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绿色化学实验精选(九篇)

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绿色化学实验

第1篇:绿色化学实验范文

实现化学实验绿色化的一些方法探索

1.绿色化学方法一:废物回收。我们知道,废物回收可以再生利用,在化学实验中,我们更需要发挥这一优良传统。无论是教师给学生进行教学演示,还是学生分组自行实验,都必须做好实验废弃物的回收工作。在学生对化学药品不了解的时候,教师在实验中的引导起着至关重要的作用。废弃物一般可分为液体、固体、重金属盐、有机物等几类,教师要积极引导,在言传身教的同时,也要加以督促并检查,让同学们早日养成废弃物回收的好习惯。

2.绿色化学方法二:具体实践。我们需要通过实际的环境对比观察实验来验证这一方法。对实验后的废弃物先进行观察,如颜色、气味、PH值等;其次,与正常的水体做比对;再次,将活的生物放入其中,完成存活实验———金鱼在实验后的酸、碱、盐回收液中只能存活十分钟左右。通过这样一步步逐渐深入的认识与了解,来达到了解废弃物危害的目的。在高中的化学实验中,所使用的如重铬酸及重铬酸盐、氰类物质、苯、芳香烃、醛类物质等都是剧毒的。有实验显示:学生实验中所使用的Hg(NO3)2就是对水体环境污染严重的物质,300克该物质就可以使1吨清水成为死水。

3.绿色化学方法三:控制使用量。治理环境的最佳方法便是从源头控制。首先,从药品的用量着手。比如,AgNO3溶液与HCl溶液反应的实验中,用1mol/L的药品与用0.1mol/L的药品其实验现象无任何差异,药品的用量却减少了90%。做有剧毒苯酚与溴反应时,用1mol/L的苯酚与溴水反应其实验效果同用0.01mol/L的苯酚进行实验无多大差别,而苯酚的用量却减少了近千倍。其次,使用小型号的化学实验仪器也是源头治理很重要的一个方案。学生实验中尽量用小型号的实验仪器或者人手一个微型化学实验仪器不仅有利于节约药品,降低药品的使用量,同时还大大增强了学生的动手机会与能力,还可纠正部分学生在刚开始做实验时贪图取用大剂量药品的不良习惯,一举多得。

变废为宝,付诸于实

(1)回收利用。一次,我们做完KClO3与MnO2经加热制取O2的化学实验后,让学生同教师一起对实验后的废弃物进行分离处理,不仅又得到了MnO2,同时还得到了KCl;不仅减少了废弃物的排放,也让学生们体会到了废弃物其实也是一种资源。用类似的方法,我们还回收过金属和有机物,尽管量不多,但是学校的环境教学的目的却功在千秋。

(2)自身反应。某些化学药品之间在经过一段时间的放置之后,药品的性质能相互反应,进行初步处理,如酸液与碱液之间能发生中和,药品自身的沉降、稀释、暴光、氧化还原。利用这些简单易行的方法进行简单处理,可以减少麻烦。

(3)废物做“好事”。我们可以用这些废弃物的特有性质与作用进行处理。如实验中回收的废酸用于冲洗厕所,以减少厕所清洗剂的使用;废酸可以用学校食堂所产生的鸡蛋壳加以处理;锅炉燃烧完产生的炭渣可以吸附有色、有毒物质。这些措施虽然很简单,却能产生很好的效果和影响。虽然如今我们掌握的知识与技术限制了我们处理实验废弃物,但是环境保护教育却任重道远。

(4)装瓶深埋处理实验废弃物。对于我们无法处理或者是实验失效的药品,我们都可以组织课外活动小组对其进行填埋处理。

(5)焚烧处理废弃物。对于燃烧不会对大气造成重大污染的大多数有机物药品都可以采用这一方法处理。在学校,就可以直接进锅炉,不仅使废弃物得到了处理,也再一次体现了它的价值。

第2篇:绿色化学实验范文

关键词:高校;化学实验;绿色化学

随着新课程理念的不断深入,绿色化学实验成为了化学教学中最重要的组成部分,也是新课程理念的全新目标。绿色化学又称环境友好化学和清洁化学,主要是以绿色思想为指导,设计和研究对环境没有或者^小负面作用的化学。所以,在进行化学实验教学的过程中,教师应科学地、直观地向学生展示出实验所要达到的目的,同时还应该尽量地减少实验过程中有毒试剂的用量,以减少对环境的污染。

一、绿色化学的含义分析

绿色化学又被称为环境无害化学、环境友好化学,利用化学原理和方法来研究和寻找的二次循环利用的无毒害原材料,最大程度上减少污染资源,以便于更好的实现新课程理念下的教学目标。简单来说,绿色化学主要可以分为四个方面:第一,减量即省资源、少污染,减少三废的产生与排放;第二,拒用即不使用一些无法替代、污染性较强的药品原料,进而有效杜绝污染;第三,循环利用,如催化剂、载体,利用一些可循环的资源;第四,回收即回收未反应的试剂、非反应试剂、副产物,助溶剂等。可见,绿色化学主要就是强调利用一些可循环的资源,降低对环境污染量。

二、高校化学实验中绿色化学探究途径

绿色化学是化学实验教学发展的必然趋势,其对促进提高课堂教学的有效性具有非常大的作用,不仅可以培养学生的环保意识,而且还可以锻炼学生的创新思维与实践操作能力。在化学教学中实施绿色化学可以从以下几方面入手:

(一)渗透绿色化学理念,优化教学结构

在传统的教学中,教师并没有认识到绿色化学对化学教学发展的重要性,这一理念严重影响了学生的学习态度。鉴于此,教师应注重培养学生绿色化学思想,并加强绿色环保意识的教育,要把保护环境的知识一点一点有效地渗透于整个化学实验教学中,也应该有意识地把本地区环境污染的典型事例放在教学内容中,如化工厂氯气的外溢,不仅会造成人呼吸困难,而且还会让蔬菜变得枯萎,尤其是会损害人体健康。基于此,教师应该让学生切身体验到环境污染给人们带来的污染,并通过多种教学途径培养学生对环境保护的责任感,同时还应该把废水、废气不经过处理会对人们造成的危害有多深,以及不合理处理,有可能会导致安全事故的发生告知学生,只有这样才可以让学生明白回收、做好相应的处理工作的重要性,还可以培养学生良好的实验室习惯。除此之外,教师还应该多增设一些实验后废气物无害化处理的教学环节,多引导学生妥善处理、回收实验废弃物,进行废物利用。例如,在化学实验教学中回收的废酸(硫酸、盐酸)来冲洗厕所,这样做既能提高试剂的利用率、减少实验污染,还能培养学生的环保意识,使原本的废气材料变成宝贝,实现绿色化学教学目标。

(二)安排绿色化的教学内容

要想实现绿色化学实验,教师的首要教学任务就是从源头制止化学污染的生成。教材是教学中最重要的组成部分,也是教学的载体。所以,为实现绿色化教学,教师应该尽量地挑选一些能够反映出绿色教学内容的教材,如果教材中没有特别介绍绿色化学教学内容,教师应该根据实际的教学内容和学生的实际发展情况将实验内容整体化。然而,在传统的教学中,教师过于忽视实验过程对环境的污染。所以,为改善高校化学实验教学现状,教师应及时地调整实验教学内容,选取合适有效的实验题目,其内容应该围绕基本原理、实验操作开设大小型的污染实验,如气体摩尔质量的测定、醋酸标准解离常数和解离度的测定,才能从根本上去解决污染物。

(三)合理利用多媒体技术,模拟化学仿真实验

在传统的教学中,教师并没有做到与时俱进,还是采用传统的教学手段,如黑板,这种教学手段,并没有真实反映出化学现象,还会消耗大量的药品和水资源,尤其是容易导致安全事故的发生,影响师生的身体健康。而多媒体技术是新课程理念下的一种新型教学手段,其不仅可以将枯燥无味的理论知识用一种更加生动形象的方式呈现给学生,还可以模拟化学仿真实验,更可以减少药品的损耗,实现安全方便快捷且污染的目的。所以,在进行化学实验教学的过程中,教师应该结合实际的教学内容和学生的认知情况合理地利用多媒体技术,把实验过程更加清晰地呈现给学生,然后教师再结合理论知识的讲授,便于学生更好的理解知识。可见,多媒体技术对开展绿色化学教学活动具有非常大的促进作用,理应得到相关教育工作者的支持与重视,以便更好地调动起学生学习的积极性。

第3篇:绿色化学实验范文

【关键词】高中化学 实验教学 绿色化学

在高中化学新课程标准中指出,高中化学实验教学有利于学生形成严谨求实的科学态度和科学的实验观。绿色化学旨在减少化学用品在生产、使用及处理过程中产生的污染,是合理利用资源和能源的体现。本文我将从高中化学实验教学出发,探究绿色化学在化学实验中的应用策略。

一、创新实验设计

要想避免或减少化学实验过程中三废的产生,我们必须坚持实验设计的严谨性,实现实验药品剂量、催化剂使用的最佳配比。在实际教学过程中,需要不断总结,针对已有的化学实验进行绿色化学的改造。在实验设计阶段,尽量选用无毒无害的原料与催化剂,尽可能减少实验过程中药品和仪器的浪费与损耗。

例如,在乙烯制备的化学实验教学中,教材中采用体积比为3:1的硫酸和无水乙醇进行制备实验。无水乙醇与浓硫酸在加热的条件下,乙醇会发生炭化,并产生黑色炭渣,导致实验后的烧瓶难以清洗。同时,该实验效率较低,往往需要消耗过量的乙醇,造成能源资源的浪费。对此,在长期的教学实践探索过程中,我使用浓磷酸与浓硫酸的混合物来代替浓硫酸,通过反复的实验对比和分析,得到了该实验的最佳配合比:浓硫酸、浓磷酸、乙醇的体积比为2.3:0.7:1。当然,此类的创新设计需要教师在长期的教学实践中敢于突破传统和思维限制,更需要大胆的革新。

通过以上的优化设计,乙烯的制备实验效率更高,实验现象更加明显,整个实验更加节能环保。同时,学生们在教师潜移默化的影响下,自身的创新意识和实验态度也得到改善。

二、改进实验装置

随着绿色化学理念在教学中的不断推广,很多教师在实验装置的改进上苦下功夫,提出了微型化验、组合式实验、封闭式实验等绿色实验方法。通过对实验装置的改进,原本那些实验中产生的有毒有害物质得到无毒化处理,甚至可以为下一个实验继续使用,从而实现了绿色实验的目标。

例如,在氯气的制备和性质探究实验中,我将制备过程与性质探究过程进行了融合处理,实现了这两者的一体化。首先,在氯气的制取上,我们采用浓盐酸与二氧化锰的加热试验。然后,将生成的氯气依次通过浓硫酸干燥有色布条湿润有色布条CCl4和KI溶液集气瓶NaOH溶液。最后,在实验装置的连接上,必须实现检验其密封性,保证实验装置的可靠性。在连接顺序的制定上,必须严格按照制备、性质探究、尾气处理的顺序实施。切忌为了一体化实验而强加装置,必须保证组合式实验的可行性。甲中浓硫酸的设置是为了排除水分对氯气的强氧化性质探究的影响、乙丙的干湿顺序而是为了保证实验的对比性、丁中CCl4和KI溶液则是为了探究氯气置换碘的现象、戊则是起到搜集氯气的作用、己则是为了进行尾气处理工作,避免氯气的泄漏。

通过上述组合式实验装置的设计,既节省了实验时间、药品,实现了氯气制备实验的绿色环保性,还实现了化学实验教学的系统性和层次性。若是在传统的氯气制备和性质探究实验中,我们需要设计四到五个分步实验,难免会产生氯气的泄漏和资源的浪费。

三、规范实验操作

规范实验操作是实现绿色实验的关键环节,是拒绝药品浪费和实验污染的有效措施。在传统实验教学中,无论是教师演示实验还是学生自主实验,操作都或多或少存在不规范。因此,要想实现绿色化学实验,必须严把细节关,严格控制因为操作过程不当而引起的环境污染与资源损耗。

例如,在酒精灯的使用上,必须使用外焰加热。因为外焰温度高,可以减少加热时间、提高加热效率。同时,还考虑到内焰加热的不稳定性,容易导致玻璃仪器因为受热不均而导致损坏。因此,在加热宽底器皿时,需要妥善使用石棉网,必要时可以选择采用水浴加热的形式。在托盘天平的使用上,利用镊子拿取砝码,在天平的物盘事先铺设滤纸,减少测量过程的损耗。在漏斗过滤液体的操作上,保证滤纸的“一贴、二低、三靠”,从而提高过滤效率。在气体制备实验中,必须实现检验装置气密性,保证实验气体不外泄。尤其是在高污染及有毒物质实验中,务必保证装置气密性,并做好尾气收集与处理工作。对化学实验过程中的药品剂量做到严格控制,既保证不浪费,又要保证实验现象的明显。在每次实验结束后,务必将实验产物倒入指定容器,对强酸强碱进行处理后再倾倒。如果有可能,尽量将实验产物进行回收利用。

高中化学实验操作繁多,我们的操作规范性渗透必须坚持不懈,在严格要求学生的同时,做好自己的本职工作,为学生树立良好的榜样。

总之,在实验教学中,绿色化学理念的渗透还需要我们一线教师的不懈努力。通过绿色化学理念的渗透,不仅可以实现化学知识的渗透教育,更可以培养学生的环保理念和绿色意识。

【参考文献】

[1] 常东红. 高中化学教学中渗透绿色化学思想分析[J]. 考试周刊,2013(96).

第4篇:绿色化学实验范文

【关键词】 化学实验 绿色化 污染 措施

化学是一门实验性学科,其化学实验是高校化工、生物、材料、师范类化学等专业的必修课程。化学实验室在履行其实验和试验功能的同时也向环境排放着大量的污染物质,这就带来了额外的化学环境问题,环境污染的加剧其因素之一是化学品引起的危害。因此,改善环境的迫切任务就使得“化学实验绿色化”应运而生。化学实验绿色化是以绿色化学的理念和方法为核心和基本原则对化学实验进行改进,使得化学实验过程达到绿色化的方法。

1. 绿色化学的概念

1984 年美国环保局( EPA ) 提出废物最小化, 基本思想是通过减少生产废物和回收利用废物达到废物最少, 这是绿色化学的最初思想。1989年美国环保局又提出了污染预防的概念, 它是指最大限度地减少生产场地产生的废物, 包括减少使用有害物质和更有效地利用资源, 并以此来保护自然资源。至此, 绿色化学的思想初步形成。1990年美联邦政府通过防止污染行动的法令, 第一次使用绿色化学一词。1992 年美国环保局又了污染预防战略。1995 年美国政府设立了总统绿色化学挑战奖。1999 年英国皇家化学会创办第一份国际性绿色化学杂志, 日本也制定了以环境无害制造技术等绿色化学为内容的新阳光计划, 绿色化学很快成为国际化学科学的前沿。

绿色化学( Green Chemistry) 又称环境无害化学( Environmental Benign Chemistry), 是指从污染预防的基本思想出发, 在化学品生产的始端就采用预防的科学手段, 整个过程和终端均为零排放或零污染, 它研究的中心问题是使化学反应及其产物具有以下特点: (1) 采用无毒、无害的原料;(2) 在无毒、无害的反应条件( 催化剂、溶剂) 下进行; (3) 具有原子经济性, 即反应具有高选择性, 极少副产品, 甚至实现零排放; (4) 产品应是对环境友好的; (5) 满足物美价廉的传统标准。

2. 大学化学实验绿色化的主要内容

化学实验绿色化主要内容包括: (1) 化学试剂绿色化。应选择无毒或毒性较小的试剂及利用可再生资源( 如生物质作试剂) 。(2) 溶剂绿色化。应尽量选择水作溶剂, 避免有毒有害和挥发性有机溶剂的使用, 特别是卤代烃类溶剂的使用。(3) 催化剂绿色化。应采用无毒无害无腐蚀性的物质作催化剂。(4) 反应条件绿色化。应选择无有毒副产物生成或有毒副产物生成最小化的反应条件。(5) 化学反应绿色化。应选择不产生“三废”的原子经济反应。(6) 反应产物绿色化。反应的生成物( 产物和副产物) 应无毒无害, 是环境友好产品。(7) 剂量绿色化。化学反应所需试剂、溶剂、催化剂的用量在保证实验效果的前提下, 要达到实验剂量最小化。( 8) 末端处理绿色化。对实验产生的“三废”进行无毒无害化处理,确保污染最小化。即化学反应全过程绿色化。

3. 大学化学实验绿色化的途径

3.1实验项目的选择

本着从源头制止污染, 而不是在末端治理污染的原则, 尽量选择低毒、污染较小且后处理容易的具有环保型的实验项目。在高校化学实验中, 性质实验是别人已设计好的验证性实验, 综合操作技能的要求不如制备实验要求高, 化学实验过程中消耗化学试剂种类繁多, 成本较高, 每看完一个实验现象, 就要弃去这批用过的试剂, 其中不乏一些有毒、有害物质, 这样不仅造成大量的浪费, 而且对环境造成一定的污染, 这与绿色办学理念相悖。因此提倡将性质实验进行压缩, 选取具有代表性的、低毒的性质实验来锻炼学生的基本操作技能。选择与环境保护密切相关的实验, 如硫酸铜提纯中产品的回收、水的总硬度的测定以及废旧电池的回收和利用等, 让学生了解有害物质对人体和环境的危害, 学习有害物质的鉴定、分离、提纯和回收利用等方法, 这是培养学生环境保护意识和能力的重要手段。

3.2分析方法的选择

测定同一物质含量的方法常常有多种, 可以选择使用无毒或低毒、污染小的试剂方法来进行同一目的的实验。

3.3替代性试剂的寻找

绿色化目标是将化学过程危害性降至最小。实验中要尽可能不用或少用危险化学品, 如易燃、易爆、有毒、刺激或有腐蚀性的, 特别是剧毒物质。要研究取代危险化学品特别是剧毒化学品的方法,尽可能地选择对人体和环境危害小的药品, 做到低毒化。即使无危害物质也应尽可能减少使用, 因为任何化学物质过多时都会污染环境。通过化学实验中用到的有毒、有害、易腐蚀药品, 使人们明白这些药品对环境、对人类健康的影响, 感觉到有毒有害物质在人们身旁, 体会到保护环境就是保护人类自己。

3.4密封仪器的使用

用密封的成套仪器来完成有毒的化学实验, 使仪器和药品循环使用, 不存在污染毒害。

3.5推广微型化学实验

被誉为化学实验的革命的微型化学实验是近20年来发展很快的一种化学实验方法、新技术。它是在微型化的仪器装置中进行的化学实验, 其试剂用量比相应的常规化学实验节省90% 以上, 是公认的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。微型化学实验室是绿色化学的组成部分, 它既能从源头上节约原材料和时间, 减少污染, 又具有安全、便捷、高效等优点, 是化学实验教学改革中的一个重要方面。

3.6引进微波、超声波技术

微波作为一种新型能量形式, 其促进化学反应速度可比传统的加热技术快数倍及至数千倍,具有反应条件温和、操作方便、时间短( 节能) 、产率高、产品易纯化、减少用量或不用溶剂、加热时微波设备本身几乎不辐射能量, 可避免环境高温, 改进工作环境, 对环境友好等优点。在化学实验中引入微波、超声波技术, 如微波辅助提取、微波消化、微波灼烧、超声催化, 不但能减少环境污染, 节约能源,是实现化学实验绿色化的一个重要方法。

3.7研究对基础化学实验废液的处理

化学实验要产生大量的废弃物, 如做完实验,把废液往水池中一倒, 自来水一冲, 不及时处理随意排放, 久而久之不仅对环境造成污染, 而且会淡化人们的环保意识, 养成不良的习惯。废液绝不可以倒入下水道, 应该设有废液缸, 作统一回收处理。

放弃有污染的传统化学实验, 探索传统化学实验的绿色化改造, 是化学实验工作的必然趋势。实现大学化学实验绿色化的途径还很多。总之,全面实现化学实验绿色化的道路还很漫长, 这期间, 不但需要对化学实验教学进行绿色化改革, 更需要高校化学教育工作者对化学实验绿色化的方法进行深入的研究与探索, 推动整个高等化学教育质量的提高。

参考文献:

[1] 朱清时. 绿色化学与可持续发展[J] . 中国科学院院刊, 1997( 6) : 415-420.

第5篇:绿色化学实验范文

【关键词】化学实验;绿色化教学;环境保护

【中图分类号】G【文献标识码】A【文章编号】0450-9889(2015)09C-0152-02

【作者简介】易灵红(1983-),女,湖南娄底人,硕士研究生,广西现代职业技术学院讲师,研究方向:化学教学

化学作为一门以实验为基础的学科,在改造自然、创造人类物质文明和财富、推动社会发展的过程中作出了重大贡献,但同时也产生了大量的化学污染物质。几乎每个高校化学实验室都已形成了一个小型的环境污染源,每天都有一些废气、废液、废渣未经处理直接排放到环境中,破坏了人类赖以生存的大自然环境。随着社会的发展、科学的进步,人们深刻认识到社会发展不能以污染环境、破坏生态平衡为代价。

一、化学实验造成污染原因分析

(一)实验源头上的原因

实验所采用的教材在教学内容的设计与教学过程的安排上不合理,这是造成实验污染的主要源头。目前,广西现代职业技术学院工业分析与检验、应用化工专业的学生所使用的教材在内容的编排上往往只考虑了各个实验的独立性,忽视了实验的相关性,导致实验试剂使用量大,污染物排放量也相应增大。另外教材内容在编写上缺乏环保意识,往往只注重学生对实验目的、步骤、结果等内容的掌握,忽视了化学试剂可能带来的环境污染以及如何避免的问题。

(二)实验过程中的原因

由于实验经费方面的原因,实验仪器设备陈旧,未能及时购买微型化学仪器开展微型化学实验。实验药品在种类和数量的设计上也存在不合理性。另外,指导教师对实验要求不熟悉,实验过程中没有按照实验实际所需计量来配制标准溶液以及学生在实验过程中的不规范、不科学操作等,加大了试剂的浪费,从而增大了实验对环境的污染。

(三)实验处理的原因

对于实验过程产生的一些可以重复利用的试剂,未能及时回收加以充分利用。对于一些不能回收重复利用的试剂,没有严格按照国家要求的排放标准进行处理。学生每次实验结束和每学期末,都有大量的实验废弃物和过期的试剂未经处理直接排入下水道,这是造成污染的最主要原因。

(四)实验监管的原因

对试剂的使用和废弃物的处理缺乏严格的管理制度。试剂溶液的配制原则上应要多少配多少,但是在实际操作中,部分学生不按实验要求配制溶液,要么配错,要么所配制的量远远超过所需要量,这样大大增加了实验试剂的浪费。另外,实验室乱倒废液,乱丢杂物等现象非常严重。学生实验结束后,废液没有得到及时回收,部分学生直接将废液倾倒在自来水水池中,导致试剂污染严重。对学生的以上行为缺乏相应的监督和处罚制度。

二、化学实验绿色化教学思路探讨

(一)增强环境保护意识,贯彻绿色化学观

增强环保意识和责任意识,首先应从教师开始。教师在教学过程中起主导作用,教学过程中要认真贯彻和执行绿色化学观。教师在向学生讲授化学实验原理的同时,还要讲授实验所用试剂及其产物的毒性,排放后可能对环境造成的危害以及处理有毒有害物质的原理和方法。让学生知道学习化学不仅要掌握有关的化学原理、实验技能,还要学会运用化学原理和实验技能来保护环境、治理污染。

(二)精选实验内容,使用绿色化学试剂

教师在实验教学过程中,要精选实验内容。对于每一个化学实验的开设所需的试剂及试剂的使用是否对环境造成污染及污染程度等应了如指掌。只有这样,教师才能有针对性的开设一些零污染或少污染的化学实验,减少对环境的污染。如在有机化学实验中,用“肉桂酸”实验代替“喹啉”实验,可以避开苯胺、硝基苯等有毒致癌试剂的使用;用“溴乙烷”实验代替“溴苯”实验,可以避开苯、溴、吡啶等有毒、对空气污染大的试剂的使用。

(三)优化实验安排,设计串联实验

教师在精选实验内容的基础上,还要注重实验的优化安排。把所开设的实验设计成串联实验,使上一个实验的产物成为下一个实验的原料。这样不仅可以缩短实验时间,节约实验开支,还能减少化学试剂对环境的污染。如分析化学实验:①NaOH标准溶液的配制和标定可以与甲醛法测定铵盐中N含量、食醋中总酸度的测定相组合;②HC1标准溶液的配制和标定可以与混合碱的分析(双指示剂法)相组合;③EDTA标准溶液的配制和标定可以与复方氢氧化铝片(胃舒平)中Al和Mg含量的测定以及自来水总硬度的测定相组合;④KMnO4标准溶液的配制和标定可以与高锰酸钾法测定H2O2的含量相组合;⑤Na2S2O3标准溶液的配制和标定可以与铜合金中铜含量的测定相组合。⑥I2标准溶液的配制和标定可以与维生素C含量的测定(直接碘量法)相组合。对于无机化工实验:二氧化碳分子量的测定可以与过氧化钙的制备相结合,硫酸亚铁铵的制备可以与三草酸合铁(III)酸钾的制备相结合。

(四)运用现代教育技术对化学实验进行辅助教学

在化学实验教学中,很多实验可以利用现代教育技术进行仿真实验来完成。仿真实验不仅可以模拟实验装置及其操作过程,而且通过文字、声音、动画等手段,让学生对所做的实验有种身临其境的感觉。例如有机化学中合成实验,实验过程所用试剂大都是有机有毒试剂,若能让学生在计算机上通过仿真实验来完成,这样可以大大减少有机污染物的排放。对于综合设计型实验,可以先让学生在计算机上预习,再到实验室中去做,这样可以有效地提高实验的成功率,降低实验事故发生率,减少试剂的浪费和污染的排放。

(五)化学实验微型化

微型化学实验注重仪器的微型化和试剂的微量化,实验的试剂用量为常规用量的1/1000~1/10,用量比对应的常规实验节约90%左右,时间缩短1/3左右,是实现化学实验绿色化的一个重要途径。目前,广西现代职业技术学院化学实验的开设中,所采用的仪器还是常规仪器,如分析化学所用到的滴定管都是50mL的,有机化学实验所用圆底烧瓶大多数都是500mL或250mL的。这样导致实验过程中化学试剂和溶液用量大,三废排放量也大。因此,化学教学要继续深化改革,加大对实验经费的投入,购买成套的微型仪器,促进微型实验的顺利开展。

(六)加强废弃物重复利用,妥善处理实验“三废”

加强废弃物的回收及重复利用,不仅可以节省实验经费,而且可以减少环境污染。对于实验过程中产生的可以重复利用的试剂,都要最大程度的提高其使用率。教师及学生在实验试剂溶液的配制过程中,要及时贴上标签,注明溶液的浓度和配制日期,为剩余溶液的重复利用做好准备。有些试剂如HC1、NaOH等,若是低浓度的标准溶液,可以回收用来配制高浓度的标准溶液;若是高浓度的标准溶液,也可以经稀释后当低浓度的标准溶液使用。有些试剂如KMnO4还可以当定性试剂使用,用于有机化学物质的鉴定实验中。有些试剂进行相应处理后可以再度利用。如氯化物中Cl-含量的测定实验,实验废液经过一系列的处理后又可以得到AgNO3溶液,可供下次实验使用。对于实验过程产生的一些不能回收重复利用的试剂,都应按照国家要求的排放标准进行处理。凡是实验过程中会产生有毒、有害及腐蚀性气体的实验都应在通风橱内进行,并采取中和、吸收等方法对尾气进行相应处理。如CO2、SO2、H2S等酸性气体可用水进行吸收处理,Cl2、Br2蒸气等有害气体,可将其导入NaOH溶液进行吸收处理。对于实验过程中产生的各种废液、废渣等污染物,应进行分类收集后统一处理。如:①稀酸、稀碱废液。可进行相互中和处理;②含Cr6+废液。酸性条件下用FeSO4将其还原为Cr3+后加入碱液使其生成氢氧化物沉淀处理;③含Ag+、As3+废液。可采用Na2S沉淀处理;④含Cd2+、Hg2+、Pb2+等重金属离子的废液,可在碱性条件下使其生成氢氧化物沉淀处理;⑤含有苯胺、酚类的废液。可在废液中加入H2O2使其分解。总之,化学实验教学中所带来的污染问题已越来越受到人们的关注。在今后的实验教学中,教师和学生应提高环境保护意识,认真贯彻并执行绿色化学理念,加大化学试剂的合理使用率,减少实验废弃物的任意排放,使实验教学实现绿色化。

【参考文献】

第6篇:绿色化学实验范文

关键词:分析化学实验;绿色化学;环境保护

分析化学实验是一门是以实验操作为主的技能课程,是化工、环境、生物、农林、医药、食品科学等专业的基础课程之一,其实验内容覆盖面广泛,涉及到的试剂药品种类繁多,且多数为常量实验,有毒实验约占50%以上。近十年来,随着我国高等教育的迅速发展和科学研究规模的不断扩大,地方高校中与化学及化工相关的专业不断增多,分析化学实验的数量明显增加,实验室教学、毕业论文设计及高校教师的科研项目越来越多,学生及教师有更多的机会接触到有毒有害的污染物,地方高校分析化学实验的安全与环境保护已经成为地方高校不能忽视的问题[1,2]。绿色化学是又被称为友好化学,是一门利用化学技术与方法来降低或消除有害物质产生,从源头阻止污染的化学,是可持续发展战略在化学领域里的体现[3]。绿色化学实验是在绿色化学思想指导下,在保留常规实验的基础上,开展对分析实验绿色化的研究,内容从改进实验内容、减少化学试剂用量、采用多媒体技术模拟实验、妥善处理实验废液等方面进行考虑。

1在绿色化学的原则下,优化实验教材,合理安排实验排序

现在高校广泛使用的传统分析化学实验教材,由于编著的时间较早,教材内容没有体现绿色化学的原则,不能表现出时代性与创新性,学生长期使用这类教材不利于学生在课堂的学习中树立绿色化学的意识,不利于为国家培养出新型的高端技术型人才。在熟悉绿色化学原则的基础上,将绿色化学的理念融合进教学内容和教材改革之中,在教学大纲的规定下,以绿色化学为主线,结合分析化学实验的学科特点,将符合绿色化学原则的实验内容编入教材,在教材中添加绿色化学领域中的研究成果及实际应用,以及绿色化学相应的理论知识,介绍绿色化学的基本思想和技术,在分析化学实验课的课堂上,逐渐引导和培养学生的绿色化学的意识,实现分析化学实验的绿色化[4]。选择实验项目时,删减对环境污染较大的实验项目,用绿色分析化学实验代替非绿色化学的实验,选择毒性小、危害小、污染少的实验内容。如基础实验中铵盐中氮含量的测定,此实验是以甲醛法测定氮含量的方法,甲醛对人体有害,易挥发,教师及学生长时间吸入甲醛,对身体造成危害,损害了身体健康,根据绿色化学的原则,删除此实验;传统的实验教材中将苯酚的含量作为学习碘量法原理的实验,长时间在暴露在含苯酚的环境中,苯酚对人体的危害较大,选择碘量法测定葡萄糖的实验代替。可以灵活采用串联实验的方法合理安排实验顺序,达到化学药品的循环利用。通过调整实验教学计划,合理安排分析实验的项目和次序,充分利用相关反应,尽可能使得上个实验的产物能在下个实验中被利用上,且最好可以循环使用。它在一定程度上减轻了化学试剂对环境的污染,有利于环境保护[5]。例如,分析化学实验的教学安排有“EDTA标准溶液的配制和标定”,及“铅、铋混合液中Pb2+、Bi3+的连续滴定”。两个实验都要用到EDTA,前一个实验学生学习配制一定浓度的EDTA溶液后进行标定,而后一个实验需要用EDTA溶液对铅、铋混合液进行滴定,在实验安排上,就将EDTA标准溶液的配制和标定排在前面,这样第一次实验多配制的EDTA溶液正好可以用在第二个实验上,这样就避免倒掉和污染的问题了。通过对分析实验内容的改革和实验顺序的优化安排,可以减少有毒害的化学物质使用及药品循环重复利用,可以减少对环境的污染及危害,实现分析化学的绿色化[5]。

2减少化学试剂用量,将半微量分析实验代替常量实验

分析化学实验以常量滴定分析为主,常量的分析滴定所用的玻璃仪器的规格一般都是50mL滴定管,25mL移液管,250mL锥形瓶等,因为玻璃仪器的规格较大,所用化学试剂的用量大,费用高,对环境的污染更大,为了从源头上改变这种现象,在不能更换滴定仪器的条件下,为了做到绿色化就要在保证实验效果的提前下降低化学试剂的浓度。例如氯化物中氯含量的测定(莫尔法)是一个必做的实验,教材中要求硝酸银的浓度是0.1mol/L,由于硝酸银的价格高,银本身又属于重金属元素,不仅资源稀少而且大量的污水排放会造成环境污染。如果根据教材要求,硝酸银的浓度高,消耗量较大,不仅造成环境污染,而且实验的成本也不低。为了降低实验成本和保护环境,将实验中用到的硝酸银浓度从0.1mol/L降低到0.05mol/L;碘量法测定葡萄糖含量的实验中,教材中碘标准溶液的浓度要求是0.05mol/L,经过实验教师的研究比较,将碘标准溶液的浓度降低到0.02mol/L,其他药品用量相应的减少了,实验同样能达到精密度和准确度的要求。虽然半微量实验测定结果的准确度低于常量分析实验的准确度,但其测定结果的重现性较好,精密度高,终点变色敏锐,化学药品试剂用量减少,不仅减少有毒试剂对环境的污染,又降低了实验成本,符合绿色化学的基本原则,值得提倡[6,7]。

3利用计算机多媒体技术模拟实验,实现绿色化

传统的常规分析化学实验需要耗费大量的化学试剂及纯净的水资源,其中一些实验所涉及到的药品价格昂贵或药品的毒害性较大,还有某些实验在实验过程中会有产生一些有毒有害的气体,这样的实验对学生及教师的身体造成较大的危害。根据绿色化学的原则,我们将这类在过程中易产生危害人体健康及污染环境的实验或者需要加入大量有毒有害化学试剂且不易控制的传统实验,实验教师通过计算机多媒体技术对实验仪器及实验过程进行仿真,从而有效地控制和减少对环境的污染,最后达到绿色化学的目的。随着电子信息技术的迅速发展,开发虚拟实验,对传统的验证性实验进行改进,利用3D化学实验仿真实验室及Flash等软件,将虚拟实验教学更广泛的应用到实际教学中,对常规实验的装置、过程、现象及结果进行模拟,再辅助于动画和视频等多媒体技术,让学生在实验的课堂上更加直观和全方位的感受到到实验的动态过程,同样可以达到教学的目的。计算机多媒体模拟实验既可以让学生学会实验方法,又让危害人体健康、污染环境、试剂价格高昂的实验从根本上实现了绿色化[8]。

4重视实验室废液的处理及回收利用

分析化学实验中产生的废液较多,主要是分析实验过程中剩余试剂、溶剂、润洗玻璃仪器的试剂溶液及试剂瓶的洗涤水等。实验室废液按照污染程度可分为无污染、低浓度和高浓度。无污染性主要包括类似氯化钠的盐溶液和葡萄等非危险性质的试剂;低浓度地污染性的废液主要包括实验过程中所使用的低浓度低污染性的试剂、实验用水和各种玻璃仪器或者其他器具的润洗液和洗涤废水等;高浓度高污染废液主要是实验中使用的浓度过于高、有毒或者危害性较大的试剂等。分析实验中涉及到的废液多数为无机性废液,废液中主要含有重金属(铅、铋、铜、铬等)及金属的络合物。长期以来,实验室的废液排放并没有引起许多高校的重视,随着环境污染的不断加剧,学生随意将实验过程中产生的废液和实验完成后剩余的试剂直接倒入下水道中,这样的现象应该杜绝。每次实验结束后,应该要求学生将废液进行处理后排放或者二次利用。根据废液性质的不同,采用不同的处理方法:如酸、碱废液可以集中收回并定期进行相互中和处理;含氯化银的废液可以先加入适量的稀硫酸,搅拌后加入过量的铁屑,将氯化银转化为银以后再回收;《铅、铋混合液中Pb2+、Bi3+的连续滴定》实验中,废液中含有大量的铅、铋离子,选择硫化钠作为沉淀剂将铅、铋离子回收后,达到废液回收再利用的目的,既节约实验成本,又降低了含的铅、铋的废液直接排放后污染环境的影响,达到了实验的绿色化目标[9]。实践证明,通过以上四个方面的改革,有助于学生在分析化学实验课的课堂中树立绿色化学的理念,有利于学生创新能力的培养、有利于学生实验技能及综合素质的提高,同时分析化学实验的绿色化不仅可以节约实验成本,而且减少分析化学实验室对环境的污染与破坏,对环境保护具有重要的现实意义。

参考文献

[1]吴晓琼.分析化学实验的绿色化[J]科技信息,2008,7,393.

[2]殷馨,王海文.探索绿色化学之路改革化学实验教学[J],化工高等教育,2014(1):64~66.

[3]周淑晶.绿色化学[M].北京:化学工业出版社;2014:1~60.

[4]李杰.高级技工建筑专业化学教学中渗透绿色化学理念的分析[J]中国校外教育(下旬刊),2014,9:134.

[5]高喜平,赫玉欣,姚大虎等.如何实现无机实验的绿色化[J]化工时刊,2012,26(9):59~61.

[6]王芬.半微量分析化学实验研究与应用[J]沈阳农业大学学报,2003,34(3):217~218.

[7]谷春秀,王晓蕾,李颖等.微型实验的开发与研究—分析专业常规实验微型化[J]生命科学仪器2012,10(6):1~8.

[8]凌育赵,计算机在化学实验绿色化的作用.[J]中山大学学报,2005,25(5):105~107.

第7篇:绿色化学实验范文

长期以来,学校化学实验侧重较单一的教材知识和验证性实验,缺乏综合性实验,学生长期处于一种“实验—污染—再实验—再污染”的模式中,这容易使学生形成“环境保护就是治理污染”的错误思维方式。这就需要对化学课程进行改革,改进实验内容,引导学生树立正确的化学理念,开展化学实验绿色化就能很好的体现当前素质教育的要求。

一、新课程的理念与创新

教育改革的核心是课程改革,创新是教育制度改革的灵魂,教育制度创新的重点是课程创新。新课程与以往相比有着重大变化,它全面推进素质教育,努力培养学生健全的个性和完整的人格,重视学生的实践能力、创新精神、健康的审美情趣的形成以及科学和人文素养的培养等。化学科学尤其是化学实验需要在实践过程中融入新课程改革的思想和理念,注重培养学生的实践能力和创新能力。

二、绿色化学概述

绿色化学又称环境无害化学、清洁化学、环境友好化学,是指设计没有或者只有尽可能小的环境负作用,并在技术上和经济上都有利的化学品和化学过程。

绿色化学的提出是可持续发展对环境的挑战。它是一门从源头上防止污染的化学,其核心内涵是在反应过程和化工生产中,尽量减少或彻底消除使用和产生有毒物质,减少化学污染的生成。

1. 绿色化学的特点

绿色化学研究的中心问题是化学反应。化学工艺及其产物具有四方面特点:①化学反应的原料是无毒无害的;②反应条件如溶剂、催化剂是无毒无害的;③反应产物是对环境是友好的;④化学反应具有原子经济性,废物无污染。

2. 绿色化学研究的内容

一般来说,一个化学反应受四方面影响:①反应原料的性质;②反应条件;③反应产物的性质;④反应合成的路线。这四方面也是绿色化学研究的内容。

当前绿色化学研究的重点是:①改进实验,研究变换反应原料,设计对人类健康和环境保护的物质,这是绿色化学的关键部分;②改善反应条件,提高产率,减少废物的生产和排放,降低危害;③选择更安全、对环境更友好的合成路线。绿色化学着眼于安全、环保这两个概念,不仅针对人类的健康,还包括整个生态环境的保护。

三、化学实验绿色化研究

1. 化学实验绿色化

化学实验绿色化是以绿色化学的理论和方法为核心和基本原则,对化学实验进行改进,尽可能减少环境污染或无污染,使化学实验过程达到绿色化的方法。

化学实验绿色化是新世纪化学实验改革的重点方向和崭新课题,是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新方法。它的目标是选择对环境无毒无害的反应原料来进行化学实验,合理的设计实验装置,严格要求实验过程,并妥善做好实验后的处理工作,使整个化学实验实现零污染。通过上述来实现绿色化学的要求和目的。转贴于

2. 实现化学实验绿色化的方法和途径

(1)树立绿色化学思想观念,增强环境保护意识

在化学课堂教学和实验过程中注重向学生灌输“绿色化学”的理念,具体体现绿色化学的新概念、新方法和新技术。这不仅能够使绿色化学的概念植入学生的头脑中,还能使学生在实验过程中培养预防化学污染的新思想。

(2)开展微型化学实验

在微型化的实验装置中进行的化学实验称为“微型化学实验”。微型化学实验着眼于环境安全和污染预防的需要,其试剂用量是常规实验的十分之一,反应时间节约三分之一。由于反应的原材料大大减少,实验设计时更安全,且污染小、效率高,更贴近绿色化学的要求。

(3)改进对环境危害较大的实验

许多有机化学反应如溴苯的制备;具有放射性元素参与或生成的反应等,应该废除或改进。这些化学实验对人体健康和自然环境造成了严重的危害和污染,应选择无毒害的实验或毒性很小的实验来代替。

(4)利用计算机辅助多媒体仿真实验

第8篇:绿色化学实验范文

关键词:初中化学;实验;绿色

随着科学技术的不断发展,化学在改善人们生活和生产质量上做出了巨大贡献的同时,也给人类社会带来了一定危害,滥用化学造成环境污染和人体健康受到影响等问题,也成为当今社会积极关注的问题。为了促进人类社会的可持续发展,绿色化学应运而生。在初中化学实验教学中,应该积极坚持绿色理念,推进学生养成绿色环保的思想意识。

一、利用分析实验设计融入绿色化学思想

在初中化学实验中,有很多关于绿色化学的内容,教师应该帮助学生分析实验设计的意图,挖掘绿色化学资源,对学生渗透绿色化学思想。例如,在测定空气成分、硫在氧气中燃烧、铁丝在氧气中燃烧等实验中,都需要在集气瓶中留有少量水,教师应该引导学生思考水的作用是什么,当学生得知水的作用是降温、吸收会造成环境污染的五氧化二磷及有毒气体二氧化硫、防止生成物溅落炸裂集气瓶这些的时候,学生就可以明白化学实验应该在安全无害的情况下进行,要尽量避免对环境的污染,这也就培养了学生的绿色化学思想。

二、利用改进实验方案体现绿色化学思想

新课程标准下的初中化学教材中融入了绿色化学的思想,可以集中体现在药品用量、实验装置和实验取材等方面。教师积极发挥自身主观能动性,还可以进一步改进实验方案,全面促进实验过程的绿色化,以更好地体现绿色化学思想。

首先,教师应该引导学生严格控制药品用量。有些实验药品是无毒无害的,但对环境会造成影响,因此要严格控制药品用量。绿色化学的重要途径之一是严格控制药品用量,需要教师将教材中不明确的药品用量明确化,如少量高锰酸钾制氧气,这里的少量究竟是多少等。

其次,教师应该引导学生改进实验装置。初中化学中有些“绿色”实验忽视了教学实际情况,这时需要教师积极改进实验装置,并向学生说明绿色化学思想。例如,在学习“红磷、白磷的燃烧对比来探究燃烧的条件”这一实验时,教材显示在通风橱中或抽风设备下进行,这显然很难进行,这时教师可以对其进行改进,如用橡皮塞和一端系有气球的带导管的单孔塞等可以促进实验进行,教师还可以鼓励学生提出改进方案,强化学生的绿色化学思想。

此外,教师还可以引导学生改进实验材料,促进材料的清洁无污染,如用饮料吸管代替玻璃导管等,不仅可以顺利完成实验,还体现了绿色化学的思想,因而是值得提倡的。

第9篇:绿色化学实验范文

一、微。“微”即在保证实验现象明显的前提下,减少实验药品的用量。它包含两层意义:一是采用微型化学实验,即在微型化的仪器中进行化学实验,必须对实验进行重新设计与探索。如Cu和浓、稀HNO3的反应。二是采用微量化学实验,即采用常规的小量实验仪器和设备。常规实验的小量化是在不改变实验的方法、不改变操作技术的前提下,采用常规的小容量仪器,药品用量减量。如实验1-4吸热反应实验,药品用量减半;实验3-1物质的量浓度溶液配制将500mL体积改为100mL;实验6-4浓硫酸的脱水性实验蔗糖的用量也减了一半;学生实验均采用小试管进行有关的性质实验。

二、组。“组”就是将几个实验组合在一起,使本来存在几次污染的实验变为一次污染,甚至没有污染,这样既节约了时间又减小了污染。如氯气的制备和性质实验、卤素间的置换反应、二氧化硫的制备和性质实验、硫化氢的制备和性质实验,都可以把它组合在一起进行。我们采用了三种不同的方案进行了这三个实验:①在分叉管内胶带上的滤纸中进行一系列的实验;②在三通玻璃管中分别进行一系列的实验;③在井穴板中(可以是购置的、也可以是代用品)进行一系列的实验。

三、封。就是使有毒气体的制备和性质均在一个密闭的体系中进行。我们成功地应用了气球、塑料注射器、三通管、分叉管进行了一系列的实验。如用塑料注射器进行Cu和浓、稀HNO3的反应;用塑料注射器贮存少量有毒气体;P、Cu、H2在Cl2中燃烧,白磷和红磷相互转化、氯水的漂白性等实验均可用橡皮塞将其封闭起来,外接一个气球。

四、代。“代”也包含两层意思:一是借用多媒体手段代替做实验。对一些污染比较严重的(如苯的溴代和硝化……)、操作比较复杂且需时较长的实验(如石油的分馏、石油的裂化、煤的干馏……)均可用实验录像或者动画模拟代替实验,既能省时、省料、不污染,又能观察到明显的实验现象,达到同样的实验效果。二是寻找代用品,降低实验成本,但不影响实验效果。如试液架就是让学生自己动手将两块聚乙烯板用钉子把它组合起来,上层打几个孔、或者用一块泡沫塑料打上相应洞;储液滴瓶就是由眼药水瓶制成的;塑料洗瓶就是由废药水瓶制成的;井穴板用塑料药片板代替;用吊针来代替酸式滴定管和碱式滴定管的滴头;将眼药水瓶去底代替漏斗使用;用鸡蛋壳代替碳酸钙制备二氧化碳;用废电池上的石墨做电极、锌制氢气、二氧化锰制氯气;生石灰和硫铵制氨气……。充分利用废物,培养学生的环保意识、经济意识,树立绿色化的观念。

五、改。“改”即改进某些排放有害物质的实验,也就是在原有的实验方法上加以改进,使某些有害物质转化为无害的物质,甚至是有益的物质;使某些实验复杂操作变得简单;提高实验的成功率,减少药品的用量。如铜和浓硫酸反应的实验,按照书本实验,操作不便,而且使用铜片会产生以下几种不良现象:①加入铜片的量学生往往控制不当;②不能及时地终止反应,使产生的SO2量增大,环境污染加重;③易产生黑色的固体;④多余的铜片往往得不到很好的回收。若将铜片改为铜丝,通过抽提铜丝,使铜丝及时脱离反应体系,减少铜的消耗和SO2的生成量,避免黑色固体的产生,末反应的铜丝可反复使用,大大减少了铜的用量及实验的准备工作。另外将产生的SO2通入品红溶液改为将浸有品红试液的滤纸直接放入Cu与浓H2SO4反应试管的中部,试管口塞一团浸有饱和Na2CO3溶液的棉花球,装置简单(省去了铁架台、铁夹、带塞的导管)操作方便(用试管夹夹住试管,试管移动方便)现象明显,污染少。

六、换。“换”即在不影响实验效果的前提下,寻找一些无毒害的药品来替换有毒害的药品的使用,寻找一些对环境无影响或少影响的药品来替换对环境影响较大的药品使用。如溶液的导电性实验,其中盐酸和氯化钠在通电时会产生有害的氯气,可把它换为NaNO3和HNO3,这样既达到了比较电解质溶液导电能力强弱的目的,又避免了氯气的污染。