浅谈绿色化学理念在无机化学实验中的应用与研究

刘品祯，李红梅，程志飞，贾亚琪，杨　珍，吴　迪

(1 黔南民族师范学院化学化工学院,贵州　都匀　558000；2 贵州师范大学贵州省山地环境信息系统与生态环境保护重点实验室,贵州　贵阳　550000)



浅谈绿色化学理念在无机化学实验中的应用与研究

刘品祯1,2，李红梅2，程志飞2，贾亚琪2，杨珍2，吴迪2

(1 黔南民族师范学院化学化工学院,贵州都匀558000；2 贵州师范大学贵州省山地环境信息系统与生态环境保护重点实验室,贵州贵阳550000)

绿色化学是环境友好型化学，而绿色化学在无机化学实验中的实施不仅能减少试剂的使用、环境污染物的排放，降低环境的污染程度，而且能培养学生树立强烈的环保意识。遵从绿色化学理念的指导，对无机化学实验的内容和方法及废弃物的处理等问题进行探讨与优化，结合现代教学手段应用于实验教学，实现真正意义上的绿色化无机化学实验，增强学生的绿色化学意识，实现人与环境的友好发展刻不容缓。

绿色化学；无机化学实验；应用；研究

绿色化学就是与环境友好的化学，就是在常规实验中用新方法和新技术从源头上杜绝化学污染[1]。就是要达到降低污染程度同时又节约资源减少经济损失的效果[2]。在研究化学实验的过程中，主要研究与环境友好的化学反应，做到根除或减少污染物物质的排放，从根本上切断污染、减少污染，达到真正的零排放。

无机化学是一门基于实验、理论与实践同等重要的学科，所以，要用绿色化学理念去指导自己对实验的动手操作方法和分析问题的思维[3]。就可以在实践中提升实验动手能力，培养出严谨求实的科学态度的过程[4]。当然，对无机化学实验进行优化处理是实现实验室绿色化的一个必然[5]。

1　把绿色化学理念应用于无机化学实验教学

在大学接触的第一门实验课中融入绿色化学理念是至关重要的，从一开始就在好的环境中学习可以使学生在无形中就树立起科学的环保意识和责任感[6]。

为了深入了解物质的组成、结构、性质及其变化，实验在无机化学中有着极其大的作用。但是也不否认在实验过程中会带来很多的污染，所以，在做实验时不能忽略实验给环境带来的污染。就比如说我们在实验中经常用到的浓硫酸、氯气、硫化氢、乙醚等等一些有腐蚀性、有毒、有刺激性的物质，如果在使用过程中对其处理不当污染了周边的环境，那么，在治理过程中将会浪费很多的人力和物力，所以，必须在无机化学实验中采取切实可行的有效措施防止和消除实验室产生的污染。将在实验中被动产生的化学污染利用绿色化学理念采取积极主动的态度去减少和消除[7]。因此，对于将绿色化学的概念用于无机化学实验中，必须要有深刻理解并且立即执行。

由于绿色化学理念的定义是从源头上控制污染源可以知道，如果要把绿色化学的理念应用于无机化学实验中，我们在实验过程中必须对以下几个方面做出严格控制：

(1)严格有效地控制有毒有害物质的排放；

(2)改进实验方法和用量，对于同一个实验，争取做到采用绿色化的实验方法达到同等的结果；

(3)实验药品的用量尽可能的减少，特别是对人体、环境有危害的。

2　加强实验室绿色化建设的管理，培养学生的绿色化学意识

实验室即是为了进行实施实验操作的一个地方，同时也是产生污染物的场所。根据绿色化学的定义即从源头上阻止污染物的产生，首先，必须保持实验室的整洁干净和好的通风条件，确保实验设备的正常运行及安全生产，更重要的是对试验品的规范放置、取用和回收，做到在实验过程中减少哪些有毒有害药品的排放，尽量做到绿色化，控制其对环境、对人类健康的影响。绿色化的无机化学实验是要求尽可能采用健康的物质来进行实验[8]。 因为在实验过程中，参加反应的物质大多数都是有危害的，可能会污染环境，有可能对人体造成伤害，所以必须小心使用。同时在化学实验教学过程中教师应该让学生了解那些化学药品的来源并且认识到他们对环境及人类健康的危害，知道了它们就在我们的身边要随时可能会有危险，必须时常保持高度的警惕性，这些都是为了能够让学生们意识到在无机化学实验中实施绿色化的重要性。

绿色化学的理念是一种先进的指导思想，要想在实验中实现绿色化，必须推广和加强宣传力度培养学生自主的绿色化学意识，并让学生积极运用绿色化学的思维方法和态度来处理常见的化学污染，这样每个人都可以成为一个真正的绿色人才。而如今绿色化学的内涵有五个原则，即减量、回收、重复利用、再生、拒用[9]。根据这一原则，可以从以下几个方面贯彻绿色化学理念：

(1) 教师在讲解理论知识的过程中引出绿色化学给社会及整个人类带来的好处并讲述使用有毒有害物质带来的危害，自然而然就会激发学生继续学习绿色化学的兴趣，还会增强学生的环保意识并且在实践中自觉实现对环境的友好化、绿色化；

(2)在实验过程中，具体实施绿色化学理念的教育。如节约用水、用药品、正确对“三废”进行处理等；

(3)从保护环境、建立环境保护意识等方面实现绿色化学。

3　注重化学反应的绿色化

在无机化学实验的教学过程中，为了将实验实现真正的绿色化，我们在做实验前，就会对要用的实验用品和方法做多方面的绿色化的讨论与研究，使其在做时可以将绿色化实验的特点表现得淋漓尽致。“原子经济性”反应是一个极其重要的绿色化学概念，即原料中究竟有百分之几的原子转变成最终产物。理想的原子经济性反应是原料百分之百地转变成产物，没有副产物和其他废[10]。对参加化学反应的所有物质是否造成环境污染和达到的经济效果都要优化出绿色环保可行的方案[11]。

就如硝酸铜的制备方法有很多种如：铜与浓硝酸的反应；稀硝酸与铜的反应；还有一种就是铜与氧气先反应生成氧化铜，接着硝酸再与氧化铜反应生成硝酸铜。当然，通过比较可以知道哪种方法更合理、更经济、更符合化学反应绿色化的特点。

对于实验中涉及的许多化学反应，我们只要对其实验方法、实验内容和实验原料做认真的分析与研究，就会找到既对环境和人类健康没有危害又经济化、合理化、绿色化的化学反应。

同时，无论是在实验室还是在生活中，总是会产生很多的废弃物，所以，对废弃物的回收和重复利用也要引起重视。如果对被随意的丢弃的废旧电池中的化学物质不回收利用就会对生活环境造成污染[14]。当然，在实验中也会产生诸如二氧化硫、氮氧化物及重金属等一系列的物质，或者是遇到毒性非常大但又必须做的实验，我们就应该对其给予回收利用或是改进删除，减少其对环境造成污染，危害人类健康。总之，无论是在实验还是在生活中，我们都应尽可能地在得到预期结果的同时，又达到绿色化的效果。

4　三废的处理

生活中本就有着很多对环境和人类不健康的物质存在，如果再对实验中可能产生的废弃物不做妥善处理的话，生活就不再是绿色而是灰色了。因此在化学实验过程中要坚决杜绝废弃物的随意排放乱丢现象，充分利用绿色化学从源头上消除污染，实现零排放的原则，对实验的内容和方法进一步完善，对在实验中产生的不健康物质建立起先进行修复后排放的绿色化学概念，以至于在做实验时实现绿色化目标。

实验中要使产生的废气得到净化，可以根据其性质和数量采取一些方法如吸收法、燃烧法等进行处理[16]。这既减少了其对实验人员的危害，又避免了使用通风橱、换气扇等方法处理废气而对环境造成的污染。所以，可以换种途径，如安放一套“三废”的综合处理设备在无机化学实验室去探寻绿色化学实验的应用[17]。即分类收集、预先处理、循环使用，使其真正实现废弃物的零排放，也是遵从了绿色化学理念。

5　加大力度推行多媒体教学在无机化学实验中的应用

选择采用多媒体教学技术实施绿色化的实验教学的理由如下[18]：

(1) 对那些毒性强、试剂药品用量多、对环境严重污染且不易控制、成本大的化学实验可以采用多媒体教学技术进行模拟实验，既降低了难度和实验成本及风险，又能达到学习实验的目的；

(2) 同时教师也可以采用多媒体教学对一些在实验室中难以完成的或不能够完成的实验进行模拟实验，这样不仅能够加深学生们对理论知识的了解和记忆，还防止了学生因多次操作失误导致的实验失败而浪费试剂，同时也减少学生的挫败感，增加对实验的兴趣；

(3) 采用多媒体教学技术制作模拟实验课件，在此过程中，避免了有可能产生的对环境和人体不健康的污染物质的出现，还将绿色化学理念贯穿于实践生活中。由此可见，采用多媒体辅助实验教学，不仅可以提高教学质量，而且又实现了实验的绿色化。

6　结　语

遵从绿色化学的理念从源头上阻止污染的思想，提高实验室的绿色化管理，积极开展化学反应的绿色化和减少实验室的三废排放等，对将其绿色化理念落实到无机化学教学过程中的研究与应用势不可挡[20]。同时，将绿色化学的理念实施在实验中，可以增强学生在环境保护意识方面一定的责任感。总之，就是要在绿色化学理念指导下对无机化学实验室进行污染预防全程控制[21]。

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[21]林勇,李军,王敏.无机化学实验教学中构建绿色化学思维的探索与实践[J].科学咨询(科技·管理),2012(13):131-132.

Application and Research on the Concept of Green Chemistry in Inorganic Chemistry Experiment

LIUPin-zhen1,2，LIHong-mei2，CHENGZhi-fei2，JIAYa-qi2，YANGZhen2，WUDi2

(1 School of Chemistry and Chemical Engineering, Qiannan Normal University for Nationalities,Guizhou Duyun 558000； 2 Key Laboratory of Mountain Area and Protection of EcologicalEnvironment of Guizhou Province, Guizhou Normal University, Guizhou Guiyang 550000, China)

Green chemistry is environmentally friendly chemistry. The implementation of green chemistry in Inorganic Chemistry experiments can not only reduce the use of reagents, the discharge of environmental pollutants, reduce the degree of environmental pollution, but also cultivate students to establish a strong sense of environmental protection. Followed the guidance of the concept of green chemistry, content and method of Inorganic Chemistry experiment and the processing of waste and other issues were discussed and optimized, combining with modern teaching methods applied in experimental teaching, realizing the real meaning of green inorganic chemistry experiment. Enhancing the students’ consciousness of green chemistry, achieving the friendly development of people and the environment is urgently needed.

green chemistry; Inorganic Chemistry experiment; application; research

刘品祯(1986-)，男，助理实验师，硕士研究生在读，从事化学实验教学及研究。

吴迪 (1977-), 男，副教授，主要研究方向:环境分析化学。

G642.0

B

1001-9677(2016)012-0226-03