(2)应用绿色化学原理,改进化学实验设计,使化学实验过程达到绿色化
如果一个化学实验自始至终对外界环境无物质种类改变的影响或这种物质种类的改变量极小,对人安全无害,就可以说该化学实验的设计达到了绿色化的要求。
化学实验中涉及多种有害气体,如CO,SO2,NO2,H2S等的制取及性质实验,教材中都是在敞开式或半封闭式的条件下进行实验,大多数实验既无尾气吸收、净化处理装置,又无防污染的设施,既对环境造成污染,又危害师生的身心健康。通过改进实验装置,延伸实验方法,有效控制污染。例如,处理CO尾气的常用方法是直接点燃烧掉或用气球来收集,而直接点燃尾气存在着爆炸的隐患,若用气球来收集尾气,又存在如何处理这气球的问题,处理不当,往往又造成二次污染,所以以上两种处理CO尾气的方法都是不可取的。如果将CO络合到氯化亚铜的盐酸溶液中来完成CO还原CuO的实验,这就是对尾气处理方法的扩充,利用此创新装置不但可防止CO污染空气,而且又可使络合的CO回收再利用。
(3)开展微型化学实验,实现中学化学实验绿色化
微型化学实验是80年代从美国发展起来的一种化学实验方法。它的突出特点是以微小量的试剂在微型化的仪器装置中进行化学实验,它具有节省药品,减少污染,实验安全等优点。微型化学实验完全符合绿色化学理念,进行中学化学实验的微型化研究是中学化学实验未来发展不可抵挡的趋势。许多高中化学实验都可以微型化,特别是学生实验,多数可以采用微型化实验,达到减少药品用量,降低环境污染的目的,真正体现了绿色化学预防污染的原则。例如:乙醛的银镜反应实验,不用试管,而用密封性好的青霉素瓶,即可节省资源,又可减少乙醛的挥发所造成的空气污染。
(4)利用计算机多媒体系统进行模拟化学仿真实验
作为科学技术发展的产物,多媒体仿真实验为中学实验开辟了一个新的领域,也为实验绿色化提供了一个很好的辅助工具。特别是中学化学中操作十分复杂、受各种因素影响实验成功率低、危险性大、以及污染性特别严重的实验,用多媒体仿真实验来模拟可以起到很好的教学效果。如硫化氢的还原性和二氧化硫的弱氧化性是化学教学中的重要知识点之一。这部分内容虽不属演示实验的范畴,但若要很好理解,只凭抽象的讲解,效果不甚理想,但若要做实验,污染又很大,师生均不愿做。如果借助于“H2S、SO2的性质系列实验”课件,就可形象、直观地制气、并将H2S通入紫色石蕊试液、FeC13溶液、CuSO4溶液,SO2通入品红试液、溴水、澄清石灰水,后将H2S和SO2混合等一系列实验。通过这一课件的演示,很好地解决了这一教学难题。
化学实验中的一些错误操作可能会带来极大的危害,不能为了加深学生印象,用实验证明,若用计算机动画模拟这些错误操作,它可将错误分解,放慢动作,不仅把错误的原因演示清楚,而且可以渲染气氛,学生看后印象深刻。比如稀释浓硫酸时将水倒入浓硫酸中,液体沸腾飞溅;点燃没有检验纯度的氢气导致氢气发生装置的爆炸;用排水法收集氧气时先停止加热,后将导管移出水面,水倒吸试管炸裂等。
绿色化学是对传统化学思维方式的更新和发展,只有对正处于基础教育阶段的中学生开展绿色化学、可持续发展的教育,从中学化学实验设计、实验装置、实验过程、实验评价等方面全面体现绿色化学思想,才能培养和提高学生的环境保护意识,使他们能够更好地参与社会生活,更自觉地促进社会的可持续发展。
参考文献
[1]闵恩泽、吴巍等主编.绿色化学与化工[M].北京:化学工业出版社,2000
[2]仲崇立主编.绿色化学导论[M].北京:化学工业出版社,2000:3
[3]人民教育出版社化学室编著.化学[M](必修加选修)人民教育出版社,2002
《森林与人类》
《食品与生物技术学报》
《稀有金属与硬质合金》
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