高职绿色化学教育综述

高职绿色化学教育综述

一、高职化学教学中培养绿色化学意识

化学教师要更新观念。化学教师已经习惯于传统的教学内容,对于“粗放型”化学研究的内容及其产生化学污染的负面影响问题认为是理所当然的。因此,首先要更新化学教师自身的观念,认识到化学污染是可避免而且应该避免的,树立可持续发展的观念,使传统“粗放型”化学向“集约型”绿色化学转变。第三,化学教育要普及、宣传绿色化学意识,使之成为广大学生正确的环境意识、科学意识。绿色化学不但有重大的社会、环境和经济效益,而且说明化学的负面作用是可以避免的,化学科学是有能力消除其自身的副作用的。绿色化学体现了化学科学、技术与社会的相互联系和相互作用,是化学科学高度发展以及社会对化学科学发展作用的产物,对化学本身而言是一个新阶段的到来。作为新世纪的一代,不但有责任了解绿色化学、接受绿色化学、为绿色化学做出应有的贡献,而且要有能力去发展新的、对环境更友好的化学,以防止化学污染。第四,设计开放研究性课题,让学生自主探求解决环境问题的新方式。注意选择布置学生力所能及而又与其自身生活密切相关的课题,如让学生做有关加碘盐的调查报告、本地区降雨酸度的调查、白酒中甲醇含量的调查、水发食品中甲醛含量的调查等,使学生感受到化学污染就在每个人身边,每个人都有责任做推广绿色化学的工作。

二、设计和进行绿色化学实验

除了在课堂教学中随时随地渗透绿色化学思想之外,更重要的绿色化学教育阵地是实验教学环节。在实验中学生可以及时直观地看到或感到化学污染的危害及绿色化学的效益,因此,实施绿色化学教育必须抓住化学实验这一环节。化学实验是化学学科的基石,是体现绿色化学内容、培养学生绿色意识的主要途径。尤其是高职教育,旨在培养技能型实用型人才,因此更需注重实验教学。高职课程中约有一半以上的知识是通过实验引入的,但是在设计实验的时候却很少关注到绿色化学教育问题。在实验设计中只重视操作方便、装置简单、现象明显,却很少顾及环境污染问题,更谈不上对实验进行绿色化设计。而现在,绿色化学观念的影响已越来越广泛,新一代化学工作者只有尽快跟上时代步伐,接受最先进的绿色化学观念,学习最先进的绿色化学方法,才能对自身的发展、行业的发展乃至整个人类和世界的可持续发展产生有利影响。因此,我们必须在高职化学实验教学中尽快改变这种做法,设计和进行绿色化学实验。具体应从以下几方面入手:

1、选择对环境影响尽可能小的反应物

寻找实验中有毒药品的替代品在不影响实验效果的前提下,将某些易产生有害物质的实验换成无害物质的实验。如在“比较电解质导电能力”的实验中,使用的酸、碱、盐分别是盐酸、醋酸、氢氧化钠,替代了原来对环境有污染的反应物,既达到比较电解质导电能力强弱的目的,又避免氮气的污染。

2、提倡进行微型实验

学生实验微型化,有利于减少污染,增加安全系数。微型化学实验是20世纪80年代在西方掀起的一种试验方法,其优点是试剂用量少,是常量实验的十分之一至千分之一,药品用量小,微量排放,减少了污染。我国在微型化学实验方面取得了可喜研究成果,杭州师范学院的周宁怀教授开发研制成功一套适合微型实验的仪器,可进行一些高职化学实验。为推行微型实验,我们采用常量法和微型实验进行比较。一个班实验采用常量法,在试管中完成,实验用的试剂饱和氯水、溴水、四氯化碳都有毒害,实验时气味很浓,污染严重。另一个班采用微型实验,将试管改为塑料的点滴板,用配套塑料拉成的滴管进行实验,结果试剂用量远低于常量实验,且现象明显,实验室几乎无气味。所以,在保证实验成功的前提下,推广微型实验和少量化学实验,可最大限度减少污染。

3、对部分实验进行改革、整和和规范

例如:铜与浓、稀硝酸的反应实验,反应一旦开始,就不好控制,并会产生有毒气体二氧化氮和一氧化氮,而一氧化氮在试管中立即与氧气结合变成二氧化氮,其自身的颜色却很难观察到。为此,可以这样改进:在一个洁净的针管中加入少许铜片,排除空气;另在一小烧杯中注入稀硝酸并微热;用注射器吸取少量稀硝酸,迅速用小胶帽盖住注射器吸口。当观察到蓝色溶液、无色气体时(活塞会随着气体的产生缓慢外移),打开瓶帽,拉动活塞,吸入空气,会看到气体由无色变成红棕色,此时迅速将气体注入足量氢氧化钠溶液中。上述实验由于进行了少许改进而变得简单可行,效果明显,无污染。部分实验对实验技术、方法、仪器等进行重新设计,把分散的实验综合起来,这样,可防止有毒气体进入空气,而且,还可以节约药品和缩短实验时间。如:铜分别与稀硝酸、浓硝酸的反应,演示实验和学生分组实验都有,如果按课本上做,不仅浪费药品,而且产生释放出一氧化氮与二氧化氮等有毒气体。实践中可把演示实验和学生分组实验合并成边讲边做实验。

4、改进实验仪器

用密封的成品仪器代替有毒实验,避免了有害物质的产生。用密封的成品化仪器来完成有毒的化学实验,这种仪器和药品可循环使用,不存在污染毒害。如碘的升华实验,可用碘锤(密封的成品化仪器)来完成,具体方法是:碘锤一头滴冷水,另一头在酒精灯上加热,因冷水起到冷凝作用,碘升华后凝聚在碘锤上方内壁,反之也可。再如,温度对化学平衡影响实验,可采用密封有二氧化氮的U型胖肚管来进行。

5、注意药品和“三废”的回收处理和再利用

化学实验药物的回收利用是一项不容忽视的工作。将实验药物回收利用能提高药物使用次数,节约能源;保护公共设施,减轻对环境的污染。同时告诉学生大量废弃物长期倒入下水道后可能产生的隐患:制氢气的锌粒和废酸可能在下水道富集引起爆炸,重金属盐类对水质的污染。在学生中大力提倡“三废”的回收利用,如:废酸、废碱的中和处理和循环使用,重金属离子的沉淀转化法等。

作者:朱宪龙 单位:吉林省松原职业技术学院