(哈尔滨第六中学校 黑龙江哈尔滨 150036)
化学是一门以实验为基础的课程,从进入高中开始老师就在反复强调多种实验要求:树立安全意识,形成良好实验习惯;掌握过滤、蒸发、分离、提纯、溶解、检验、沉淀、蒸馏、萃取、气体收集、验纯等各种方法;进行大量的定量计算,结合化学反应的基本原理,加入何种试剂,使金属离子、酸根离子形成沉淀等。所有这些知识,其实都在向我们传递一个信念——绿色化学。
绿色化学又称环境友好化学,其定义为:减少或消除危险物质的使用和产生的化学品和过程的设计。绿色化学的基本理念和出发点是从源头上杜绝对环境的伤害,而不是简单地对伤害进行补救和处理,这对环境保护具有重要意义。
化学在工农业生产及日常生活的各个方面都有广泛应用,如农业种植过程中科学施肥、合理喷洒农药;工业生产中合成氨、造纸、印染、锻造、陶瓷;日常生活中我们所食用的油、盐、酱、醋等,这一系列都需要化学的合成、检验及加工工序。环境污染已经成为威胁人类生存的一大问题,在全世界范围都需要认真对待,深入贯彻绿色化学理念,不仅可以节省原材料,而且最重要的是可以有效降低环境负荷,促进人类与自然和谐同步发展。
化学的基础原理是指导工农业生产与生活的重要依据,高中阶段我们所学习的知识,不仅在高考中可以发挥作用,在以后的生产与实践中更是大有空间。所以,从高中阶段开始就需要培养绿色化学观。
高中阶段主要进行的化学知识的理论学习,因此在学习的过程中我们心中需要时刻谨记绿色化学观。化学实验的依据是通过一步或者多步化学转换去制备或者生成对应物质,因此在实验原理确定之初,我们就需要从对环境友好的角度出发去选择低污染、低毒、无害的化学原理。譬如气体的制取,能在常温下取得的,尽量不采用高温加热的方法。因为常温下物质的量更容易把握,可以在反应过程中尽可能的对材料进行循环使用,而高温下很多物质性质不稳定,可能会形成其他化合物,不利于原材料的二次使用,而且对仪器的要求也比较高。因此在进行一些制取、性质鉴定等实验之前,我们需要先从绿色化学的角度出发,全面考虑实验的可行性,再决定采取哪个实验方法。
高中阶段,我们需要操作大量化学实验,其中有的课本已经将绿色化学进行了明确表述,如在化学实验中强调实验事故的应急预案以及应急措施、特殊试剂的保存以及使用、有危害的化学实验配备专用设备、危害系数高的化学实验必须在特定的实验室中进行等。在这些操作细则都遵守的同时,还有一些实验课本上将残渣处理过程有所省略,有的同学甚至在实验做完后直接将残渣、残夜用大量清水洗涤,虽然产生的液体量并不是很大,但是也会造成一定的环境污染。因此在实验操作过程中,我们需要积极思考从绿色化学层面应该如何操作。如一些酸性溶液,我们可以加入碱性试剂,并测定PH为中性(PH值在6.5~8.5之间)后,再排放入清洗池;一些含有Cu2+、Ba2+、Zn2+等重金属的残液,可以先行成沉淀,过滤后测得PH值为中性,再行排放。
实验是化学研究的主要手段,从实验入手践行绿色化学,设计并实践用药省、污染少、可操作性强的微型实验操作,不仅学习过程中非常实用,还可以给其他同学一些启发。高中阶段的很多实验都是验证性实验,其目的是让我们对理论知识加深印象,因此在学习中,可以大家聚在一起探讨一些微型实验,一方面可以使用较少的药剂就达到实验的目的,减少污染;另一方面微型实验的操作一般都比较简便,反应过程集中,便于观察。
以氯气的性质和制备为例
传统方法实验原理:
该实验需要加热,而且药品用量也比较大,实验的装置也非常复杂。
改进后的微型实验原理:
改进后的实验不需要加热,用一个大号注射器,其中放入包裹着适量氯酸钾的脱脂棉,再通过针头向注射器中吸入少量的浓盐酸,浸没脱脂棉,反应即开始。
做为一名高中生,我们日常要接触大量的化学实验,因此从实验开始,我们就需要明确绿色化学的精神,从优化实验设计、改良实验流程、妥善处理废弃物等多个环节优化实验操作。也许我们的力量是微小的,但是绿色化学观是“不以善小而不为”环境友好意识,它可以引导我们树立科学发展观,在以后可以应用更多的化学知识,改善社会经济发展给环境带来的问题,为人类与自然的和谐相处营造一种健康的氛围。