(哈爾濱第六中學(xué)校 黑龍江哈爾濱 150036)
化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的課程,從進(jìn)入高中開始老師就在反復(fù)強調(diào)多種實驗要求:樹立安全意識,形成良好實驗習(xí)慣;掌握過濾、蒸發(fā)、分離、提純、溶解、檢驗、沉淀、蒸餾、萃取、氣體收集、驗純等各種方法;進(jìn)行大量的定量計算,結(jié)合化學(xué)反應(yīng)的基本原理,加入何種試劑,使金屬離子、酸根離子形成沉淀等。所有這些知識,其實都在向我們傳遞一個信念——綠色化學(xué)。
綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué),其定義為:減少或消除危險物質(zhì)的使用和產(chǎn)生的化學(xué)品和過程的設(shè)計。綠色化學(xué)的基本理念和出發(fā)點是從源頭上杜絕對環(huán)境的傷害,而不是簡單地對傷害進(jìn)行補救和處理,這對環(huán)境保護(hù)具有重要意義。
化學(xué)在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及日常生活的各個方面都有廣泛應(yīng)用,如農(nóng)業(yè)種植過程中科學(xué)施肥、合理噴灑農(nóng)藥;工業(yè)生產(chǎn)中合成氨、造紙、印染、鍛造、陶瓷;日常生活中我們所食用的油、鹽、醬、醋等,這一系列都需要化學(xué)的合成、檢驗及加工工序。環(huán)境污染已經(jīng)成為威脅人類生存的一大問題,在全世界范圍都需要認(rèn)真對待,深入貫徹綠色化學(xué)理念,不僅可以節(jié)省原材料,而且最重要的是可以有效降低環(huán)境負(fù)荷,促進(jìn)人類與自然和諧同步發(fā)展。
化學(xué)的基礎(chǔ)原理是指導(dǎo)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與生活的重要依據(jù),高中階段我們所學(xué)習(xí)的知識,不僅在高考中可以發(fā)揮作用,在以后的生產(chǎn)與實踐中更是大有空間。所以,從高中階段開始就需要培養(yǎng)綠色化學(xué)觀。
高中階段主要進(jìn)行的化學(xué)知識的理論學(xué)習(xí),因此在學(xué)習(xí)的過程中我們心中需要時刻謹(jǐn)記綠色化學(xué)觀?;瘜W(xué)實驗的依據(jù)是通過一步或者多步化學(xué)轉(zhuǎn)換去制備或者生成對應(yīng)物質(zhì),因此在實驗原理確定之初,我們就需要從對環(huán)境友好的角度出發(fā)去選擇低污染、低毒、無害的化學(xué)原理。譬如氣體的制取,能在常溫下取得的,盡量不采用高溫加熱的方法。因為常溫下物質(zhì)的量更容易把握,可以在反應(yīng)過程中盡可能的對材料進(jìn)行循環(huán)使用,而高溫下很多物質(zhì)性質(zhì)不穩(wěn)定,可能會形成其他化合物,不利于原材料的二次使用,而且對儀器的要求也比較高。因此在進(jìn)行一些制取、性質(zhì)鑒定等實驗之前,我們需要先從綠色化學(xué)的角度出發(fā),全面考慮實驗的可行性,再決定采取哪個實驗方法。
高中階段,我們需要操作大量化學(xué)實驗,其中有的課本已經(jīng)將綠色化學(xué)進(jìn)行了明確表述,如在化學(xué)實驗中強調(diào)實驗事故的應(yīng)急預(yù)案以及應(yīng)急措施、特殊試劑的保存以及使用、有危害的化學(xué)實驗配備專用設(shè)備、危害系數(shù)高的化學(xué)實驗必須在特定的實驗室中進(jìn)行等。在這些操作細(xì)則都遵守的同時,還有一些實驗課本上將殘渣處理過程有所省略,有的同學(xué)甚至在實驗做完后直接將殘渣、殘夜用大量清水洗滌,雖然產(chǎn)生的液體量并不是很大,但是也會造成一定的環(huán)境污染。因此在實驗操作過程中,我們需要積極思考從綠色化學(xué)層面應(yīng)該如何操作。如一些酸性溶液,我們可以加入堿性試劑,并測定PH為中性(PH值在6.5~8.5之間)后,再排放入清洗池;一些含有Cu2+、Ba2+、Zn2+等重金屬的殘液,可以先行成沉淀,過濾后測得PH值為中性,再行排放。
實驗是化學(xué)研究的主要手段,從實驗入手踐行綠色化學(xué),設(shè)計并實踐用藥省、污染少、可操作性強的微型實驗操作,不僅學(xué)習(xí)過程中非常實用,還可以給其他同學(xué)一些啟發(fā)。高中階段的很多實驗都是驗證性實驗,其目的是讓我們對理論知識加深印象,因此在學(xué)習(xí)中,可以大家聚在一起探討一些微型實驗,一方面可以使用較少的藥劑就達(dá)到實驗的目的,減少污染;另一方面微型實驗的操作一般都比較簡便,反應(yīng)過程集中,便于觀察。
以氯氣的性質(zhì)和制備為例
傳統(tǒng)方法實驗原理:
該實驗需要加熱,而且藥品用量也比較大,實驗的裝置也非常復(fù)雜。
改進(jìn)后的微型實驗原理:
改進(jìn)后的實驗不需要加熱,用一個大號注射器,其中放入包裹著適量氯酸鉀的脫脂棉,再通過針頭向注射器中吸入少量的濃鹽酸,浸沒脫脂棉,反應(yīng)即開始。
做為一名高中生,我們?nèi)粘R佑|大量的化學(xué)實驗,因此從實驗開始,我們就需要明確綠色化學(xué)的精神,從優(yōu)化實驗設(shè)計、改良實驗流程、妥善處理廢棄物等多個環(huán)節(jié)優(yōu)化實驗操作。也許我們的力量是微小的,但是綠色化學(xué)觀是“不以善小而不為”環(huán)境友好意識,它可以引導(dǎo)我們樹立科學(xué)發(fā)展觀,在以后可以應(yīng)用更多的化學(xué)知識,改善社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展給環(huán)境帶來的問題,為人類與自然的和諧相處營造一種健康的氛圍。