有机化学实验室经济化与绿色化建设的探索

马咏梅

(渭南师范学院化学与生命科学学院，陕西渭南714000)

有机化学实验室经济化与绿色化建设的探索

马咏梅

(渭南师范学院化学与生命科学学院，陕西渭南714000)

有机化学实验是有机化学教学中必不可少的组成部分，而由于近几年该课程人数的增多，实验规模也随之扩大，每次实验需要消耗大量试剂和使用大量实验仪器，同时也有大量的污染物排放.为了节约资源、减少环境污染，从有机化学实验改革、实验产物的回收、与周边企业联合、实验室的管理等方面探索了有机化学实验室的经济化与绿色化建设.

有机化学实验室;经济化;绿色化

有机化学实验是有机化学教学中必不可少的组成部分，它是检验学生对有机化学的理解、掌握程度的主要途径，也是培养学生操作技能、创新能力的重要方式.而有机化学实验室是学生展示实验技能，理论结合实践的重要基地.它的建设方向直接影响着学生能力的培养、实验室的发展，甚至决定了高校教学水平的高低.根据可持续发展观，我们从经济化与绿色化角度出发探索了有机化学实验室的建设思路.

1 有机化学实验室经济化与绿色化建设的必要性

随着高校近几年招生人数的不断增加，有机化学实验课程的人数、实验规模也随之扩大.每次实验需要消耗大量试剂，使用大量实验仪器，同时也有大量的污染物排放.这就给实验室的管理和建设提出了巨大的挑战.为了节约实验经费，解决实验给实验室带来的环境问题，在保障完成教学任务和教学质量的前提下，我们须探索有机化学实验室的经济化和绿色化建设.

2 有机化学实验室经济化与绿色化建设的探索

2.1 有机化学实验的改革

长期以来，有机化学实验大多以常量实验为主［1］，一方面，实验中需要的试剂大多有一定的毒性，而且易挥发，由此产生的有毒、有害物质的排放和环境污染问题日趋严重.另一方面，有机化学实验需要的试剂和各类标准磨口玻璃仪器等易耗品的品种多，价格昂贵.使有限的实验教学经费入不敷出.因此，为了提高资金运作效益，提高实验室的建设水平，更好地服务于师生，为省级实验教学示范中心建设做贡献，我们对一些有机化学实验做了如下改革.

首先，实行常规实验小量—半微量化，小量—半微量化实验的药品和试剂用量一般只有常量的1/5到1/10［2－3］.在蒸馏、分馏的操作实验、甲基橙的制备、咖啡因的提取中我们尝试实验的改革.例如在丙酮与水的分馏实验中，我们使丙酮的用量从15mL减少到10mL，最终并没有影响实验现象和实验结果.还大大地节约了化学试剂和药品，缩短了实验时间，降低了有害物质的排放，改善了实验室的环境.与此同时，不仅使学生学会了在实验过程中保护自身的健康安全，增强了学生以小量规模进行实验的能力，还保护了环境免受污染，培养了学生认真细致的科学态度和社会责任感［4］.所以改革有机化学实验顺应了教学改革的潮流，也是实验室经济化和绿色化建设的主要措施.为有机化学实验室的经济化和绿色化建设指明了方向.

其次，还可把有机化学实验的基础操作、性质、制备这三部分实验内容按照实验教学的特点进行优化组合，以制备实验为主干线，将教学大纲中要求的基本操作实验、性质实验尽量分散到每次制备实验中［5］.例如，1－溴丁烷的制备实验，以合成正丁基溴为目标，同时在实验过程中训练学生回馏、蒸馏、萃取、干燥、洗涤、有害气体的吸收、折光率的测定等基本操作技术，最后利用得到的产品1－溴丁烷进行卤代烃的性质验证实验.从而减少了开展实验的次数，节省了实验的原材料，使多次实验过程造成的污染降为一次污染.这样锻炼了学生的综合实验能力，培养了学生实事求是、一丝不苟的科研精神，提高了教学质量，使学生更系统地掌握了所学的知识，同时也符合经济化与绿色化的理念.

此外，对于污染较严重、毒性较大、时间较长的实验和一些性质实验，可以通过录像、多媒体等形式将实验过程展示给学生［6］.比如醇、酚、醛、酮、芳烃、糖、羧酸的性质实验，所用试剂种类繁多、总用量较大、实验时间较长、操作难度低，实验污染相对较严重，试剂回收后处理困难.但这些实验又是加深学生对理论知识的掌握，提高其对化合物的鉴别能力必不可少的.我们可以试着在学生中找一些基本功扎实、操作技巧熟练的学生组成一个小组将这些实验做为演示实验拍摄下来.演示过程中出现的问题，教师及时纠正并予以讲解，现象不明显的重新做并分析原因，让学生说出为什么会这样.做到实验原理讲解清楚，操作过程规范，实验现象明显.可使观看录像的学生仿佛身临其境，既能学到实验原理、掌握操作过程，又能加深对性质实验的认识.目前，互联网上模拟性质实验及性质实验演示录像等资源较多，对其加以合理利用，既可以激发学生的兴趣，又可以发挥学生的想象力，也能起到减少试剂使用和实验室污染的作用.

2.2 实验产物的回收利用

循环使用实验产物是为实验室节约资源和增强环保的重要途径.我校每年做有机化学实验的学生有化学、化教、应化、精细化工、材料、高分子、生物等7个专业800多人，实验过程中产生的废物和实验产物，可以想象何其多，我们可通过对产物的回收再利用使其变废为宝.比如操作实验蒸馏的产物乙醇可以作为其他制备实验的原料.制备实验乙醚的制备，可以收集制备出的乙醚用来做萃取、干燥等操作实验的练习.生物碱的提取中产生的大量乙醇可以重复使用，实验过程中每次需用80—100mL 95%乙醇，按回收80mL计算，可节约实验经费896.00(80mL×800次×7元/500mL)元.甲基橙的制备制出的甲基橙可以作为酸碱滴定的指示剂或者配成溶液后作为薄层色谱分析的点样溶液，此实验按产量2.5g计算，收集所有产品产生的经济效益是960.00(2.5g×800次×12元/25g)元.从而培养学生的资源经济意识、环境保护意识和循环经济可持续发展的观念.

2.3 与周边企业的联合

在开设设计性、综合性实验时，我们可以与周边的企业联合，把农用化学品、食品添加剂、医用药品阿司匹林等的合成技术、性质的检测等引进我们的实验室［1］.合成出的产品我们可以拿到仪器分析实验室进行综合分析.整个过程培养了学生的创新思维，激发了学生的实验热情，提供了学生就业的机会，节省了实验成本，减少了重复实验带来的污染.为实验室的经济化和绿色化建设作出了贡献.

2.4 有机化学实验室的管理

在建设经济化和绿色化的有机化学实验室过程中，实验室的管理模式直接影响着实验的教学质量和实验室的发展，影响着实验室的建设能否适应高等教育水平的快速发展.为此，我们提出了“六字方针”管理有机化学实验室，即严格、规范、高效.

(1)严格的规章制度.学院制定了关于实验室安全、仪器损坏、三废处理、学生实验等方面的制度.学生在实验过程中应遵守纪律，仔细认真，组次分明，爱护公用仪器，节约用水、电和化学药品.如遇危险，熟悉相应的急救措施，促成了学生防水、防火、防电、防爆、防毒等相关安全意识的养成，减少了因安全事故造成的损失.

(2)规范的实验操作和实验室污物排放管理.要求学生做实验前认真预习，书写预习报告，做到实验过程中了解实验目的，熟悉实验内容，熟练实验操作，步骤规范，严于律己.例如环己烯的制备实验，涉及的操作步骤多，有蒸馏、分馏、萃取、干燥，用时比较长.如果学生不认真，急于求成，组装仪器不按照由下往上、从左到右的原则;往圆底烧瓶中加入环己醇和浓硫酸后，忘记振荡使之充分混合，造成局部碳化;安装仪器时忘记把接收器置于冰水浴中，造成产物挥发，产量减少;当出现上述情况时，学生往往不加思考，把反应液倒掉重新做，既浪费试剂又浪费时间，还污染环境.通过教师的严格要求与检查后，情况大有改观，避免了重复操作实验，降低了实验药品和实验仪器尤其玻璃仪器的损耗.并有助于学生养成良好的实验习惯和严谨的科学态度.

在污物排放方面，严格遵守《三废处理规定》.有机化学实验中产生的废气可通过通风设备排出，也可根据其化学性质进行吸收.产生的废液，根据种类进行不同的处理.例如废酸、废碱，将其中和后再排放;三氯甲烷、四氯化碳等废液加酸，乙醚、石油醚、乙酸乙酯等废液加入高锰酸钾中和后加水稀释倒入废液瓶中;互不作用的废液混合后，调节废液pH值3—4，加入铁粉，搅拌，用碱调pH值等于9左右，继续搅拌10分钟，静止后液体排放，固体按废渣处理［7］.废渣按照规定储存在相关容器中，等学生实验结束后做统一处理.杜绝了学生随意排放三废，树立了师生的“绿色化”意识，保护了实验室的环境.

(3)提高实验室的管理效率.有机化学实验室试剂种类多，要求做到分门别类，摆放有序.磨口玻璃仪器品种多、用量大，磨口处易粘连，力求做到轻拿轻放，及时检查.学生做实验时按签名领取仪器，做完实验归还仪器，检查每一件仪器是否有破损、是否拆开，避免磨口处打不开.工作量大，任务重.需要实验教师、实验员、学生有机地配合，使学生拥有主人翁的精神，使用试剂后归回原位，用完仪器后认真清理，切实珍惜实验员的劳动成果，为提高实验室的管理效率尽微薄之力.

为了提高实验室管理水平，学院领导多次组织实验室管理人员、实验教师到西北大学、陕西师范大学等国家级实验教学示范中心参观学习交流，开阔了视野，增强了信心［8］，调动了管理人员的积极性，提高了工作效率.为了创建自己的特色，树立自己的品牌，我们还应该组建实验室网络管理平台.实验室管理人员可以通过网络手段了解其它实验室的情况以达到资源共享.此外，还能做到账目清晰、管理有序，及时了解实验药品和仪器的使用，提高实验仪器的使用率和实验室运转机制，避免一些易挥发试剂的闲置而造成的浪费和对实验室环境的污染.

3 结语

经济化与绿色化相辅相成，经济化是前提，绿色化是目标，建设经济化与绿色化的有机化学实验室任重而道远.为了消除实验室中的不和谐因素，实现人、经济、环境的有机协调和可持续发展，我们还需做更进一步的努力.

［1］李永红，沈玲，侯金松，等.有机化学实验“节约化和绿色化”的探索与思考［J］.淮南师范学院学报，2009，(5):50－51.

［2］李春香，孟宪伟.半微量化学分析实验的研究与实践［J］.药学教育，2003，(4):48－49.

［3］白林，陈明凯.绿色化学实验［J］.化学教育，2002，(7－8):51－53.

［4］王海滔，吕广辉，余振强，等.小量、半微量化改进有机化学实验的研究［J］.上海化工，2009，(12):19－21.

［5］张葵花.加强有机化学实验中环保意识的探讨［J］.泉州师范学院学报，2001，(4):99－102.

［6］安琳.有机化学实验“绿色化”教改模式的初步探索［J］.西北医学教育，2007，(2):294－295.

［7］颜运涛.浅析化学实验室的污染与防治［J］.中国高新技术企业，2009，(8):120－121.

［8］焦更生，党民团，刘秉智.化学实验教学示范中建设的实践与研究［J］.渭南师范学院学报，2011，(4):60－62.

【责任编辑 曹 静】

Research on Constructing the Economic and Unpolluted Organic Chemistry Laboratory

MA Yong-mei
(School of Chemistry and Life Sciences，Weinan Normal University，Weinan 714000，China)

The paper explains that it is necessary to construct the economic and unpolluted organic chemistry laboratory，according to the problem in the organic chemistry lab.For students increasing，experimental scale enlarged，and a large number of using reagents and laboratory instruments，some measures are taken，such as reforming organic chemistry experiments，recycling experiment production，joining the enterprises and managing the lab，in order to reduce the resources and the environmental pollution in laboratory.

organic chemistry laboratory;economic;unpolluted

book=58,ebook=44

O62-3

A

1009—5128(2012)06—0058—03

2011—07—11

渭南师范学院科研计划项目(07YKZ030)

马咏梅(1979—)，女，山西临汾人，渭南师范学院化学与生命科学学院讲师，西北工业大学在读博士.研究方向:化学反应动力学.