摘要：實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)化學(xué)的基礎(chǔ)，保護(hù)環(huán)境是我們永恒的主題。綠色化學(xué)是可持續(xù)發(fā)展的需要，化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化是社會(huì)發(fā)展的需要，是學(xué)生身心健康發(fā)展的需要，是進(jìn)行環(huán)境教育的需要。本文在論述“高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化”意義的基礎(chǔ)上，討論了如何在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中做到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化，從而達(dá)到在源頭上消除污染，保護(hù)環(huán)境的目的。
關(guān)鍵詞：化學(xué)實(shí)驗(yàn)；綠色化；環(huán)境；設(shè)計(jì)
化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》的基本理念中明確提出要通過以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)，使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的過程，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強(qiáng)化科學(xué)探究意識(shí)，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。
綠色化學(xué)（Green Chemistry）于1991年由美國化學(xué)會(huì)首次提出。它是指設(shè)計(jì)研究沒有或盡可能少的環(huán)境負(fù)面作用，并在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上可行的化學(xué)品和化學(xué)過程，包括原料和試劑在反應(yīng)中的充分利用（原子經(jīng)濟(jì)性），是實(shí)現(xiàn)化學(xué)污染防治的基本方法和科學(xué)手段，是一門從源頭上阻止污染的化學(xué)。
《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn))》中規(guī)定必修課程的設(shè)計(jì)要“體現(xiàn)綠色化學(xué)思想”，要讓學(xué)生了解“在化工生產(chǎn)中遵循‘綠色化學(xué)’思想的重要性”，還將“樹立綠色化學(xué)思想”作為《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》選修模塊“化學(xué)實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)”主題的第三條“內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”，并將“形成綠色化學(xué)的觀念”作為《實(shí)驗(yàn)化學(xué)》選修模塊的課程目標(biāo)之一。這在以往的化學(xué)教學(xué)大綱中是從未有過的，表明新課程標(biāo)準(zhǔn)的制定非常重視綠色實(shí)驗(yàn)化學(xué)思想的形式和應(yīng)用。
“化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化”就是在滿足教學(xué)要求的前提下，設(shè)計(jì)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)徹底消除或盡量減少使用和產(chǎn)生有害物質(zhì)，從源頭上消除化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境和人類健康的負(fù)面影響；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的目的是，改變只要有化學(xué)實(shí)驗(yàn)就會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染的現(xiàn)狀，從綠色化學(xué)的角度研究化學(xué)實(shí)驗(yàn)，盡量減少化學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境的污染。綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)教學(xué)中實(shí)施創(chuàng)新教育的重要內(nèi)容和必要保證。我們可以通過以下四個(gè)步驟來實(shí)現(xiàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化。
一、在思想上樹立化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的觀念。
“綠色化學(xué)”它不同于“環(huán)境化學(xué)”， 它是一門從源頭上阻止污染的化學(xué)。從環(huán)境的治理到綠色化學(xué)思想的提出，是人類對(duì)如何解決環(huán)境問題在認(rèn)識(shí)上的一次飛躍。綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)是在綠色化學(xué)的思想指導(dǎo)下，用預(yù)防化學(xué)污染的新思想、新方法和新技術(shù)，對(duì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革而形成的化學(xué)實(shí)驗(yàn)的新方法。新課程教科書的編寫非常重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)的綠色化，增加了很多環(huán)境保護(hù)的知識(shí)，也刪除了一些毒害性較大的實(shí)驗(yàn)。因此我們在平時(shí)的教學(xué)活動(dòng)中，要注意在教學(xué)的各個(gè)步驟對(duì)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化思想的滲透，通過各種不同途徑，如研究性學(xué)習(xí)、地方課程、課外興趣小組等讓學(xué)生體驗(yàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化，讓每一位學(xué)生都能樹立綠色化學(xué)觀念和環(huán)境保護(hù)意識(shí)。
二、在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)考慮綠色化
在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中體現(xiàn)綠色化學(xué)思想，應(yīng)首先重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的綠色化，即選取綠色化的原料、采用“原子經(jīng)濟(jì)性”的化學(xué)反應(yīng)，使所獲得的產(chǎn)物綠色化。所以要想在實(shí)驗(yàn)中做到綠色化，最重要的是能夠做
到實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)上的綠色化。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中，我們老師要積極查閱相關(guān)資料，充分考慮試劑的用量、有毒物質(zhì)的使用和三廢的排放等問題，根據(jù)化學(xué)教學(xué)需要，發(fā)現(xiàn)、設(shè)計(jì)或選擇沒有污染和安全的實(shí)驗(yàn)取代那些污染嚴(yán)重或危險(xiǎn)性大的實(shí)驗(yàn)。對(duì)于一個(gè)最佳的綠色實(shí)驗(yàn)方案，在設(shè)計(jì)時(shí)要充分體現(xiàn)“微(微型化)”、“密(密封性)”、“組(組合實(shí)驗(yàn))”、“代(新型替代品)”、“改(改進(jìn)實(shí)驗(yàn))”等思想。對(duì)于一個(gè)具體的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，我們可以按照以下示意圖進(jìn)行設(shè)計(jì)。
在銅和濃硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，我們可將銅片改為可調(diào)節(jié)高度的銅絲，待觀察到比較明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以后，我們就可以通過向上拉銅絲的方法讓銅絲和濃硝酸分離，使反應(yīng)停止，從而減少NO2有毒氣體的產(chǎn)生。
在二氧化硫和硫化氫氣體反應(yīng)產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)探究中，反應(yīng)原理如下：
實(shí)驗(yàn)室制取H2S的原理： FeS+2HCl==FeCl2+H2S↑
實(shí)驗(yàn)室制取SO2原理： Na2SO3+2HCl==2NaCl+SO2↑+H2O
SO2和H2S的反應(yīng)（主反應(yīng)）：SO2+2H2S==3S+2H2O
傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)方法均利用上述反應(yīng)先各自制取SO2和H2S，并進(jìn)行收集，然后將兩集氣瓶口與口對(duì)接，再觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。這樣的操作一則實(shí)驗(yàn)操作過程中會(huì)產(chǎn)生有HCl、SO2、H2S氣體揮發(fā)、污染環(huán)境，二則實(shí)驗(yàn)過程中由于要各收集一集氣瓶的氣體，所以試劑的用量較大，造成不必要的浪費(fèi)，
我們可以對(duì)實(shí)驗(yàn)方案重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，重設(shè)計(jì)后的實(shí)驗(yàn)方案如下：
取一分叉管，在兩分叉處分別裝入 Na2SO3和 FeS，然后迅速滴入鹽酸，稍后塞好橡皮塞(讓里邊的空氣排凈)？梢苑浅Ｇ宄赜^察到兩種氣體之間發(fā)生的反應(yīng)而產(chǎn)生明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。最后還可向分叉管中加入氫氧化鈉溶液，吸收過量氣體或者中和未反應(yīng)的鹽酸。用這種方法不僅可以減少試劑的用量，還可以防止因SO2、H2S、HCl的泄漏而造成的環(huán)境污染。
該方案不僅可以用于此實(shí)驗(yàn)，還可以用于氫氯混合爆炸實(shí)驗(yàn)，效果也非常的明顯。
通過這樣的實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，可以從源頭上消除了化學(xué)污染物的產(chǎn)生，真正體現(xiàn)了化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的理念而且也能加強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)
三、在實(shí)驗(yàn)過程中體現(xiàn)綠色化
在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中已經(jīng)考慮了綠色化，更重要的是要在實(shí)驗(yàn)過程中體現(xiàn)綠色化。在實(shí)驗(yàn)過程中的綠色化可以體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1、推廣使用微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)，節(jié)約藥品，減少污染。
微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)(microscale laboratory簡寫為M.L.)是一種在微型化的條件下對(duì)化學(xué)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新性變革的新技術(shù)和新方法，就是盡可能用少的藥品來獲取最有效的實(shí)驗(yàn)信息。微型化學(xué)實(shí)驗(yàn)具有減少污染、現(xiàn)象明顯、快速、節(jié)約、安全等優(yōu)點(diǎn)。雖然化學(xué)教材中的實(shí)驗(yàn)基本上規(guī)定的試劑用量都已經(jīng)是克量級(jí)，但考慮到一個(gè)班級(jí)、一個(gè)學(xué)校有這么多的學(xué)生要做實(shí)驗(yàn)，如果每個(gè)學(xué)生在能夠保證實(shí)驗(yàn)效果的基礎(chǔ)上減少用量，不僅可以減少藥品的浪費(fèi)外，還可以減少對(duì)環(huán)境的污染。我們在實(shí)驗(yàn)過程中嚴(yán)格督促學(xué)生按量取用試劑，糾正學(xué)生取用藥品“多多益善”的錯(cuò)誤思想。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中試管是我們用到最多的實(shí)驗(yàn)儀器，我們可以用12×70 mm的小試管來代替常規(guī)試管，以減少試劑在器皿上的附著量。在用固體和液體不加熱制取氣體的實(shí)驗(yàn)裝置中，可以將啟普發(fā)生器微型化，改為分液漏斗和具支試管組裝而成的簡易裝置，以減少試劑的用量。在《同周期、同主族元素性質(zhì)的遞變》這一探究實(shí)驗(yàn)中，高濃度的氯、溴對(duì)學(xué)生的人身會(huì)產(chǎn)生一定的毒害。因此，我們可以把氯水、溴水的濃度盡可能的降低以后，也可以取得比較明顯的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
2、尋找新試劑來替代有污染、有毒的試劑。
綠色化學(xué)旨在從源頭上消除污染，而不是對(duì)污染物的處理，所以我們盡量尋找替代品，來替代化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的一些有污染、有毒的試劑。比如在做H2O2的分解實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們往往采用MnO2固體做為催化劑，可這種強(qiáng)氧化劑處理不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生環(huán)境污染，結(jié)合生物上所學(xué)酶的知識(shí)，我嘗試用生物活性酶——過氧化氫酶(豬肝磨碎即可)來代替，也取得了明顯的實(shí)驗(yàn)效果，使用這種催化劑不但可以提高催化效率，更重要的是對(duì)環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生任何的污染。在萃取操作的演示實(shí)驗(yàn)中，考慮到溴單質(zhì)的劇毒性，我將CCl4萃取溴水的實(shí)驗(yàn)改為CCl4萃取碘水，這樣既可以防止因溴蒸氣的揮發(fā)而造成對(duì)學(xué)生的危害，也可以減少環(huán)境污染。
3、妥善處理好化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的廢棄物。
化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢水、廢氣、廢渣等都會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成不同程度的污染。如果我們對(duì)這些廢棄物進(jìn)行合理利用，不僅可以減少對(duì)環(huán)境的污染，還可以變廢為寶。
對(duì)于廢液的處理，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)建有專門的廢酸槽和廢堿槽。在實(shí)驗(yàn)操作中，要要求學(xué)生，每次實(shí)驗(yàn)完畢后的廢液，一定要按指定處傾倒。一段時(shí)間后，將其進(jìn)行中和達(dá)到規(guī)定的PH值后再進(jìn)行排放。對(duì)于含貴重金屬的廢液，要經(jīng)化學(xué)處理回收后再排放。嚴(yán)禁廢液隨意胡亂傾倒。比如做了銀鏡反應(yīng)后，試管中的銀鏡用稀硝酸清洗后的廢液可集中收集起來，可以回收其中的貴重金屬銀。
對(duì)于廢氣的處理要做好尾氣的吸收或回收再利用。對(duì)于CO還原氧化銅實(shí)驗(yàn)中剩余的CO可以通過點(diǎn)燃使生成CO2的方法除去，對(duì)于Cl2等有毒氣體的制取，要用相應(yīng)的試劑進(jìn)行除尾。
四、在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中研討綠色化
化學(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫是實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫是對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的思考和總結(jié)。實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫不僅幫助學(xué)生能夠理解和掌握實(shí)驗(yàn)的目的、意義、方法和技能，還能通過對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果的分析得出自己的體會(huì)和結(jié)論，使學(xué)生的知識(shí)與能力得到升華,同時(shí)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生多觀察、勤思考、善總結(jié)的科學(xué)素養(yǎng)；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容，除了要求學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)中觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并進(jìn)行解釋原因外，最重要的是對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)的問題做進(jìn)一步的探討，并可因此對(duì)實(shí)驗(yàn)提出改進(jìn)的設(shè)想和措施，能夠做到下次實(shí)驗(yàn)的綠色化。在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中探討處理“三廢”方面可做哪些具體的工作，可用什么樣的設(shè)備來轉(zhuǎn)化“三廢”。還可讓學(xué)生開動(dòng)腦筋，設(shè)想對(duì)尾氣的處理意見和廢液的轉(zhuǎn)化利用，如何變廢為寶。
綠色化學(xué)思想是一種化學(xué)科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的思想，是社會(huì)對(duì)化學(xué)科學(xué)發(fā)展的新要求，它對(duì)于保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境、實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。
要使中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化，化學(xué)教育工作者一定要樹立可持續(xù)發(fā)展的觀念。教師在課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)等方面，要始終貫徹綠色化學(xué)的思想，讓學(xué)生了解綠色化學(xué)，樹立起綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)意識(shí)。通過我們廣大化學(xué)教育工作者的不斷努力，一個(gè)綠色化的中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)教學(xué)新體系必將形成。
參考文獻(xiàn)：
[1]林美鳳.高中化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的探索.中學(xué)生數(shù)理化(教研版)[J],2009(9):12-13.
[2]新課程標(biāo)準(zhǔn)制定組.高中化學(xué)新課程標(biāo)準(zhǔn).普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn),2003(12):8,17.
[3]李琴 方光榮.中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)綠色化的研究.中學(xué)學(xué)科網(wǎng),2010(3):1.