有机化学实验绿色化设计

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  摘 要: 在有机化学实验过程中,不可避免地会产生一些废弃物,对环境造成一定污染。因此在实验中通过精选实验内容、改进实验方案、装置和实验方法,微型化的设计,降低实验成本,将污染型实验转变为环境友好型实验,避免实验对环境的污染,逐步实现有机化学实验的绿色化。有机化学实验是我校医学院中药专业的重要基础课之一。作者结合近年来我校药用有机化学开设的有机化学实验,探索有机化学实验绿色化设计的方法与途径。
  关键词: 有机化学实验 绿色化学 环境污染
  绿色化学是20世纪90年代出现的一个多学科交叉的研究领域,目的为开发可以消除或减少有害物质的使用与产生的环境无害化学技术,是从源头上防止污染的科学方法,也是使化工生产可持续发展的途径。本课题优化有机实验方案,使其绿色化。绿色有机化学实验的研究,符合环境的可持续发展,内容涉及实验方案优化选择、实验装置和步骤的设计、改进等多个过程,废物的回收和处理方面需要进行大量的实验研究和探索。
  有机化学作为一门以实验为基础的学科。因此,实验教学在化学教学中处于重要地位。实验过程中往往会产生、排放大量有毒有害物质,这些物质的产生排放给环境造成危害。环境保护与绿色化学已经引入有机化学的教材中,旨在大力培养学生的环保意识。各大高校老师认真研究实验项目中的每一个实验内容,按实验成本、试剂辅料及产物的安全性、污染性,对实验项目进行分类,尽量找出环境友好型和污染型的实验。而且在同类实验中,尽量选择环境友好型为实验项目。在选择实验的同时,通过改进实验装置、实验方法,微型化的设计,降低实验成本,将污染型实验转变为环境友好型实验。我们的目的是通过研究消除污染使每一个实验都变成绿色化试验。
  实验操作规范化,妥善处理实验废弃物,避免对环境的污染。在化学演示和学生分组实验中,存在“废气、废液、废渣”的问题,这些实际问题的处理过程是培养学生良好的环保习惯和体现绿色化学理念的良好机会。要教育学生实验后的废液、废渣尽可能回收利用,不能回收利用的废液、废渣应倒在规定的地方,以便清理,减少环境污染。
  微型化实验。推广微型化学实验,在微型化的仪器装置进行的化学实验,实验仪器小而简单,可以一物多用,有效减少污染,节约经费,降低能耗,缩短实验时间,特别是对毒性大、药品贵、耗量大、污染严重、操作复杂的实验尤为重要,现象明显。开展微型实验,用尽可能少的药品,既节省试剂、减少污染、缩短实验时间、安全、节约经费,又激发学生学习化学的兴趣,有利于师生身体健康,对增强学生的环保意识,培养学生严谨的科学态度有重要意义。
  设计绿色实验方案,改进化学实验,减少环境污染。在传统化学实验中,把实验产物直接弃置、排放,或只是简单加以处理,不但浪费本来可以利用的许多药品,更重要的是这些被弃置物中含有大量污染物,无疑会污染环境。所以尽量将产物分离和回收,既可做到节约又可减少或避免有害物质进入环境。例如:利用酸碱中和反应原理和吸附实验,对有机化学实验中产生的废液进行加工处理,再排入环境,减少对水质的污染。通过对冷凝水的循环再利用,节约水资源,水蒸气蒸馏装置的改进提高了实验效率,体现了绿色化实验的理念。结合有机化学实验的特点,提出节约资源,通过实验的优化,减少污染性物质及“三废”的排放,实验装置的改进,对有机化学实验的绿色化做进一步改进和推广。有机化学实验绿色化探究,符合环境的可持续发展,内容涉及实验方案的优化选择、实验装置和步骤的设计、改进等多个过程。通过实验,能减少酸碱和有机类污染物对环境的污染,实现节约资源的目标,提高实验效率。
  运用多媒体辅助实验教学,目前,多媒体等现代技术广泛应用于理论教学,但在实验教学中则相对落后些。利用计算机模拟仿真手段,简单的验证性实验可以让学生在计算机上模拟,综合设计型实验可先让学生在计算机上预习,再到实验室中做,这样可以有效提高实验成功率,减少试剂浪费,降低实验事故的发生率,预防污染的发生,培养学生的绿色化学意识。利用仿真实验可以增大课堂容量,自主选择实验,无需考虑环境污染问题,具有一定的教学效果。对一些危害大、污染严重而暂无替代方法,或价格昂贵而无力开设的实验,采用多媒体实验教学演示,生动、逼真的现场实验有助于学生理解、掌握实验知识,填补该类实验开设的空白,减少三废的产生。另外,计算机辅助的绿色化学实验设计,按人们的设计要求,寻找价廉物美、不浪费资源、不污染环境的最佳反应途径,这将会成为实现绿色化实验的有力工具。
  综上所述,从我做起,使每一位社会成员都树立强烈的绿色经济意识,人人爱护环境,保护环境,防止环境污染,才能创造美好的劳动生活环境,拥有充满生机的地球。要使学生树立牢固的绿色化学理念和环保意识,使他们成为自觉的“绿色化学家”,为绿色化学事业作出应有贡献。
  参考文献:
  [1]仲崇立.绿色化学导论[M].北京:化学工业出版社,2000.8.
  [2]戴树桂.环境化学[M].北京:高等教育出版社,2006.10.
  [3]曾昭琼.有机化学实验[M].北京:高等教育出版社,2000.
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