绿色化学实验范文10篇

绿色化学实验范文篇1

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

化学实验中有一项“5R”原则，其中一条要求“减量使用”。其本质在于尽可能使用较少的实验试剂去实现需要的反应效果，如控制试剂浓度和用量等。所以实验时不能完全参照书本上的实验步骤，要根据实际情况选择药品及药品的用量。(一)降低试剂浓度。针对许多涉及药品浓度的实验，可采取降低试剂浓度的策略进行绿色化学实验，这样，就能够减少实验带来的环境污染。例如，关于热能与化学能测定的实验，可将6mol/L的HCL溶液换成4mol/L。在探究物质浓度对化学平衡的影响时，可用0．005mol/L的KSCN、FeCl3替代0．01mol/L的溶液。除了以上实例外，还有很多实验可以通过减少药品浓度的方法来实现环境保护。作为化学学习者，要有环保意识，防止实验污染环境。(二)减少药品用量。化学课本中有很多时候我们会看到“大量”“一定量”“少量”等词，这些词没有一个准确的量化标准。但这并不代表用更多的药品就能观察到更明显的实验效果，这也是我们很多同学潜意识的想法。为此，在取用化学药品时，应根据实际情况而定，并理解控制实验药品用量的原因，树立绿色化学的意识。所以，在老师演示的时候，我们一定要看清楚老师的操作，注意试剂的用量，避免造成不必要的浪费。例如，在碘的萃取实验中，可用5ml的碘水和2ml的四氯化碳达到较为明显的实验效果。在检验葡萄糖性质的实验中，可以把葡萄糖的用量从2g改为0．2g，相应地将水的用量减少到2mL。离子反应实验也可以把5ml的CuSO4、NaCl、BaCl2溶液均减少到2mL。研究热能与化学能的实验中，同样可减少NH4Cl、Ba(OH)2•8H2O的质量以及HCl、NaOH溶液的量。

三、提高环保意识，形成环保习惯

我们的价值观和人生观还处在逐渐完善的阶段，而其中的环保意识是不可缺少的一种意识。所以我们应意识到化学实验的产物中存在的有害物质不利于环境的保护，在老师的引导下养成保护环境的习惯。我们要提高对污染物质的重视程度，了解大气污染的产生，如，对于污染物SO2和CO，我们要在课堂中学习它们的特点和对环境的危害程度，然后在进行化学实验的过程中采取方法防止这类气体的产生。应在实验中贯穿环保意识，以使我们通过实际操作树立环保观念，从而在实验中尽可能地避免有害物质对环境的危害，真正做到环保化学。为了增强环保意识，我们可以和小组成员一起在课余时间进行环保活动，如测量工厂污染物的排放，废气水的酸碱度等，通过亲身实践与体验更直观地认识到环境污染的严重性，从而鞭策自己在实验和生活中讲求环保意识，做到在小事中践行环保观念，节约水电煤气，分类回收垃圾，尽可能地减少生活中有害于环境的因素。

绿色化学实验范文篇2

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；

3.只要可能，合成反应应设计成反应中使用和生产的物质对人体和环境无毒或毒性很小；

4.设计的化学产品应在保证其应有功能的同时尽量使其无毒或毒性很小；

5.尽量不用辅助性物质（如溶剂、分离试剂等），当不得已使用时，也应使用无毒物质；

6.能量消耗应是越少越好，应能为环境和经济方面所认可，合成方法应在常温、常压下实施；

7.只要技术上和经济上是可行的，尽量选择可再生的原料；

8.应尽量避免不必要的派生过程；

9.尽量使用具有催化选择性的试剂；

10.化学产品中的设计应保留其功能，减少其毒性，当完成自身功能后不再滞留于环境中，使之降解为无毒的物质；

11.需要开发实时、跟踪监控的分析方法，预先监控有毒物质的形成；

12.化学物质及其在化工过程使用中的物态，应选择潜在化学随机事故（包括气体泄露、爆炸和着火）最小的，等等。从以上论点可以总结出，化学实验绿色化的内容包括：化学试剂、溶剂和催化剂的绿色化，尽量选择低毒和可再生资源，溶剂尽量选择水溶剂，避免采用有毒有害和挥发性溶剂，催化剂应首选采用无毒害、无腐蚀的物质；实验剂量绿色化，在保证完成化学反应的情况下，尽量使用最小剂量的试剂、溶剂和催化剂；对实验产生的“三废”进行无毒无害化处理，确保污染程度降到最低。

三、激发探究精神，完善绿色化学

（一）开展微型化学实验

微型化学实验，就是以尽可能少的化学试剂来获取所需化学信息的实验方法与技术。虽然它的化学试剂用量一般只为常规实验用量的几十分之一乃至几千分之一，但其效果却可以达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的。近年来，在我国化学实验教学改革领域中，微型化学实验蓬勃发展，引起国内化学教育界极大关注。目前微型化学实验开展到分析化学、物理化学、医用化学和高分子化学实验的微型化探索，并取得了骄人的成绩，逐渐形成了具有中国特色的微型化学实验特点：微型仪器价格低廉且配套比较完整，在国际上具有很强的竞争力。此外，微型化学实验与传统实验相比，具有明显的绿色环保、节约药品和节省时间的特点。微型化学实验的优势已经在教学中呈现出来，受到了广大师生的欢迎。目前，国内已有800余所大、中院校开始采用微型化学实验。

（二）探究精神在绿色化学实验中的应用

绿色化学实验范文篇3

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＋2HClCaCl2＋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

绿色化学实验范文篇4

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。

(2)做好三废处理，减少环境污染

在化学实验中试剂完全反应结束后，会生产一定的废气、废水、废渣，这些实验残留的物质将成为破坏环境主要的污染源，被称之为实验“三废”。在绿色化学理念下，做好三废处理十分重要。首先，实验废气就是指在实验过程中产生的有害气体，这些气体人吸入会造成一定的危害，因此在进行试验研究时，主要是以“扇闻”的方式进行观察，如氨气就是一种典型的废气，但在实验结束后，这些气体仍然会有部分残留，并且还会弥散在空气之中，从而对人身体造成危害，因此必须要进行严格的废气处理。其次，废水就是指在实验过程中，产生的有机溶剂、废酸溶液以及废碱溶液等，在实验结束后，教师应该引导学生对这些溶液分开收集，并有针对性的进行处理。以废酸溶液和废碱溶液为例，在进行处理时，可以采用酸碱中和的方式，通过溶液之间的调和，将废液PH值控制在6.5～8.5之间，然后在进行排放，这样就不会对下水管道以及水源造成危害。最后，废渣就是指在化学实验过程中产生的一些固体有害物质，对于这些废渣最好的处理方式就是回收并进行二次利用。在这里笔者以“硬水软化”实验为例，在实验过程中会产生树脂废渣，但若是将这种废渣浸泡在浓度为1mol/L的HCl溶液中，废渣就可以二次利用成为日后实验中的原料，而这无疑是符合绿色化学实验概念的。除了以上的处理措施外，针对三废环境污染，最本质的一种方法，就是实现实验过程污染物零排放，而这也是绿色化学理念的核心。具体来说，在实验过程中，应做好相应的实验污染主控点，通过实验设置优化，对实验材料、实验装置、实验试剂以及实验方法进行控制选择，从而实现零污染、零排放的目的。为此在进行实验时，教师可以从地方能源开发以及学生的创新能力培养出发，在实验过程中为学生渗透绿色化学理念，从而改变以往的教学模式，注重实验教学内容与资源开发利用之间的结合。在教学过程中筛选出两个独立的教学板块，第一的板块以网络技术与仿真实验技术为主，第二板块以综合性实验为主。在教学过程中，所选用的实验材料都是无毒或者低毒的材料，然后将一些毒性大、污染强的实验汇集成合成实验，如指示剂合成实验，减少采用笨、溴、氨磺酸等有害试剂使用。同时注重新型绿色化学实验教学研究，如绿原酸超声提取分离、白云石制备超细碳酸钙、单宁酸沉淀法提取烟碱以及相色谱等，通过这些同等教学目的绿色化学实验模式实施，代替原有有害有毒实验操作，不但可以从本质上减少三废污染实验产生，还可以培养学生的创新意识与绿色化学意识，对于学生日后的工作发展都具有重要促进作用。

(3)减少试验试剂用量，开展化学微型实验

在高职化学实验教学中，实验教学开展的目的就是让学生通过实验现象的观察，从而认识化学原理本质。因此，在实验过程中只要能够起到观察效果即可，与实验试剂的用量无关。同时，在实验过程中，很多实验试剂具有一定的致癌性和腐蚀性，大量的实验试剂反而会对人的身体造成一定的损害，因此在实验设计过程中，减少实验试剂用量，开展微型化学实验十分重要。微型化学实验被誉为二十世纪末期的化学实验革命，也是现下绿色化学实验中的重要组成部分。其以减少实验试剂用量为主要目的，但却可以获取同样的化学信息，在这个过程中，由于投入的化学试剂用量减少了，因此产生三废的可能就会降低，这样就可以实现控制环境污染，节约材料成本的目的。通常情况下，采用微型实验，实验耗材和实验经费可以降低成本费用一半以上，同时在具体实验时间中，也可以缩短原有实验时间的30％～40％左右。另外，微型实验充分的利用了实验资源，并且结果表征都是采用精密的仪器进行操作，这可以使观察效果更加突出。例如在进行“乙二酸制备”以及“乙酰苯胺制备”过程中，都可以采用微型实验，且在实验过程中使用的试剂用量仅为原有实验试剂用量的10％～20％左右，这无疑也是绿色化学理念的一种体现。(4)改善实验教学环境，实施网络虚拟仿真实验随着近些年网络技术的不断发展，在进行高职化学实验教学时，运用网络模拟与仿真实验代替原有的实验操作，可以从本质上减少环境污染问题，进而实现绿色化学实验教学。运用网络虚拟仿真实验具有以下三点好处，首先，可以降低实验成本，减少实验设备投入。在进行网络虚拟仿真实验时，是不需要使用任何实验试剂与实验器材的，对于教师而言，减少实验准备劳动强度，同时也降低了实验成本，尤其是在现下的高职化学实验教学中，课堂教学以大课为主，实验开展困难，网络虚拟仿真实验为教学创造了便利性，同时也降低了实验污染物的产生。其次，实施网络虚拟仿真实验为教学时间提供了充足的保障。在现下的高职院校之中，总学时通常情况为400个学时左右，但在教学中具体的实验项目有90个左右，而这些实验项目包括基础操作实验、化学性质实验等，在教学过程中呈现出了严重的学时不足现象，这就影响了正常教学，网络虚拟仿真实验为课堂节约了更多的时间，有助于教学效率提升。最后，网络虚拟仿真实验有助于提升学生学习兴趣。网络虚拟仿真实验是利用计算机网络技术，将实验知识点以及操作要点，编制在相应的计算机软件之中，通过人机对话的方式进行播放，并且可以反复的进行练习操作，实验现象千变万化，并且自带一定的游戏性和趣味性，这样既减少了化学实验污染的危害性，又提升了学生的实验学习兴趣，为此在教学中，教师应注重对网络虚拟仿真实验的实施应用，而这也是对绿色化学概念的一种倡导。

3.总结

综上所述，高职化学实验教学可以有效的培养学生的动手能力和观察能力，继而加深学生的化学原理认知，而将绿色化学理念应用在实验教学过程中，不仅可以提升学生的化学素质，还可以让学生将这种绿色思想带入到工作中。因此，未来的教学中教师要注重对绿色化分析化学实验教学研究。

作者:白都 单位:白银矿冶职业技术学院

参考文献:

[1]朱鹏涛,周青.美国高中化学教材中实验安全教育的特点与启示[J].化学教学,2016(08).

[2]陈静,石晓波.在化学教学中渗透绿色化学理念[J].湛江师范学院学报,2015(03).

[3]杨秀清.绿色化学实验教学的实践与探索[J].新乡师范高等专科学校学报,2015(02).

绿色化学实验范文篇5

【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

由于教育改革的深入，高中时期的化学教材和课程标准出现了一定变化，充分体现了绿色化学理念。比如，删除一些影响学生生命健康的化学实验，对有毒害的化学物质也做出了相关规定等。新编制的高中化学课文融入了很多环保实验，并在实验中介绍了实验废物处理方法。高中时期的化学实验可以说是加强学生化学素养的重要部分，为了帮助学生树立正确的学习观念，在具体实验中需牢记以下几方面内容。1．回收再利用实验物品。一些高中生把实验废物直接排入下水道，而这些化学物质会影响社会环境，为此高中化学教师在指导学生实验时，需重视回收再利用实验废物或是其他化学物质，降低对自然环境影响程度，实现节省实验试剂的目的。2．组织微型化学实验活动。微化学实验并非是在实验中减少化学药品、试剂的用量，而是需要对化学实验进行重新设计，这样的实验可有效完成教学内容，并达到节能减排的目的。而且这类实验对于试剂也并没有多大要求，可节省很多药剂。此外，实验设备易操作。一些微型化实验可以利用生活废物进行实验，如用经过处理的铝板替代滴板，这样不但能够提高废物利用率，还能降低对环境的污染程度。3．串联化学实验活动。将高中化学教材内有较强联系性的实验放到一起开展，这样不但能够避免实验流程重复，还能减少实验药品耗用量。比如，在进行浓硫酸与铜的实验时，研究反应后还能进行相关褪色实验，运用实用产物开展另一个化学实验，能充分展现出绿色化学的作用。4．严格规范实验流程。教学指导高中生在开展实验时，保证其规范性，完善药品的监督、管理。比如，在闻药品气味时需要保证在合理范围内，防止毒气损害学生身体；在取实验药品时需严格遵循相关规定，切勿出现浪费的情况；对于化学实验内出现的废液需要分类倒入不同的回收瓶中，进行无害化处理；对于废气需应用相关装置将其吸收完全，如在制氯气时，在化学实验后可以用氢氧化钠把多余的气体吸收掉。5．合理使用新兴工具。伴随网络技术的快速发展，创新型的工具可得以全方位使用。科学、合理地运用多媒体，并与化学实验教学融合，可最大限度激发学生对化学学习的兴趣与热情，减少实验事故。而且对于不易动手操作、危险性高的实验也可以通过多媒体展现。例如，一些污染性强、药剂多的实验，教师可以通过录制视频的方式，在课堂中向学生展示，让学生充分掌握实验流程，在其前提下减小药品耗费量，降低对自然环境的影响。基于此，教师需加大对多媒体教学工具应用力度，通过有效应用，把其存在的实效性发挥出最大化。6．定期组织绿色化学讨论。要想提升学生绿色化学观，还需要教师定期组织学生们一起交流、讨论一些和绿色化学相关的话题，让学生说出自己对绿色化学实验的意见，互相沟通。

三、绿色化学实验的注意事项

1．在开展设计时重视学生的引导。绿色思想要融入实验教学设计的每一个过程，适时对学生进行引导，在自主设计中融入绿色化学实验思想。很多学生对实验进行设计时，很多方面考虑的不周到，如方案缺乏合理性、未能回收有毒物质、浪费药品等。这些问题均需要教师正确引导，培养学生的绿色化学思想，这样在开展实验设计时更能思虑周全。例如，开展硫、氮的氧化物实验时，需要设计实验来收集二氧化硫。在进行此实验前，很多学生已进行过二氧化碳的制取、收集实验，故可以借力给力，运用同样的原理和方法对二氧化硫气体进行处理，设计合理的尾气收集方案，提升教学质量，让学生的绿色化学思想得以拓展。2．科学、合理地连接实验装置。在每项化学实验中，装置的连接极为重要，此环节决定整个实验的成败。部分学生未能重视实验连接良好设计，有时会导致有害、有毒气体的外漏，甚至整个实验装置都会漏气，而这些均与实验设计的理念不相符。因此，在引导学生连接装置时，教师需要将绿色化学思想融入其中，让学生自觉考虑合理的实验装置设计，把生态化、绿色化思想渗入至实验装置的连接设计中。例如，在开展二氧化硫制取实验时，此设计需考虑的一个重点问题就是其中装置连接，教师指导学生用硫酸＋亚硫酸钙反应，制取硫酸钙加上二氧化硫。同时，为了可以证明二氧化硫溶于水后，具有强氧化性。故可将尾部连入品红中，二氧化硫进入品红颜色褪去。之后重新加热又可见品红颜色恢复。此实验说明，在整个实验中，需要做好密闭性的装置连接处理，这样可确保实验的有效性，又能让二氧化硫充分利用，不会对环境造成太大污染。既可观察实验的现象，又能极好解决废弃的问题，把绿色化学思想传达给了每一位学生。3．重视实验废品有效处理。在实验过程中，教师要将废品处理思想传达给每一个学生，并教给他们相应的处理方法。这是实验教学的有效拓展，也是培养学生操作实验能力的好方法。比如，在讲解硫酸、氨等内容时，教师要结合实验教授学生，在实验过后会有各种强酸剩下，如果随意处理会腐蚀排水系统，也会影响环境，因此要选择适当的碱性溶液与其中和，当PH值达标后再排出。再如，上述所说的酸性气体废物，最好可在实验仪器的最后环节中加一个废弃吸收液，之后同样用碱性的液体中和，防止酸性气体污染环境。这些都是必要的实验环节，所以要向学生传达有效处理实验废弃物这一基本的实验理念，提升化学实验中绿色设计效果，培养学生良好的绿色化学观。

综上，绿色化学在高中化学实验中极为重要，与实验教学质量、学生素养有很大关系。为此，高中化学教师需给予实验绿化设计高度重视，并通过行之有效的手段，将其含有的实效性发挥出最大化，以期培养高中生的绿色化学观。

参考文献：

［1］宋双．高中化学实验教学中实验绿色化的探讨［J］．课程教育研究，2017，（47）：174．

［2］王伟．高中化学实验教学中实验的绿色化实施策略［J］．北京教育学院学报，2016，（01）：59．

绿色化学实验范文篇6

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

分析化学实验中的滴定分析是常量分析,实验室用的滴定分析玻璃仪器的规格为50mL容量瓶、250mL锥形瓶和25mL移液管,为保证分析结果的准确可靠,滴定体积一般在20~25mL。这就造成每个滴定分析实验需要配制和使用大量的溶液。微型分析化学实验是在保证预期需要的实验准确度的前提下,采用微型玻璃仪器,使试剂的用量尽可能的减少[6]。为了推广微型化实验,本校分析化学实验室对滴定分析所用的玻璃仪器进行了小量化探索,而保证实验操作方法基本不变。例如,将50mL滴定管换为25mL250mL、锥形瓶换为100mL、25mL移液管换为10mL后,学生在操作时更加的规范和细心,在保证滴定结果的准确度和精密度的同时,大幅降低了实验成本,减少了实验废弃物对环境的污染。在推广微型分析化学实验的基础上,还要重点进行减量化实验改革,即在保证实验教学效果的前提下,不更换分析仪器的条件,通过减小溶液浓度及用量的方法进行分析实验[7]。例如,分析化学实验项目“直接碘量法测定维生素C含量”,实验教材采用的滴定剂为0.05000mol·L-1的碘标准溶液,我们把其浓度降为0.02500mol·L-1,依然可以保证分析结果的准确度和精密度;分析化学实验项目"理盐水中氯含量的测定",所用试剂硝酸银的价格比较昂贵,实验教材中硝酸银标准溶液的浓度是0.1000mol·L-1,我们将其浓度降低到0.05000mol·L-1,经学生实验操作依然可以得到较好的实验效果。所以在不影响实验效果的前提下,尽量降低滴定剂的浓度,一刻减少实验试剂的用量,从源头上尽可能的减少对环境的污染。

3合理设计课程实验项目的连续性

将前一实验配制、标定的溶液作为下一实验的滴定剂。如在实验项目“NaOH溶液的配制和标定”后设置“食醋总酸度的测定”,用已经标定好的溶度准确已知的氢氧化钠标准溶液来滴定一定体积的食醋样品,从而得到食醋的总酸度;在“HCl溶液的配制和标定”后设置“混合碱组成和含量的测定(双指示剂法)”,用已经标定的HCl标准溶液来滴定一定体积的混合碱样品,根据实验结果来确定混合碱的组成及各自的含量。将单一的实验项目相关联,不仅渗透着绿色教学的理念,也能很好地检验学生的实验操作能力和实验效果,更能培养其可持续发展的意识。

4做好废液的回收及循环利用

分析化学实验中会用到或产生的一些有毒有害污染环境的试剂。例如分析化学实验项目“双氧水中过氧化氢含量的测定”,会用到高锰酸钾标准溶液,产生的废液中含有大量的锰。参考GB20425-2006第二类污染物最高允许排放浓度,含锰废液中总锰的最高排放值为2.0mg·L-1[8],因此可在废液中加入NaOH使锰生成MnO2沉淀,经过滤分离,沉淀物保留,使锰含量符合污水排放标准。再例如,分析化学实验项目“生理盐水中氯含量的测定”,产生废液的主要成分就是氯化银和硝酸银,我们可以用价格便宜的NaCl溶液把废液中的Ag+转化为AgCl沉淀;经过滤分离后,再加入氨水使AgCl转化为可溶的[Ag(NH3)4]+;接着在[Ag(NH3)4]+溶液中加入过量NaOH使[Ag(NH3)4]+转化为Ag2O沉淀;最后加入HNO3得到AgNO3溶液;得到的AgNO3溶液经标定后即可用做学生实验的标准溶液供使用。通过实验设计对实验废液进行有效处理和循环利用,在提高化学试剂的使用率及减少环境污染的同时,还可以提高学生的综合素质和创新能力。

5进行虚拟仿真实验教学

传统的分析化学实验教学中,经过综合考虑,实验项目都是经过层层筛选得到的。教学内容上,部分毒性大、危险系数高、重复性差、废物处理困难的实验项目已经剔除,因此分析化学实验安排缺乏一定的广度;教学模式上,指导老师先讲解实验目的、原理、仪器试剂和实验步骤后,学生才开始实验操作,这种“保姆式”的教学使学生依赖性很强,不利于培养其学习的主动性和创新性。进行多媒体虚拟仿真实验教学,将试剂消耗量大、实验成本高、具有污染性与危险性的实验做成仿真系统来供学生操作演练。通过计算机来模拟实验,利用文字、图像、声音、动画的效果让学生达到身临其境的感受和亲身操作的效果,从而真正实现分析化学实验的“零排放”、“零污染”、“零伤害”。

6结语

为验证效果,以我校2019级动物检疫检验专业学生为研究对象实施了上述分析化学实验绿色化的改革探索。在课程考核结束后,对学生进行调查结果表明:①树立绿色教学理念,将其贯穿分析化学实验教学始终,有助于提高学生的节约、环保意识;②建立"微型化、减量化"实验体系提高了学生的实验操作技能,在保证实验效果的前提下,大幅降低了实验成本,减少了实验废弃物对环境的污染;③合理设计课程实验项目的连续性,检验了学生实验操作能力和实验效果,更培养了其可持续发展的意识;④做好废液的回收及循环利用,不仅有效利用了资源,更培养了学生的实验设计能力和创新能力;⑤进行虚拟仿真实验教学培养了学生学习的积极性和主动性,使其综合素质得到很大提高。

参考文献

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绿色化学实验范文篇7

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

2.1微型化学实验的推广。随着新课标的改革，学校教育更多地强调以学生为主体，教师为主导的教学模式，注重培养学生自主学习和实践动手操作能力。以往开设的部分化学实验项目属于粗放式，具有药品用量大，安全性低等缺点；而且多数实验都由教师操作，学生观摩学习，学生的学习积极性较低，常规的化学实验已经不能很好地适应新课标下化学教学的需求[3]。在化学实验的改革下，微型化学实验作为减少实验废弃物，改善化学实验的重要方法，逐渐在化学实验教学中推广。在以镁与冷水反应的微型实验中，如果把镁投入到冷水中看不到气泡的产生，有的同学就会认为镁不跟冷水反应，只能跟热水进行反应，这是片面的认识。然而对实验进行如下改进，可以证明镁是可以和冷水反应的。（1）操作步骤。在实验室里，发给每位学生一段镁条，在教师的指导下，学生动手操作实验。首先用砂纸打磨镁条，除去表面的氧化膜并卷成螺旋状，再放入盛满水的注射器中（活塞拔出，针头已用橡胶塞堵住），将其倒扣在盛满水的水槽中。（2）实验现象。经过几分钟的反应，可观察到有气泡不断冒出，一段时间后，有白色沉淀生成，注射器的液面下降。反应结束后，打开橡胶塞，将注射器的活塞缓慢内推，同时将燃着的木条靠近针头，可观察到氢气安静地燃烧，由此实验现象可证明镁是可以和冷水反应的。（3）改进后的优点。微型化学实验所用的仪器容量小，药品用量少，实验现象明显，安全性高，无污染，环保绿色等优点；微型化学实验的推广实现了学生自主学习、亲自动手操作实验的理念，让学生自主地参与知识的获得过程；同时学生还可以在实验的过程中感受到化学的奥秘，通过观察实验现象，分析实验成败的原因，培养学生善于发现问题、解决问题的能力。通过此微型实验可以加深学生对镁化学性质的印象；同时在实验过程中，可以培养学生的科学探究和独立思考的能力，形成科学的情感、态度价值观。2.2化学实验的密闭化、循环化。在中学化学实验的过程中，有些实验不可避免会产生污染物。如果不加以处理，直接排放到空气中，势必会危害人的身体健康。如果可以对实验装置进行一定的改进，使其在一个相对密闭的环境中进行反应，这样就可以避免污染物的泄漏。例如：在一氧化碳还原氧化铁的实验中，经典的实验是要事先制取好一氧化碳并收集在贮气瓶里，此准备工作比较繁杂，而且产生的有毒气体如果不谨慎处理,排放到空气中会对空气造成污染，同时不利于学生的身体健康。现对此实验进行了改进，采取草酸钠制取一氧化碳。（1）实验原理。草酸钠受热分解生成一氧化碳，然后用一氧化碳还原氧化铁[4]。（2）实验操作步骤。首先将适量的草酸钠晶体放入试管底部，并将试管横放，塞入一小块棉花，再把适量干燥的氧化铁铺在试管中部，之后用带导管的橡胶塞塞紧试管口，用铁架台将试管固定，将导管通入澄清石灰水中，之后用气球收集尾气。然后，用两盏酒精灯同时对草酸钠和氧化铁加热，一段时间后，观察到澄清石灰水变浑浊，红棕色的氧化铁变黑，之后用磁铁靠在变黑的氧化铁试管外壁，发现能被磁铁吸引，说明氧化铁被一氧化碳还原生成了铁。（3）改进后的优点。通过改进实验装置，使实验在密闭体系中进行反应，并将一氧化碳的制取与一氧化碳还原氧化铁设计在一个实验装置中，整个实验巧妙地设计在一个封闭的体系，既达到了实验目的，也实现了零污染的绿色化学理念。2.3多媒体辅助教学。随着科技的进步，多媒体技术不仅给人们的生活带来了便利，同时也逐渐运用到了教学中。多媒体作为一个辅助教学的工具，给我们的课堂也增加了一份色彩。在化学实验中，对于有毒和易腐蚀的化学试剂，或易产生有毒物质的化学实验，教师都可以运用多媒体给学生展示实验过程及现象，这样既可以节省实验时间，又可避免有害物质危害学生的身体健康，实现绿色化学理念。在课堂教学中多媒体的运用，打破了传统教学方法上的单一，缓解学生学习的疲劳和厌倦感，同时激发学生的学习兴趣，提高学生的认知水平[5]。例如，中学化学实验中探究硫在空气中和氧气中燃烧的实验现象，如果在课堂中进行实验展示，那么实验过程中产生的二氧化硫将会扩散到空气中，据资料显示，二氧化硫是一种有刺激性、有毒的气体，少量的二氧化硫吸入会溶解到人体的血液中，如果学生不小心吸入了二氧化硫会出现咳嗽、咽喉痛等症状，同时也会影响教学进度。为了避免此状况的发生，教师可以运用多媒体分别播放硫在空气中和氧气中燃烧的实验，学生通过观看视频，形成直观的对比，既节省时间又达到了预期的教学效果。通过多媒体教学代替化学实验中装置较为复杂、操作难度较大、易爆、产生有毒物质实验，既可以达到教学目的，又避免了安全风险，同时也把绿色化学理念落到实处。2.4化学实验中废弃物的处理。在化学实验中难免产生废弃物，化学实验的污染是学生最直接接触的污染源，如果不能引导学生妥善处理化学实验中产生的废弃物，那么课堂环保教育也空为一谈。处理化学实验中废弃物可以培养学生严谨的实验态度和科学的实验方法，既有助于提高了学生的环保意识，同时增强了化学实验的规范化[6]。化学实验有相应的废弃物处理规章，废弃物主要分为废液、废气和废渣，不同的废弃物处理方法也不一样，但是有些废弃物可以作为一种课程资源，将废弃物变废为宝，循环再利用。例如与食盐有关的化学实验，教学内容较多，学生在实验室里动手操作有关食盐实验的机会也多。每次实验结束后都会有大量的食盐水被浪费，若是将这些无用的食盐水收集在干净的大水槽中晾晒，一段时间后，就可以向学生演示海水晒盐的原理、粗盐的潮解现象、解释饱和溶液和不饱和溶液概念、探究氯化钠溶解性随温度变化的特点等大量的课程资源，有关溶液这部分的知识几乎都能被包含。通过食盐水的反复循环利用，让学生意识到垃圾只是放错了地方的资源，由化学实验中废弃物的再利用启发学生思考生活中的垃圾再利用，充分地将化学实验与实际生活相结合，激发他们将来建设创新性社会和资源节约型社会。

3结束语

在中学化学实验中渗透绿色化学理念是很必要的，是未来社会发展的要求。发展绿色化学不是让我们摒弃原有的化学课程，而是让我们通过对化学实验的不断改进与完善，通过推广微型化学实验，完善化学实验的密闭化、循环化，多媒体辅助教学处理化学实验中产生的废弃物等方法，将化学实验和环境相结合，达到化学实验与环境保护相统一的目的[7]。同时可以增强学生环保意识，培养学生探索求真精神和科学严谨态度，因此将绿色化学理念渗透到中学化学实验中很有必要。

参考文献

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绿色化学实验范文篇8

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］

（二）常量实验微量化、半微量化

尽管很多实验经过改进以后，所用原料毒性很小或基本无毒，但排放量大了仍会造成污染。应此，实验的微量化和半微量化不仅是减少试剂用量的简单问题，也是走绿色化学之路的必然选择。自从20世纪80年代美国科学家在基础有机化学的微型制备实验研究中取得成功后，微型化学实验的探究与应用就成为一种趋势。微型化学实验是以尽可能少的反应物质来获取所需化学信息的实验方法与技术。虽然其试剂用量一般只是常规实验用量的1／10乃至更少，但其效果却可以达到准确、明显、安全、方便和防止环境污染等目的。采用微型化学实验技术，可以大大减少试剂用量、缩短实验时间、降低环境污染，也有利于强化学生的动手操作能力，培养学生的创新思维和环保意识。［5］如在无机性质实验中，对不用加热和不需要沉淀分离的实验，改在点滴板上进行，试剂用量可减低到原来的1／2～1／5。有机实验中的如乙酸乙酯的制备、从茶叶中提取咖啡因等实验改成半微量实验后产品产率和质量仍能得到一定保证。［11］

（三）实验模式循环化

传统实验是“原料—产物—废弃物”的单向线性系统，特征是原料的高消耗性以及产物对人和环境的高污染性，随着资源的短缺甚至枯竭，人类生存环境的不断恶化，这种传统实验模式正在受到前所未有的挑战，人们越来越清楚地认识到它的种种缺陷和不足。“循环实验”的根本在于“循环”两字———充分利用实验产物，绿色化处理实验废物。循环实验模式一般有两种：［13］1．原料—产物（原料）—产物（无毒、低毒废物）；例如：乙酰水杨酸的制备～提纯—含量分析（酸碱滴定法）。本实验的反应物为乙酸酐和水杨酸，常温条件下生成乙酰水杨酸，在下一轮乙酰水杨酸的提纯及含量测定实验中作为样品使用。2．原料—产物（原料）—产物—原料。例如：以配位连续滴定法测定混合液中的Bi3＋和Pb2＋离子，是分析化学实验教学中的一个重要实验内容。按照传统的试验方法，供学生测定的混合试液几乎都是由分析纯的硝酸盐试剂配制而成。以前在学生完成分析实验之后，含有Bi3＋和Pb2＋废液也就随下水管排掉。这些废液如不回收，既污染环境又浪费资源。在该实验过程中，如以硫化钠为沉淀剂处理含Bi3＋和Pb2＋的废液，则Bi3＋和Pb2＋均以硫化物沉淀的形式回收，然后用稀硝酸加以溶解，并通过硝酸用量的控制，使再生后试液的酸度恰为滴定所需的pH值，这样就可供学生在实验中反复使用。［14］

（四）实验技术（仪器）更合理化

在物理化学实验中，U型管水银压力计和贝克曼温度计使用频率曾经很高。但这两种仪表都含有汞，容易造成实验室汞污染。可将U型管水银压力计改换为压力传感器，不仅能达到无汞的目的，而且还使压力测量读数更准、更快；传统的贝克曼温度计也可换为“SWC－Ⅱ型数字贝克曼温度计”，既省时又安全，效果也很好。［15］而在有机化学实验中，微波辐射法的运用也为实验绿色化开辟了一条新的道路。与常规加热法相比，微波辐射促进合成方法可以显著地节能，提高反应速率，缩短反应时间，减少污染，且能实现一些常规方法难以实现的反应。微型实验、小量一半微量实验可以据以有选择地改造为微波化学实验。微波化学反应直接或间接地减少了环境污染。作为一种新技术，应大力研究和推广，使之形成新的实验体系。［5，16］

（五）计算机和多媒体技术帮助实现实验绿色化［2，4，13，17］

利用计算机多媒体技术对化学实验进行辅助教学是近年来新兴起来的一种实验教学手段。化学实验属于消耗性实验，常规的、传统的化学实验不可避免地会消耗许多药品和大量的水资源。计算机辅助教学模拟化学实验（仿真实验）是一种化学试剂和仪器装置“零投入”和“废弃物零排放”的特殊实验方式，特别适合于演示实验。我们利用计算机多媒体技术对实验原理、装置、流程、实验过程进行仿真，用文字、声音、图像、动画的效果，让学生在计算机屏幕上所做实验达到身临其境的感受，如在直观的情景中“实验”。如醚的过氧化物爆炸、有毒溶剂的燃烧、砷化物的相互转化、胶体的电泳、硫化氢的性质与制取等。学生可以反复地操作练习，重现实验内容和实验现象，观察实验的现象变化。实验软件本身就带有较高的趣味性和游戏性，既可以大大提高学生对实验课的学习兴趣，充分调动学生的积极性和主动性，又可以减少环境污染和实验危险。

三、培养学生环保意识，妥善处理实验室“三废”［18，19］

绿色化学实验范文篇9

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。”

可是在教学理论上，由于“左脑优势”理论的长期影响，多年来化学教学一直偏重于运用左脑的功能，而忽视了右脑的开发。长期以来在化学教学中对操作性知识，主要是由老师“代劳”（演示实验），理论知识是由课本和老师先入为主地描述给学生，这对右脑的开发和真正学好化学是无太大价值的，从而使化学教学失去了在对学生实施素质教育系统中别的学科不可替代的特殊作用。

在化学教学中实施素质教育，就要根据化学的学科特点，有意识的开发学生右脑智力，把两种思维有机地结合起来，这样才会使教育思想、教育方法、和教学过程发生深刻的变化。

化学教学的创新教育模式[4]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。在教师引导下，学生自己做未知的实验（而不是由老师进行演示实验），强烈的好奇心和丰富多彩的实验现象，能激发学生认真地进行实验操作，仔细地观察实验现象，深入地分析和探索实验现象的本质。在这种生动活泼的启发式和讨论式教学中，大量的实验表象在学生的右脑里积累，能促进学生形象思维能力的发展；积极主动地对化学实验现象本质进行探索，能促使学生左脑抽象思维能力的提高。这种左右脑协调发展，创新思维能力得到提高[5]，实践能力得到增强的化学课堂教学，是我们在实施素质教育过程中要探索的化学教学创新教育模式的重要组成部分。

2绿色化学实验是实施化学教学创新教育模式的重要保证

绿色化学（Greenchemistry）是一门从源头上阻止污染的化学[6]，是可持续发展战略在化学领域里的体现。它是用化学的技术和方法去减少或消灭那些对人类健康、社区安全、生态环境有害的化学物质的使用和产生。把绿色化学思想贯穿在化学教学的全过程中，一方面是为了从小培养有强烈环保意识的人，另一方面绿色化学实验本身就是化学教学中实施创新教育的重要内容和必要保证。

让学生在课堂上边学边做实验，应该具备以下基本条件：

（1）有适合于学生在课堂上操作的小型、便携、易掌握、能快捷装配的实验仪器；

（2）取药品方便，实验安全，试剂用量少，产生的废液少，几乎没有毒气污染。

我们研制的“大学中学通用化成套微型化学实验仪器”为学生在课堂上边学边做实验提供了硬件实验设备。学生手提实验箱进入课堂，在没有通风设备并且坐得满满的课堂里边学边做实验，重要的问题之一，就是学习过程几乎得在没有毒气污染的环境中进行。所以，对绿色化学实验的研究，就成为我们在实施化学创新教育过程中必须认真研究的问题。

2．1绿色化学实验的研究

化学教学中绿色化学实验的研究，涉及到实验指导思想、实验内容选择、实验仪器研制、化学反应过程、实验装置和步骤的设计等实验各方面绿色化的研究。目前我们主要在以下方面进行了初步的研究与教学实践：

（1）研究新的绿色的化学实验：根据化学教学需要，发现、设计或选择没有污染和安全的实验取代那些污染严重或危险性大的实验。

（2）深入对微型化学实验的研究：在能获取所需化学实验信息的前提下，采用“尽可能少剂量实验”，以减少或消除实验废物。

其中，加强对无毒气污染实验的研究是绿色化学实验研究的一个重点，因为，消除了有毒气体的污染就是消除了基础化学实验中最大的污染源。我们在采用微型化学实验进行“化学教育中的创新教育模式”实验班的教学实践中，对绿色化学实验问题进行了初步的研究与实践，营造了较为良好的课堂实验教学环境。

2．2绿色化学实验研究实例

不同浓度的HNO3与Cu的反应，是证实不同浓度的HNO3氧化性不同的典型实验，在高中和大学的化学实验里都有。实验中，浓烈的有刺激气味的NO2毒气，弥漫在实验场所，严重地影响着师生的身体健康。为了能保留这一典型实验，又不污染环境，我们进行了无毒气污染的Cu与HNO3反应实验研究，并在贵阳清华中学高一年级57人的实验班中进行了教学实践检验。

2．2．1实验过程

铜与硝酸反应

我们使用的是由教育部中国教学仪器设备上海公司推广的大中学校通用化成套微型化学实验仪器。

仪器：微型化学实验操作台120mm×200mm、10mL的双颈烧瓶、小胖肚滴管(每毫升约20滴)、连接管、U形管反应器。

试剂：浓HNO3（0.5mL）、细铜屑（芝麻大小的约6粒）。

材料：PH试纸（0.5cm2）。

学生在1分钟内安装好了实验装置（如图1所示）。向双颈烧瓶内放入4粒左右的铜屑；将吸入了浓HNO3的小胖肚滴管紧塞在双颈烧瓶的左颈上；把2粒铜屑放入U形管反应器的弯管处，并向弯管处滴入约6滴蒸馏水（水刚好封住弯管）；把润湿的PH试纸放在U形管反应器的右管口（只留约0.2mm的缝）。

向双颈烧瓶内先滴入约4滴浓HNO3，Cu与浓HNO3反应，双颈烧瓶内立即充满了红棕色的NO2气体：

Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O

NO2气体经连接管进入U形管弯管处的水里，并与水反应，生成HNO3和HNO2:

2NO2+H2O=HNO3+HNO2

在室温下HNO2迅速歧化，因而总反应是：

3NO2+H2O=2HNO3+NO

当双颈烧瓶内的反应减缓时，可以再逐滴滴入4滴浓HNO3，使不断产生的少量NO2气体，能缓缓通入U形管中的水里，充分与水反应，生成稀HNO3。

在这过程中，我们可以明显地观察到：起初放入U型管内水中的铜屑，没有与水反应，但当NO2通人水中后，慢慢地发现铜的表面产生了气泡，生成的气体是无色的NO气体：

3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O

NO气体升到U形管管口，被空气中的氧气氧化：

2NO+O2=2NO2

生成的NO2气体与U形管管口上润湿的PH试纸里的水反应，生成HNO3，使PH试纸变红。当PH试纸变红后，可以把用水或碱液润湿的小棉花球放在U形管管口上，把产生的剩余NO2吸收掉。

为了验证是NO2与水生成HNO3使PH试纸变红，而不是NO与水反应使PH试纸变红（NO几乎不溶于水）。

把稀硝酸与铜反应生成的无色NO，直接通人水中，结果，经过较长时间不能使水中的PH试纸变红，而洗气头出口处的NO气体与空气中O2反应生成NO2后，与管口润湿的PH试纸里的水反应生成HNO3使PH试纸变红。

2．2．2实验的优点

（1）前一步反应的有毒产物是下一步反应的反应物，使前一步的有毒产物能得到很好的利用，在实验过程中几乎没有毒气散发在实验场所的空气里：

Cu与浓HNO3反应的产物NO2，是U形管内NO2与H2O生成稀HNO3的反应物；

N

O与O2在U形管口反应的产物NO2，是润湿试纸上的水与NO2反应的反应物。

（2）与常规实验相比较，这个实验能较好地显示出浓硝酸与稀硝酸、NO与NO2的区别与联系。

（3）该实验的试剂用量少，仅为常规量的十分之一左右，使实验的废弃物大大减少，而实验现象明显。

（4）该套仪器装置小巧，使用方便，全用标准10号磨口进行连接，可以快捷地安装实验装置。

（5）有利于进行启发式和讨论式教学：带着“不同浓度硝酸的氧化性相同吗？”的问题，在课堂上由教师指导，每个学生边学边做图1的实验（也可以分组边学边做实验）。在认真观察的基础上，深入对实验现象的本质进行深入研究，并对讨论结果进行验证，有利于对学生的创新精神和实践能力得到培养。

3绿色化学实验研究的展望

绿色化学实验是绿色化学新理念在化学教学中的具体体现，是化学教学中实施创新教育的重要内容和必要保证。在化学教学过程中，绿色化学实验不仅能使实验者在良好的实验环境中工作和学习，而且能使学生在实验过程中培养预防化学污染的思想和学习消除或尽可能减少毒气污染的实验技术。对绿色化学实验的研究，将为我们在化学教学中实施创新教育作出应有的贡献。

4参考文献

[1]T.R.布莱克斯利.右脑的奥妙与人的创造力，国际文化出版公司，1988：102.

[2]温寒江.开发右脑，浙江教育出版社，1997：44-50.

[3]钱学森.关于思维科学，上海人民出版社，1986：129-141.

[4]钱贵晴.微型化学实验与创新教育，化学通报，1999，（5）：2-6.

[5]戚昌滋.创造性方法学，中国建筑工业出版社，1987：538-581.

绿色化学实验范文篇10

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