高中化学实验绿色化的实施途径研究
梅德成
化学是一门以实验为基础的自然学科,在高中化学实验教学中,教师要注重引导学生树立绿色化实验的意识.在开展实验探究时要尽量避免或减少有毒害物质的排放,从而降低和预防化学实验对环境的污染,提升学生良好的化学素养和能力.
一、规范实验基本操作,促进实验绿色化
规范的实验操作是确保实验顺利进行的前提.在高中化学实验教学中,教师要引导学生高度重视实验操作的规范化,遵循实验的基本操作原则和规程,尽量避免因操作失误而造成实验试剂、药品损失浪费和污染环境现象,促进实验绿色化.
1.明确规定实验药品用量,合理取用.
在很多化学实验中,由于对一些实验药品的用量没有给出明确的规定,而是用适量、少量等笼统限定,从而致使不少学生无法准确把握实验药品的实际用量,造成了不必要的浪费,甚至在一定程度上对环境产生了污染.所以,教师要注意将实验中的药品定量化,让学生严格按照实验规定的用量和方法取用药品.实验剩余药品不能随意乱放和丢弃,而应放到指定容器内,从而节约药品,减少环境污染.
2.规范实验操作流程,提高实验安全性.
为了确保实验成功,提高实验安全性,教师要注意引导学生严格按照实验流程操作进行实验.在开展实验前,要讲清实验操作过程、原理以及注意事项,指导学生弄清实验仪器的性能,检查实验仪器是否完整,实验装置是否正确稳妥.实验中要遵从操作规程,不能用手接触药品,也不能用鼻子直接闻药品;洗涤仪器时,要先注入少量水,振蕩倒掉,冲洗外壁;往容量瓶、漏斗中倾注液体时,要注意用玻璃棒引流;等等.实验完成后,水、电、煤气、酒精灯要立即关掉,并将仪器摆放整齐.
二、加强化学实验改进,实现实验绿色化
高中化学涉及有毒、有害物质的实验较多,这就要求教师注意加强实验改进,尽可能避免和使用有毒物质,达到保护环境、控制污染、确保安全的目的.
1.注意实验试剂的改进.
实验试剂是化学实验必不可少的物品,化学实验中所选用的某些试剂对环境有一定的污染.因此,教师要注意改进实验试剂,尽可能选用污染小、无毒害的物品,以减少耗材和污染.比如,在进行碘单质的检验实验时,不妨用淀粉替代有毒害的四氯化碳.
2.注意实验装置的改进.
当前,不少化学实验都是在敞开式或半封闭式的实验装置中进行的,因而容易使气体向外逸散,污染实验环境,危害师生身体健康.所以,在高中化学实验教学中,教师要注意改进实验装置,变敞开式或半封闭式实验为全封闭式实验,从而确保实验绿色化.例如钠与水的反应,尽管实验方法多样,但都无法有效控制反应速率,因而在某种程度上存在安全隐患.于是,我便对该化学实验装置进行了改进,将金属钠置于隔绝空气的条件下与水发生反应,并借助煤油控制反应速率,实验装置图如图所示.在实验中,可以看到金属钠变小,且在水层、煤油层上下浮动(钠密度小于水,大于煤油);大试管中水层变成红色(生成碱溶液);长颈漏斗液面呈上升趋势(有气体产生);燃烧完全后火焰稳定,并呈淡蓝色(生成气体为氢气).该实验操作简单,安全性高,实验现象直观明显且对环境污染小.
三、开发微型化学实验,增强实验绿色化
微型化实验,是一种以尽可能少的试剂和仪器获取实验效果的实验方式.它体现了绿色化思想,具有降低实验成本、实验现象明显、操作简便、安全节约、污染小等特点.在高中化学实验教学中,教师要注意开发和利用微型化实验,优化实验效果,减小污染,提高学生实践探究、动手操作能力.
比如,在“二氧化硫性质”的探究实验中,我利用培养皿进行了二氧化硫性质的探究.首先我将培养皿置于一张白纸上,往培养皿中加入绿豆粒大小的Na2SO3固体,然后向Na2SO3固体上滴加几滴浓硫酸溶液,再分别向周围滴入一些紫色石蕊试液、品红溶液、高锰酸钾溶液、氢氧化钠溶液,然后立即盖好培养皿.此时可以直观清晰地观察到培养皿中各种溶液颜色变化,实验现象明显.这样的微型实验不仅可以降低实验成本,还可以提高实验效果,减少实验污染.
总之,在平时化学教学中,教师要灵活渗透绿色化学理念,注意规范实验基本操作,加强化学实验改进,大力推行微型化实验,从而实现化学实验绿色化,促进学生可持续发展观念的形成,全面提升学生的科学素质.