有機化學實驗的綠色化、微量化研究

宮竹云，高越欣，楊大偉

摘要：有機化學實驗是輕化工類專業(yè)學生學習的基礎實驗課程之一，每年所產生的“三廢”是一個天文數(shù)字，有機化學實驗的綠色化、微量化是環(huán)境保護的大勢所趨。

關鍵詞：有機化學實驗；三廢；綠色化；微量化

中圖分類號：O6-3 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）46-0243-02

有機化學實驗是理工類高等院?；?、材料、紡織、生物、食品相關專業(yè)的重要基礎實驗課程之一。有機化學實驗使用的藥品大多帶有毒性，我院做有機化學實驗每年的班級數(shù)大約在30～40個，每個班按照30人算，每人每次實驗用量按照30g算，那么每年每個實驗藥品的用量將在27～36kg之間，所有實驗都加到一起所產生的“三廢”，簡直是一個天文數(shù)字，對環(huán)境的污染不可估量。因此，如何使有機化學實驗綠色化、微量化是目前急需解決的問題，是環(huán)境保護的大勢所趨。

一、有機化學實驗的綠色化

1.實驗教材的綠色化。要想從源頭上降低有機化學實驗藥品對環(huán)境的污染，那么就必須編制出對環(huán)境污染相對較小的實驗，只有學生使用的實驗教材綠色化[1]，才能從根本上解決實驗對環(huán)境造成的污染問題。

傳統(tǒng)實驗教材中，有的實驗含有Pb2+或CrO42+等重金屬。我校自2010年出版了新編的《基礎化學實驗》[2]教材，對有機化學實驗進行了重大改革，藥品中含有重金屬的實驗均已被污染較小、更貼近生活的實驗所代替，例如：從茶葉中提取咖啡因，從菠菜中提取葉綠色等實驗。

2.提前進行預習實驗，減少藥品的浪費。有機化學實驗，實驗過程很長，如果不在做實驗之前進行預習，那么實驗出錯率是很高的。從前，學生主要是通過實驗教材來進行預習。隨著多媒體教學手段的引入[3]，實驗教師購買了虛擬實驗軟件，學生只要先預習一下實驗教材當中的實驗內容，然后在網上進行虛擬實驗操作，就能基本掌握即將要做的實驗的全部過程。這讓學生既透徹地預習了實驗，又像實際操作一樣，溫習了一遍實驗過程。等真正開始做實驗的時候，就可以起到事半功倍的效果。學生做虛擬實驗有如下優(yōu)點：首先，降低了學生在實際實驗操作過程中出現(xiàn)的錯誤；其次，減少了做實驗時對實驗藥品的無謂消耗；最后，降低了對環(huán)境的污染，可謂一舉多得。

3.實驗過程中的綠色化。（1）引入多媒體進行輔助教學。傳統(tǒng)的化學實驗教學，指導教師在實驗開始前只采用板書對實驗進行講解，既枯燥又不利于學生的理解。隨著計算機技術的不斷進步，現(xiàn)代有機化學實驗采用多媒體進行實驗授課。實驗教師利用動畫技術，生動地描述了整個實驗的操作過程，加深了學生的直觀認識（見圖1）。采用多媒體和實際操作相結合的教學方法，降低了學生實驗操作的出錯率，大大提高了學生的學習積極性。（2）實驗設備精密化，降低實驗誤差和危險。實驗儀器精密度提高，不僅可以降低由于儀器造成的實驗誤差，還能夠提高目標產物的收率，從而避免由于實驗數(shù)據(jù)不理想需重做實驗，而造成藥品的浪費，以及對環(huán)境的又一次污染。隨著科技的進步，電子天平的精確度也在不斷提高，我校購買用于有機化學實驗的電子天平，一般精確到小數(shù)點后三位到后四位，且有專門用于稱量的地方，每次用完電子天平也都有專人進行打掃，避免由于儀器不準而造成的稱量誤差。

傳統(tǒng)有機化學實驗，用酒精燈進行加熱，容易引起火災或者是爆炸。隨著科技的進步，酒精燈被電加熱套所取代。我校學生現(xiàn)在進行有機化學實驗均采用電加熱套，避免了明火實驗帶來的危險。

4.實驗產物處理綠色化。我校輕化工類的學生每一屆要做9個有機化學實驗，實驗內容見表1。其中有7個實驗的產物都或多或少帶有一些毒性，由于班級多，人數(shù)多，這些在實驗過程中產生的有毒“三廢”該如何處理，是必須要解決的問題。

首先，所有的有機實驗盡量都在有通風櫥的實驗室當中進行，如果不能保證每臺實驗裝置都設置在通風櫥內，那么在做實驗的過程中必須保證開門開窗，保持通風良好。其次，對于實驗產物統(tǒng)一放置在固定的廢物回收瓶當中，然后由專門的部門進行回收。最后，讓學生養(yǎng)成環(huán)保意識[3]，藥品不要隨便往水池里面傾倒，要統(tǒng)一放到廢液瓶當中。能用多少藥品就稱取多少藥品，不將多余的藥品放在實驗臺或者是玻璃容器當中。

二、有機化學實驗的微量化

常量有機化學實驗所產生的“三廢”每年都有很多，隨著環(huán)保意識的增強，如何減少“三廢”的產生，將是大家不得不重視的問題。因此，有機化學實驗微量化將是未來的發(fā)展趨勢。我校已經有幾個有機化學實驗采用了微量化，如乙酰苯胺的制備等。由于資金、實驗條件等原因，我校還未將所有有機化學實驗改成微量化。目前，正處于儀器、設備使用的探索期，但有機化學實驗均采用微量化指日可待。

隨著科技的進步，人類文明的發(fā)展，解決有機化學實驗對環(huán)境造成的污染，已經是迫在眉睫的問題。有機化學實驗的綠色化、微量化是未來高校有機化學課程內容設置的發(fā)展方向，也是環(huán)境保護的必然趨勢。

參考文獻：

[1]張勃.高?；A化學實驗綠色化教學與實踐探索[J].新西部：理論版，2016，（19）：134-135.

[2]翟濱，王巖.基礎化學實驗[M].北京：化學工業(yè)出版社，2010.

[3]鄭永軍，牛永生，侯紹剛.應用型本科高校有機化學開放實驗教學綠色化探索[J].廣州化工，2016，44（22）：193-194.