【論文來源】：劉二東.高校分析化學實驗綠色化的探索與實踐[J].山東化工,2015,13:118-119+121.
化學是一門重要的自然科學，自從誕生以來對人類社會的進步發揮了重要作用?？萍嫉陌l展往往是一面“雙刃劍”,即為人民帶來方便，同時也出現一些問題，化學也不例外。通過化學技術，在這個世界上創造出了很多新物質，極大的促進了社會文明的發展，但是許多化學產品也是環境污染的一個重要影響因素。在很多高校中分析化學是化學相關專業學生的必修課程，分析化學實驗作為一門化學基礎實驗，在處理樣品、分析測試過程中可能產生少量污染物質。為了達到順利開展實驗課程的目的，同時力求最大限度減少污染物排放，爭取用最少的化學試劑投入獲得最好的實驗教學效果，是該門課程教師的重要任務。綠色化學還有其他名稱，比如清潔化學，又比如環境無害化學。在當前地球生態環境日趨惡化的情形下，綠色化學是科學界為了保護和改善環境，而提出的一個目標和理念。在上化學實驗課的時候，經常會使用到一些有毒有害試劑，實驗過程中也可能產生有毒物質，做完實驗后廢棄的產物，如果沒有經過合適的處理就排放，就會污染環境。為了解決這一問題，綠色化學實驗利用化學的方法和理論，盡量減少甚至去除有害物質排放，以達到保護人類健康和生態環境的目的[1].
綠色化學最早由美國環保局提出。1984 年美國環保局提出了“廢物最小化”的理念，五年后又提出了“污染預防”的概念[3].“綠色化學”一詞第一次出現在 1990 年的美國“防止污染行動”法令中。以后美國依靠獎勵等眾多手段推廣此戰略，比如 1995 年設立了綠色化學挑戰獎。其他國家，比如日本、英國等也開始執行綠色化學計劃，綠色化學很快成為科學界一個重要研究課題。對于綠色化學來說，目標不是等環境污染了再治理，而是在環境污染之前停止這個過程，預防污染環境。推廣綠色化學戰略要注意以下幾個原則[2]: （ 1） 不用危險品，采用無毒、無害的原料； （ 2） 在盡可能的條件下減少使用量； （ 3） 進行化學反應過程中控制無污染排放的反應條件； （ 4） 生產反應出來產品應是對人類健康、生態環境友好的； （ 5） 反應具有高選擇性，減少副產品，甚至實現零排放，至少保證環境污染物零排放； （ 6） 原料物美價廉，反應方式簡單； （ 7） 盡可能達到循環使用，回收利用。綠色化學目標是從源頭防止污染，同時要求降低實驗成本，這是一個全新的觀念，改變了傳統環境保護治標不治本的手段[4].在高校分析化學實驗教學改革中，要貫徹綠色化學教育思想，要教會學生知道如何減少化學實驗污染，如何保護生態環境，增強培養社會責任感。在校級實驗改革項目資金的支持下，對我校實驗教學進行了綠色化教學的探索與實踐。在實驗改革中采用了很多嶄新的理念和方法，精選實驗內容、調整實驗組合、改進實驗方案，將分析實驗微型化，研究分析廢棄物回收利用等，以達到減少環境污染并降低實驗成本的目的[5].
1 大學分析化學實驗綠色化的必要性
綠色化學理念在我國高校中最先提出是清華大學，之后許多高校都開始著手實施綠色化學課程。開設綠色化學實驗課程，不僅減少了環境污染，還潛移默化的培養了學生正確的發展觀和環保意識。分析化學實驗教師應該將綠色化學理念貫徹整個實驗教學中。要讓學生明白，人類社會的進步不能以犧牲環境為代價。在學生實驗操作開始前，教師要教授實驗注意事項，簡單介紹方法性質、條件、社會意義，尤其要重視講述相關化學試劑的毒性和環保影響。秉承從原料選擇的綠色化入手，能從源頭阻止污染，同時也要避免實驗過程中產生污染[6].
發展綠色化學，對化學教師和學生身體健康有重要意義。在分析化學實驗教學過程中，實驗教師和學生都要長時間在實驗室中操作。如果實驗過程中釋放了有毒物質，污染了實驗室環境，必然會對師生身體健康造成影響。在目前一些高校，化學實驗室就像食堂一樣容易辨認出，因為經過時有一股怪味，不是化學系的學生也能判斷出這里是化學實驗室。長期處在這樣的空間中顯然是對身體健康不利的。全國有很多化學實驗室，在高?？蒲性核?、中學、某些工廠企業中每天都有很多實驗人員在做化學實驗，每次排放污染物量不算大，但是日積月累產生的化學污染相當嚴重。推廣綠色化學實驗，減少甚至消除污染物排放，保護人類賴以生存的自然環境是一個非常重要的問題[7].
2 大學分析化學實驗綠色化的主要途徑
2. 1 選擇環保試劑
完成一個化學實驗就要用到化學試劑，有的毒性很大，反應之后生成的物質也可能會產生有毒物質。因此，試劑選擇是首選要重視的。應該盡量選擇毒性小、污染較小的環保試劑。對于危險化學品，如易爆、易燃、腐蝕或有刺激性的，尤其是劇毒物質，在實驗中要盡可能不用或少用。比如工業廢水中揮發性酚的測定有兩種方法，一種是直接光度法，一種是萃取光度法。前一種方法直接在水中測定，而后一種方法需要用到三氯甲烷萃取后再測定。三氯甲烷是一種有毒試劑，顯然選擇前一種方法，可以避免有毒萃取劑的使用，減少環境污染。
2. 2 推廣小量和微型實驗技術
微型化學實驗指的是采用盡量少的化學試劑同時達到需要的反應結果一種新型實驗理念。微型化學實驗在近 20年來發展非常迅速，被視為化學實驗的一場革命。開展化學實驗教學目的是讓學生們通過親自操作和觀察化學現象，從而更深入地掌握化學原理。在實驗方案設計上，首先要保證實驗現象容易觀察，在此前提下，應當想辦法減少原料試劑的使用。微型化學實驗使用的玻璃儀器是微型的，其試劑用量明顯減少，比經典的常量化學實驗節約可達 90% 以上，同時還可保證實驗現象正常。這樣不僅能夠減少學生操作時間及試劑用量，還減少了相關輔料、水電費用的消耗。這樣不僅大幅降低實驗成本，還能夠減少實驗產生的廢棄物對環境的污染，加強了實驗的安全性。比如化學分析中的滴定分析屬于常量分析，為保證一定的分析準確度，滴定體積要求大于 20 mL .因此很多年以來，分析實驗中滴定玻璃儀器容量規格一般用 25 mL 移液管、50 mL 滴定管、250 mL 錐形瓶等。為了大力推廣微型實驗，我們進行了一定的儀器小量化探索。將 25mL 移液管換為 10mL,50 mL 滴定管換為 25mL,250 mL 錐形瓶換為 100 mL.操作方法基本不變，結果表明更換小容量儀器后，仍然可以保證測定結果的準確度和精密度。同時，學生使用小量儀器操作要求更加認真細致，在培養學生滴定分析基本操作技能方面具有一定優勢，更有利于培養學生細致嚴謹的科學態度和習慣。又比如性質實驗是分析化學實驗中重要部分，傳統的做法都是使用試管實驗，試劑實驗用量通常是幾毫升，如果換為點滴板操作，試劑用量會減少為幾滴，還可以保證實驗效果，減少化學污染物的排放，也是實驗綠色化的一個方法。
2. 3 合理選擇實驗項目
對于同一個分析教學實驗往往有多種分析途徑可以選擇，應當首先選擇對環境沒有污染的方法。比如經典教學實驗鐵礦石中鐵含量的測定，可以選擇的兩種方法有重鉻酸鉀法和無汞定鐵法。為了減少對環境的污染，應當選擇無汞鹽測鐵法。通過修改分析實驗教學計劃，合理調整實驗次序和項目，盡可能地做到前面實驗反應的產物或剩余試劑轉變成后面實驗的反應物或原料，這也是實現分析實驗綠色化的重要途徑。比如沉淀滴定中會使用到硝酸銀，沉淀滴定實驗做完后，剩余的硝酸銀直接丟棄，不僅浪費還會污染環境。
如果將剩余硝酸銀收集起來，作為重量法測定鋇鹽實驗中一個試劑，即節約了藥品也減少了排放。重鉻酸鉀是一種性質穩定的氧化性滴定劑，長期保存也不發生明顯變化。將重鉻酸鉀法測定鐵含量和間接碘量法實驗進行串聯。前面一個實驗滴定完成后剩余的重鉻酸鉀溶液進行了再利用，可以作為后一個實驗間接碘量法中硫代硫酸鈉標定的基準物質。
通過實踐發現，改進實驗安排串聯部分實驗以后，不僅可以明顯減少實驗廢棄物的排放，實現分析化學實驗操作過程的綠色化，而且可以加深學生對兩個實驗關系的了解。
2. 4 采用現代教學手段建立化學仿真實驗
化學仿真實驗是以三維立體模擬實驗室代替傳統的實驗室，使用計算機程序模仿傳統實物的實驗。計算機仿真化學實驗是化學實驗教學擺脫實物實驗操作的一場革命。仿真實驗室，不僅是教育技術的重要進步，而且是綠色化學保護自然資源環境的重要手段。仿真實驗不受實驗室儀器設備、實驗材料的限制，可以方便的將實驗用動畫形式展現給學生。學生可以自主選擇實驗儀器，自主拆裝等，極大的提高了學生的實驗興趣。學生可以進行無限制、多樣式的重復操作，無污染、無浪費。也可進行交互操作訓練，參與者與之進行互動，使其不但可以很好的理解實驗的運行機理，還可養成在以后的工作生活中運用現代技術的習慣。仿真實驗還可以模擬仿真違規操作，將錯誤操作產生的不良后果展示給學生，讓學生看到錯誤操作的危害，有效的加深學生對操作技術的重視，有效地防止錯誤操作的發生。對于實驗投入過高或者危險性過大的實驗，常規實驗往往很難開展，利用計算機技術進行仿真實驗則可以有效的解決這個問題，同時還保證了學生對實驗原理的理解?？傊?，計算機模擬仿真技術是現代實驗教學的一個重要工具，是實現綠色化實驗的一個重要手段。
3 結論
綠色化學是保護自然環境的化學，改革有污染排放的傳統化學實驗，研究傳統化學實驗的綠色化方法，是化學發展的必然趨勢。對于化學實驗綠色化的重要性與必要性，許多高校還不十分重視，高?；瘜W實驗教學中存在著一些問題亟待改進。高等學校應加大對學生的環保理念教育，有效的保證綠色實驗改革的順利推廣。實踐證明，在分析化學實驗教學中進行綠色化學教育，可以提高學生的實驗操作水平，可以增強學生的綜合素質。環境保護人人有責，實驗過程的綠色化保障學生在校期間環保理念的培養，在長期的熏陶下學生走入社會也能牢記保護環境的重要性。
參考文獻
[1]蔡向陽，蔡碧瓊。 綠色基礎化學實驗探析[J]. 福建化工，2004,18（ 4） : 44 - 46.
[2]趙 巖，鄔旭然，王進軍，等。 培養學生的環保意識 - 有機化學實驗綠色化教改研究[J]. 實驗技術與管理，2003,20（ 5） : 96 - 98.
[3]王元蘭，趙 芳，文瑞芝。 有機化學實驗綠色化教學的探索與實踐[J]. 中南林學院學報（ 社科版） ,2007（ 1） : 236- 237.
[4]朱清時。 綠色化學與可持續發展[J]. 中國科學院院刊，1997 （ 6） : 415 - 421.
[5]Anastas Paul T,Warner,John C. Green chemistry theoryandpractice [M]. NewYork: Oxford University Press,1998.
[6]王元蘭，譚曉燕。 農林院?；A化學教學中實施綠色化學教育的探討[J]. 中南林學院學報（ 社科版） ,2005（ 5） :186 - 188.
[7]武漢大學。 分析化學[M]. 4 版。 北京： 高等教育出版社，2001.
