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浅谈化学实验教学的绿色化

化学毕业论文 时间:2018-01-20 我要投稿

  摘要:化学实验是进行新产品开发和化学教学的重要手段,它对于素质教育、培养学生创新精神和动手能力具有不可替代的作用,是提高教学质量的关键。在实验教学中贯彻绿色化学观点,实验教学与绿色化学联系最为紧密、最为直接,在实验教学中贯彻绿色化学思想最为重要。化学实验可以使学生领悟和感受到科学给人类创造文明的同时,也伴随着对环境的污染和对人类的危害。因此,为了适应绿色化学新要求,化学实验必须进行改革。

  论文关键词:绿色化学,环境保护,化学实验教学

  一、绿色化学12条原则

  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) 最好是防止废物的产生而不是产生后再?#21019;?#29702;;

  (2) 合成方法应设计成能将所有的起始物?#26159;?#24182;入最终产物中;

  (3) 只要可能,反应中使用和生成的物质应对人类健康和环境无毒或毒性很小;

  (4) 设计的化学产品应在保持原有功效的同时,尽量使其无毒或毒性很小;

  (5) 应尽量不使用辅助性物质(如溶剂、分离试剂等),如果一定要用,也应使用无毒物质;

  (6) 能量消耗越小越好,应能为环境和经济方面的考虑所接受;

  (7) 只要技术上和经济上可行,使用的原材料应是能再生的;

  (8) 应尽量避免不必要的衍生过程(如基团的保护与去保护,物理与化学过程的临时性修改等);

  (9) 尽量使用选择性高的催化剂,而不是靠提高反应物的配料比;

  (10) 设计化学产品时,应考虑当该物质完成自己的功能后,不再滞留于环境中,而可?#21040;?#20026;无毒的产物;

  (11) 分析方法也需要进一步研究开发,使能做到实时、现场监控,以防有害物?#23454;?#24418;成;

  (12) 一个化学过程中使用的物质或物?#23454;?#24418;态,应考虑尽量减小实验事?#23454;?#28508;在危险,如气体释放、爆炸和着火等。

  综观以上12条,可以看出:绿色化学提出的目标和任务不是被动地治理环境污染,而是主动地防止化学污染。这也是绿色化学与环境保护二个概念不同的地方。绿色化学是“防”,环境保护是“治”,只有从根本上切断污染源,才能真正做到保护环境。同时,我们也看到,绿色化学是一举多得的?#34385;欏?/p>

  二 、开展绿色化学实验教学的尝试

  (1) 开展微型化学实验 微型化学实验(microscalechemicalexperiment或microscalelaboratory简称M.L.)是20世纪80年代经济发达国家的高校为解决化学专业,耗资巨大的三废处理问题、实验安全问题及一些试剂价格过于昂贵而发展兴起的一种新实验方法,它的试剂用量?#27973;?#37327;实验的十分之一至千分之一。微型化学实验是绿色化学实验的重要组成部分,我们应该把握住微型化学实验的精髓,积极开展化学实验的微型化研究。微型化学实验是以尽可能少的试剂,来获取所需化学信息的实验原理与技术,而不一定要在微型仪器中进行。由于试剂用量大大减少,产生的“三废”量也?#27973;?#23569;,基本解决了对环境的污染问题,也大大地节约了实验费用。多年来,我们对传统的实验进行了改进,采用了“性质实验点滴化,分析实验减量化,合成实验微型化”,用已有的仪器就能完成大多数实验,从而实现了“以尽可能少的试剂获取所需化学信息”的目标。如性质实验,在不影响实验效果的前提下,尽可能降低试剂的浓度,减少试剂的用量;滴定分析实验,将标液的浓度由0.1mol·L降至0.01mol·L~0.02mol·L,滴定管使用25mL的,锥形瓶改用100mL微型化学实验的主要优越性在于:试剂用量大大减少,减少了相关辅助材料、水电的消耗,降低了实验成本,也提高了实验的安全性;产生的“三废量很少,改善了实验环境条件,极大的减少了对环境的污染。微型化学实验具有减少污染、安全、节约实验经费与时间等优点,是化学实验绿色化的重要手段,值得大力提倡和采用。

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