環(huán)境的保護(hù),在老師的引導(dǎo)下養(yǎng)成保護(hù)環(huán)境的習(xí)慣。我們要提高對(duì)污染物質(zhì)的重視程度,了解大氣污染的產(chǎn)生,如,對(duì)于污染物SO2和CO,我們要在課堂中學(xué)習(xí)它們的特點(diǎn)和對(duì)環(huán)境的危害程度,然后在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中采取方法防止這類氣體的產(chǎn)生。應(yīng)在實(shí)驗(yàn)中貫穿環(huán)保意識(shí),以使我們通過(guò)實(shí)際操作樹立環(huán)保觀念,從而在實(shí)驗(yàn)中盡可能地避免有害物質(zhì)對(duì)環(huán)境的危害,真正做到環(huán)保化學(xué)。為了增強(qiáng)環(huán)保意識(shí),我們可以和小組成員一起在課余時(shí)間進(jìn)行環(huán)?;顒?dòng),如測(cè)量工廠污染物的排放,廢氣水的酸堿度等,通過(guò)親身實(shí)踐與體驗(yàn)更直觀地認(rèn)識(shí)到環(huán)境污染的嚴(yán)重性,從而鞭策自己在實(shí)驗(yàn)和生活中講求環(huán)保意識(shí),做到在小事中踐行環(huán)保觀念,節(jié)約水電煤氣,分類回收垃圾,盡可能地減少生活中有害于環(huán)境的因素。

總之,化學(xué)實(shí)驗(yàn)是我們學(xué)好化學(xué)的重要方法之一,很多化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有一定的污染性,我們要樹立綠色環(huán)保意識(shí),在開(kāi)展化學(xué)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,采取有效策略進(jìn)行綠色化實(shí)驗(yàn),這樣,不僅能夠完成化學(xué)實(shí)驗(yàn),并且,在這個(gè)過(guò)程中達(dá)到綠色環(huán)保的效果,從而為環(huán)保事業(yè)作出自己的貢獻(xiàn)。

作者:陳衍銘 單位:福建省泉州市安溪一中高二15班