物理化学实验教学中绿色化学的渗透
科技进步使人享受生活,却造成环境严重破坏,学生做化学实验也污染环境。必须全面宣传环保思想。教师应重视教学中的环保环节,向学生灌输绿色化学知识开元棋官方正版下载,增强他们的环保观念。物理化学实验环节里,我们多方位推行绿色化学思想,并逐步将其融入教学活动,借此提升学生对于环境保护的认知水平。
关键词:物理化学实验;绿色化学;环境保护
现代科技引领人类步入崭新纪元,工业合成产品逐渐充实日常物件,持续改善生存状态,我们周遭遍布人工合成物。然而,工业合成在赋予福祉的同时,也衍生出严峻挑战——工业合成引发的环境破坏:大气污染、水体污染、放射性污染、难降解塑料污染等,这些现象正危及人类存续,故而环境维护迫在眉睫。绿色化学亦称环境和谐化学,由美国环保局于1991年首创,其核心在于生产及运用化学制品时,要充分运用原料,减少废弃物,并且不用有毒或危险的化学品。它的目的是借助先进的科学技术手段,从根本上降低甚至清除在化学品的研发、生产及使用等环节中出现的有害成分,让整个化学制品及其制造流程对自然环境更为友好。文明进程持续加速,自然环境承受着加剧的破坏,我们每个人必须竭尽所能,引导所有学子从细微处着手,这既是培养良好行为规范的途径,也是保障未来可持续进步的基础,更是对自身生命安全健康的维护。高校实验项目多,所需试剂种类丰富,不少关键实验会用到有毒物质,为此,必须将绿色化学理念融入实际实验教学,强化学生的环境保护观念,这样才能最大限度地降低污染产生[2-3]。在物理化学实验里,针对药学等专业的学生,我们采用多种方式推广绿色化学思想,增强其低碳环保观念,促使学生自然而然地接受绿色教育,以此减少对环境的破坏。
1进行绿色化学教育的措施
1.1规范实验流程操作教育
化学实验的每一个环节,从前期准备到最终结束,都离不开化学试剂的使用,学生们若不能自觉遵守相关准则,比如胡乱倾倒药品或处理废弃物,又或者回收分类时态度马虎,都会给后续的处置工作带来麻烦,所以说,在整个实验期间,老师必须加强对于实验室守则和操作规范的指导,这对学生来说十分关键。学生进行实验时,许多操作环节不够规范,比如仪器清洗和清洁方面,学生常常会使用过量溶液或清水,导致化学试剂和水资源被大量消耗,这些被排入下水道后,会污染水体资源。所以,每项实验启动之际,老师必须向学生明确标准执行步骤,以及适宜的药剂取用量,借此既可端正学生的实验实践态度,又可提升实验成效的真实度,还能塑造学生端正的实验作风。
1.2合理改变实验条件,减少药品排放
微型实验以仪器装置小型化、试剂用量微少为核心特征,旨在通过极少量试剂获取必要化学数据,是一种实验方法与技巧[4]。依据本校物理化学实验室的经费支持,我们针对部分实验实施了微量化的调整。电导测定实验是针对0.1mol/L和0.01mol/L两种醋酸溶液进行的,目的是测量其电导率,以往实验常选用50mL的小烧杯,学生清洗烧杯和电极时往往消耗大量溶液,但本次实验仅需少量溶液浸没电极即可完成测定,过量溶液造成资源浪费,依据绿色化学原则,我们改用容积更小的烧杯,这样既能保证实验效果,又能避免学生对实验药品的过度消耗。溶解热测定实验时,取适量硝酸钾或氯化钾,配以300毫升水开展实验,所用溶液与试剂体积偏大。实验所用的测温工具是数字型贝克曼温度计,这种温度计的准确度超过常规的水银温度计,只需将感应探头尖端置入溶液内,便可以测量温度,不必让整个感应探头都泡在待测液体中,我们调整了实验药品的配比,降低了水的用量,并且确保了实验的顺利开展。
1.3进行药品的回收利用
化学实验过程中产生的废料若不经处理便直接排放,将会对大气、水体、土壤等环境要素带来极为恶劣的影响。对于这些废料的处置,我们应当力求物尽其用、转害为利,采取多样化的处理途径。固-液吸附实验旨在探究一定数量活性炭对不同浓度溶液里醋酸分子的吸附效能,然而在此类实验结束后,多数人会将使用过的活性炭随意弃置在垃圾箱中,或是倾倒入排水管道,从而引发污染问题。活性炭本身含有多种用途,它能够依靠强大的物理吸附以及化学吸附效果,经常被应用在水的净化、色彩的去除、液体和气体的过滤提纯等方面。这种材料可以重复利用,当它吸附到某个饱和程度后,就会停止继续吸附,此时只需要通过再次活化处理,就能重新恢复它的吸附能力。本实验里,溶液里醋酸含量不高,吸附之后将活性炭过滤,用水清洗,接着高温干燥,就能再次利用或者当作实验用的干燥材料。
1.4进行实验药品的循环使用设计
化学实验过程中排出的各种废气、废液等会对自然环境造成危害,伴随高校招生人数的增加,化学药品的消耗量和实验室废弃物的排放量也随之提升,提升学生的绿色化学理念,对于我们环境保护工作极为关键。针对不同的实验性质,部分实验所用的药品具备再次利用的条件。在最大泡压法测定溶液表面张力的实验里,我们目前的学生操作流程是,实验室老师预先配制好多种浓度的乙醇溶液,然后由学生分别取用并开展实验,每完成一个样品的测量后,就将剩余的测定液直接排入下水道,这种做法其实造成了显著的药品损耗,事实上,这些已经使用过的不同浓度的乙醇溶液完全可以再次利用。若将每组学生实验后所得乙醇溶液收集起来,依据不同浓度分装至各专用容器内,后续实验参与者便可利用这些溶液清洗毛细管与测定管,如此药品得以循环利用,从而降低资源损耗。进行两组分气-液体系相图绘制实验时,要测量环己烷-乙醇体系不同配方的沸点,若各小组每次实验后的试剂都倒入废液桶,将导致废液处理开销增大,同时加剧水体污染和水资源消耗。我们选用实验室老师提前配好的环己烷-乙醇混合物,学生实验时直接从瓶中取用进行检测,测完一个样品后倒回原瓶供下次使用,因为这个体系不含水,所以不会发生检测物被污染的情况,从而直接降低了废液的产生和药品的消耗,减轻了环境负担。测定化学平衡常数时,反应体系的水相成分包括碘化钾、碘以及三碘化钾等物质,鉴于水与四氯化碳无法混溶,实验中的四氯化碳相仅含有碘分子,根据实验观察,能够将四氯化碳相溶液进行回收并重复使用,通过调整其浓度,当其他小组开展该实验时,可以利用回收的四氯化碳相溶液来配置不同实验体系所需分液,进而降低四氯化碳溶液的浪费。
1.5学生回收废液的实验设计
学生操作时,常常会消耗许多试剂,导致环境污染,为此,我们在教学过程中,要提醒学生节省试剂,控制用量,减轻对水体及环境的危害。然而,口头指导难以让学生真正理解,必须让他们亲身实践,才能获得深刻的体会。鼓励学子在事先研读实验材料时,琢磨怎样降低废弃物的产生和试剂的消耗,把每个实验的开端都变成需要思索的问题。在检测化学平衡常数时,需要引导学生思考四氯化碳废液如何处理,学生可依据个人理解,将处理方法记录在实验文档里,尽管这一环节看似不重要,却能起到防止资源浪费的提醒作用kaiyun.ccm,还能推动学生在实验操作中关注药品的恰当使用。引导学生自行构思化学物质周转再造方案,有助于增强学生的独立能力,并且能让勤俭环保思想及降低污染的意识扎根学生心中,激发其深层的环境维护认知。
2结语
《21世纪议程》里清楚说明:教育是推动可持续进步,和增强人们处理环境与发展难题本领的核心。可持续进步的核心是维护生态平衡,而环境维护的总体布局,环境教导是根本[5]。实验时,一个细小的环节调整,也许就能减轻环境承受的污染负担。当前环境状况不断恶化kaiyun全站app登录入口,各位教育工作者在传授专业知识时,必须同步加强环境维护观念的培养,将绿色化学思想传递给学生,促使环境保护逐渐转变为一种基本品质。