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实现高校绿色无机化学实验的有效途径

时间:2018-06-13 来源:未知 所属分类: 无机化学论文 本文字数:3333字

  摘要:为了实现化学实验的绿色化, 需要从不同方向入手, 例如师生绿色化学意识的培养、实验室的管理方式、实验内容以及实验废弃物的处理等。本文中笔者就针对当前高校无机化学实验的绿色化问题展开了一系列探讨, 以备参考。

  关键词:无机化学实验; 绿色化; 研究;

  随着环境问题的日益严重, 人们的环保意识逐渐提高, 在高校化学教学工作当中, 无机化学实验的绿色化已经发展为一项重要的课题。

  1、关于绿色化学的简要介绍

  在教育工作中的绿色化学意思就是在制造与应用实验室化学品的过程中以环保意识保证相关原料的有效利用, 尽可能地减少危险及有害化学品的应用, 同时防止有害废弃物的产生。本着绿色化学的观念进行高校化学实验的创新和改革目前已经成为高校化学教育工作者所遵循的共同目标之一。

  在实施绿色化学的过程中需要将很多问题予以有效解决, 例如如何进一步控制实验污染物的产生、如何进行化学实验设计以促进资源的节约和降低对环境造成的影响、如何将绿色化实验教学理念更好的融入到高校化学实验教学当中等。

  2、实现高校无机化学实验绿色化的有效途径

  2.1、培养绿色化学意识

  教师在组织学生参与化学实验的过程中, 应将绿色化学理念贯穿于整个教学活动当中, 传授绿色化学知识, 渗透绿色化学理念。

  在着手实验操作之前, 教师应引导学生本着绿色化原则进行实验方案设计、实验准备、实验仪器的清洗以及废物的绿色化处理等。积极鼓励学生发挥自身对于绿色化学的主观能动性, 结合项目教学法开展综合性和设计性实验, 使每一名学生都能够参与到各环节的实验操作中, 培养和加深绿色化学意识。

  2.2、本着绿色化学理念完成实验准备工作

  为了提高课堂实验的时效性, 需要做好实验的准备工作。尤其是物质性质鉴别试管实验需要用到的化学药品, 若是准备工作中缺乏绿色化学意识, 没有做好试剂等的少量化、精细化准备, 必将会导致相关材料的浪费, 同时也会加重对环境的污染。所以一定要将绿色化学理念融入到实验准备工作中, 从源头方面控制污染程度。

  2.3、本着绿色理念进行实验室的管理工作

  以进一步加强对高校实验室的管理工作为目的, 各高校应制定专项管理制度, 并将绿色实验室的理念融入其中, 分别对实验仪器、实验药品及实验试剂等的管理制定相应的管理标准, 同时以管理制度的形式促进教师对于绿色化学实验的基本思想和基本知识技能的掌握, 并自觉地运用这些知识技能实现化学实验的绿色化。

  2.4、本着绿色理念进行实验教学内容的革新

  应针对实验教学内容进行整合, 在保证学生实验技巧的基础上适当的删减和削弱污染及毒性较大的实验内容, 或者是将其利用其它同等作用的元素代替。

  为了促进药品及实际的循环使用还可以合理安排具有一定关联性的联合实验, 通过这种方式实现化学试剂及药品的优化配置, 降低污染物及有毒产物的形成, 逐步实现无机化学实验的绿色化改革。

  2.5、发展微型化实验

  该实验方法主张环保理念, 实验中只需要少量的试剂及药品, 并将其置于微型化容器中发生反应, 因此比较适合实验操作复杂、污染及毒性较大的化学实验当中。高校无机化学实验当中多数内容都涉及到元素的反应性质, 化学试剂用量较大, 种类较多, 因此实验产生的废弃物质也比较多。

  应用微型实验不但利于实验成本的控制, 还可以通过试剂及药品用量的控制而减少实验废弃物, 降低污染, 同时还促进了学生绿色化学实验意识的形成。

  2.6、实验废弃物的绿色处理

  高校无机化学实验的废弃物中只有少数固体废物及废气, 多数都是具有强腐蚀性以及毒性的液体物质, 若是将其随意处理会对排放管道及自然环境造成很大的损害, 因此应实施废弃物的绿色处理。

  首先, 应做好分类回收, 虽然高校无机物理化学实验所形成的废弃物具有一定的复杂性, 可实际上这些废弃物都属于我们所熟知的种类, 我们可以将其进行归类搜集并将其放置于各自的回收容器当中, 贴好标记进行集中处理。这里一定要注意将废液容器放置于通风且不易刮碰的位置, 实施阶段性检查, 防止遗漏处理。

  其次, 应注意区别处理。废液在回收处理之前需要判断其具体性质, 掌握化学废液的简单处理办法。可以将碱性废液与酸性废液进行中和, 保证中和后废液的p H值在7左右, 排放后进行反复冲洗。如果是具有毒性的金属盐类废液, 应根据废液成分选择相对应的沉淀法, 将所得沉淀物质予以安全保管, 集中送到对应的危险品处置点进行处理。针对实验产生的有机废弃物, 如果可以进行循环利用则应进行简单处理, 若没有再利用价值则进行集中统一焚烧。针对一些具有挥发性的废液, 例如四氯化碳及氯仿等, 为了防止挥发作用, 应在容器口的部分覆盖一层水。如果废弃物没有循环利用价值, 同时又不可进行焚烧处理, 例如戊醇等则应通过吸附法降低戊醇浓度, 达到相应标准后再将其排放。

  再次, 循环利用。高校无机化学实验所产生的废弃物中, 一部分经过处理即可成为其他实验的材料, 例如在实验中产生的乙醇废液, 可以通过蒸馏处理而提高乙醇净度, 用于酒精灯的燃料。再例如, 高校化学实验中应用较多的铬酸洗液, 如果该材料失去效用后可以将其浓缩冷却处理, 然后加入高锰酸钾反应形成二氧化锰, 沉淀后即可进行循环利用。

  2.7、化学实验教学与多媒体技术教学相结合

  随着科学技术的不断发展, 多媒体技术被广泛应用于各行业领域的发展过程当中, 并取得了显着的效果, 高校的无机化学实验教学也可以与多媒体教学技术相结合。以往的无机化学实验中需要学生对一些比较稀有珍贵的药品及毒性较大的试剂等进行实际操作, 由于学生实验技术不成熟, 难免会造成资源浪费的问题, 甚至会受到药品毒性作用的影响而对其身体健康造成威胁。将实验教学与多媒体技术相结合即可完成实验教学的“零排放”、“零污染”。

  例如, 在进行主族金属和非金属元素的性质实验活动过程中, 需要应用多种试剂, 操作程序复杂, 而且要接触汞盐、砷化合物等剧毒药品, 实验操作的危险性较大, 实验所需时间较长, 实验产生废弃物的处理难度较大。在这种情况下, 应用多媒体的辅助教学功能就可以将这一实验的过程制成教学课件播放给学生, 将实验操作中的每一个环节都详细的展现出来, 具体包括操作步骤、所用药品及反应原理等, 以此避免学生受到有毒药品的影响, 降低污染问题, 实现实验绿色化, 同时还可以通过直观、生动的表现形式加强学生对相关知识的掌握程度, 熟悉元素及化合物的化学性质, 除此之外还可以进一步激发学生对于化学实验教学的兴趣, 促进教学效果的提高。所以, 将多媒体技术应用于高校无机化学实验的绿色发展模式中具有很大的可取性。

  除了多媒体技术之外, 还可以应用超声波技术、微波技术等现代科学技术, 如微波消化、微波灼烧、超声催化等运用这些技术不但能减少环境污染、节约能源, 同时也可以帮助学生拓展知识获取范围, 摄取更多的化学知识。这些技术的引入对增强化学实验的绿色化有十分重要的作用, 因而是实现无机化学实验绿色化的一个重要途径, 具有广阔的发展前景。

  3、结语

  综上所述, 随着我国社会生产与人们生活水平的提高, 对环境造成的压力也随之逐步增大。高校无机化学实验的绿色化发展对环境污染的问题的缓解具有很大的意义。因此, 高校教师与学生应共同努力, 全面发展绿色化学实验模式, 在保证教学质量的同时降低对环境造成的污染, 为健康生活环境的构建贡献一份力量。

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