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高職有機化學(xué)實驗綠色化的實踐與探討
（作者未知） 2010/10/31
摘要：在開設(shè)《有機化學(xué)》的高職相關(guān)專業(yè)中，通過精選實驗內(nèi)容、改進實驗方案、采用連續(xù)性實驗和多媒體技術(shù)進行有機化學(xué)實驗，減少實驗對環(huán)境的污染，可逐步實現(xiàn)有機化學(xué)實驗的綠色化。
關(guān)鍵詞：有機化學(xué)實驗；綠色化學(xué)；綠色化實驗
《有機化學(xué)》是高職環(huán)境治理、工業(yè)分析、石油化工、生物制藥、醫(yī)學(xué)類等專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，有機化學(xué)實驗是不可缺少的重要組成部分。通過實驗，學(xué)生能更好地理解理論教學(xué)的內(nèi)容，學(xué)會在實驗室里合成、分離、提純有機物的方法和操作技術(shù)，培養(yǎng)自身良好的實驗習慣，科學(xué)、嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度以及觀察問題、分析問題和解決問題的能力。而有機化學(xué)實驗中所使用的試劑大多數(shù)會危害人體健康和污染環(huán)境，有些試劑甚至有劇毒。如何保證有機化學(xué)實驗課程既能正常開設(shè)，又將其危害和污染降低到最低限度，是擺在廣大化學(xué)教育工作者面前長期而又艱巨的任務(wù)。為此，在有機化學(xué)實驗中，筆者對開展綠色化學(xué)實驗和實施綠色化學(xué)教學(xué)進行了一些探索與嘗試。
在實驗教學(xué)中實施綠色化學(xué)教學(xué)綠色化學(xué)起源于有機化學(xué)，是有機合成化學(xué)家提出的，它的內(nèi)容與有機化學(xué)學(xué)科密切相關(guān)。有機化學(xué)實驗中客觀存在著許多有害的廢棄物，在實驗室通風、排污等硬件設(shè)施較差的情況下，不僅威脅人體健康，而且直接排放會嚴重污染環(huán)境。特別是近年來學(xué)校辦學(xué)規(guī)模不斷擴大，實驗排廢量也同步增長，有機化學(xué)實驗教學(xué)綠色化不得不提到議事日程上來。應(yīng)采用適合實驗室的廢棄物處理措施，將有機化學(xué)實驗對環(huán)境的污染降至最低限度。在實驗教學(xué)的全過程中，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生建立對環(huán)境保護和人類可持續(xù)發(fā)展的高度責任心，使綠色化學(xué)理念滲透到實驗教學(xué)的過程中。例如，在實驗過程中，學(xué)生不小心打碎了溫度計，溫度計里面的汞灑到實驗臺上。這時，應(yīng)該用滴管收集大部分汞并回收到密閉的容器中，對于散落在地上及部分難以收集起來的汞應(yīng)撒上適量的硫黃粉進行處理，使之生成毒性小的硫化汞然后清除。又如酚類、苯胺類物質(zhì)，在驗證其性質(zhì)后，應(yīng)將廢液集中與漂白粉混合煮沸后再處理，這樣可使酚類、苯胺類物質(zhì)的毒性降低至幾乎為零，大大減少對環(huán)境的污染。通過對有機化學(xué)實驗廢棄物的基本處理實踐，可使學(xué)生掌握綠色化學(xué)知識，形成強烈的環(huán)保意識。
精選實驗內(nèi)容，體現(xiàn)綠色化學(xué)的教育思想選擇有機化學(xué)實驗教學(xué)內(nèi)容時，應(yīng)根據(jù)高職的教學(xué)目標，本著體現(xiàn)綠色化學(xué)教育的指導(dǎo)思想，精選實驗項目，突出實驗技能培養(yǎng)。根據(jù)現(xiàn)行教材保留符合或基本符合綠色化學(xué)要求的實驗，如基本操作實驗中熔點的測定、蒸餾和沸點的測定、重結(jié)晶提純法；性質(zhì)實驗中的碳水化合物、氨基酸和蛋白質(zhì)；制備實驗中的從茶葉中提取咖啡因等。在一些重要的合成反應(yīng)中選擇污染少、廢物易處理的制備項目開展實驗教學(xué)，對有毒氣排放的實驗應(yīng)予以刪除。盡可能少用或不用有毒性的試劑。在實驗教學(xué)內(nèi)容的安排上不僅要滿足培養(yǎng)學(xué)生實驗技能的需要，同時也要體現(xiàn)綠色化學(xué)的教育思想。
改進實驗方案，控制藥品用量有機化學(xué)實驗室承擔的教學(xué)任務(wù)重，消耗化學(xué)試劑多。近幾年，我們在逐步實施常量、微量與半微量相結(jié)合的實驗方案，不僅體現(xiàn)綠色化學(xué)的教育思想，同時廢棄物處理相對容易。例如，在性質(zhì)實驗中，醛、酮與2，4-二硝基苯肼試劑的反應(yīng)，由于該試劑的毒性很大，實驗就改為在點滴板上進行。于孔穴中滴入兩滴試劑，再依次滴入醛、酮試樣各1滴，現(xiàn)象與常量實驗現(xiàn)象基本一致，而試劑用量大大減少，污染程度大大降低。類似的性質(zhì)實驗均可采用此法，不僅減少了廢棄物的處理量，降低了對環(huán)境的污染，而且可使學(xué)生在化學(xué)實驗中樹立環(huán)保意識。又如在1-溴丁烷的制備實驗中，試劑用量為常規(guī)用量的十分之一，實驗時間縮短了五分之一，且可以得到較好的實驗效果。再如，在乙酸乙酯的制備中，我們改進了催化劑�，F(xiàn)用教材是用濃硫酸作催化劑，但濃硫酸具有強氧化性、強吸水性、低選擇性，造成反應(yīng)物氧化、碳化，產(chǎn)品質(zhì)量不高、產(chǎn)率低，產(chǎn)生的廢氣、廢水多，污染環(huán)境，且實際生產(chǎn)中對設(shè)備腐蝕嚴重。我們參照目前關(guān)于酯化反應(yīng)的研究成果，用固體超強酸（SiO2／SO42-）代替濃硫酸，即用1.2gSiO2／SO42-代替教材中的3.0ml濃硫酸，其余步驟仍按教材進行，試劑回收率可由使用濃硫酸時的48％提高到93％，并且催化劑可循環(huán)使用6次。這樣改進后的實驗安全性好，對環(huán)境無污染。
采用連續(xù)性實驗，實現(xiàn)資源利用的最大化有機化學(xué)實驗中的合成實驗，是純粹的消耗性實驗。一次實驗下來，除原料和試劑的消耗外，生成的產(chǎn)物大部分都是廢棄物，造成對環(huán)境的污染。在實驗教學(xué)中，應(yīng)把相關(guān)的單一實驗聯(lián)系起來，使其組成一個系列，使實驗的產(chǎn)品為后一步需要合成的原料完成系列制備。這種教學(xué)方法不僅能滲透綠色化學(xué)教育的思想，而且也能較好地檢驗學(xué)生的操作技能和實驗教學(xué)效果，培養(yǎng)和增強學(xué)生的環(huán)保意識。例如在基本操作中做“蒸餾”和“分餾”兩個實驗時回收的乙醇可用于“茶（未完，下一頁）
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