蒲艳玲

（兰州交通大学化学与生物工程学院，甘肃兰州 730070）

化工实验改革与绿色化学理念应用实践分析

蒲艳玲

（兰州交通大学化学与生物工程学院，甘肃兰州 730070）

生存环境的不断恶化，使人们充分认识到环境保护的重要性，也正因如此人类开始从生活方式以及生产方式入手，实施了相应的环境保护措施，“绿色化学”理念也是在这种背景下应运而生。由于化工实验会存在着一定的污染源，为了响应环保的号召，化学工程技术实验课程开始尝试运用绿色化学理念，对化工实验方式进行改革。通过对绿色化学以及化工改革必要性的介绍，探索出绿色化学理念下，化工实验改革的正确开展方式。

必要性；化工实验；绿色化学；仿真实验

化工实验是专业学生掌握理论知识、提高自身实践能力的有效途径。因此各院校一直极为重视化工实验的开展。但由于化工实验较为特殊，在实验过程中会产生一定量的污染物以及废弃物，会对环境造成一定程度的污染。为了减少化工实验对环境的污染，实现绿色化学理念的化工实验，各学校都对自身的化工实验进行了创新。为了确保化工实验改革的顺利进行，我们首先要对“绿色化学”这一理念进行全面的认识。

1 “绿色化学”

“绿色化学”这一概念是由美国化学会首先提出的，是指在使用以及制造化学产品时，应对可再生原料进行合理的运用，来对化学实验中可能产生的有毒试剂与溶剂进行有效的规避，并降低实验废物的产生[1]。该概念发展至今，其定义也发生了一定的变化，现代的“绿色化学”更多指的是能够对环境进行保护的化学。倡导人们在对化学技术使用的过程中，要通过主动的手段，来对有害物质的排放量进行有效的控制，并要对资源与能源进行合理的利用，避免浪费。

化学源于生活，与人们的衣食住行有着极为密切的练习，对于人类的经济以及生存而言都有着十分重要的意义。且化学这门学科蕴含的内容极广，哲学以及自然学科等知识点都有所涉及，是人类发展不可或缺的内容。但化学像是一把双刃剑，在为人类生活带来便利的同时，化工行业以及化学行业的崛起，也对生态环境造成了一定的负面影响，人们的生存环境受到了极大的威胁。为了改变这一现状，实现人类与生态环境之间的和谐发展，各国社会都对这一绿色化学进行了深入的研究。

2 化工实验改革的必要性

作为高校教学的重要手段，实验教学一直都是各学校教学研究的重点内容，以期望能够对学生的创新能力以及实践运用能力进行有效的培养。而化学技术工程实验自然也是老师重点关注的教学内容。但由于化工实验会产生一定的污染物质，会对生态环境造成一定的破坏，引起了社会各界的关注，如果继续沿用传统方式进行化工实验，势必会造成较为严重的后果。所以高校必须要对自身的化工实验方式进行改革，并要将绿色化学的理念融入都其中，实现绿色化实验教学。这样不仅能够使学生可以继续运用化工实验获得相应的知识，同时还会有效降低实验对于生态环境的影响，所以化工实验绿色化改革势在必行。

3 在化工实验改革中，绿色化学理念的运用策略

3.1 从实验内容入手，实施绿色化学

实验内容是化工实验开展的灵魂所在，因此老师想要将绿色化学理念融入到化工实验的改革之中，就应从实验内容入手。一般在进行化学工程技术实验时，老师可以尽量挑选一些基本性操作的实验，而实验使用的物品也要尽量以无毒、绿色的化学溶剂、催化剂以及原料为主[3]。首先，在进行实验之前，老师必须要对反应物用量进行精准的计算，要秉持节约原则，降低化学药剂使用量，只要保证化学结果即可；其次要对实验项目进行筛选，要坚持使用低毒、低能耗的项目，从源头避免有毒物质的产生，有效提高化工实验的安全性。例如在进行硝基苯甲酸乙酯合成的实验中，就可以运用苯磺酸来代替浓硫酸作为合成的催化剂。虽然浓硫酸成本较低且活性较高，却存在着腐蚀性较强、反应复杂以及副产物等方面的缺点，并不符合环保的理念，而苯磺硫酸不仅易得、低价，且可以有效弥补浓硫酸存在的问题，整体产率较高。

3.2 从仿真实验入手，实施绿色化学

所谓“仿真实验”，就是利用信息技术与多媒体设备，对化工实验的过程进行模拟，或者播放相应的实验过程视频，来达到对学生进行实验教学的目的[4]。这种方式不仅能够帮助学生明确化学药剂的实验过程以及化学物质之间的反应情况，同时还能有效解决部分化工实验毒性与污染性较强的问题，极为符合绿色化学的理念。

老师在使用信息技术制作仿真实验视频之前，首先要对本次实验的教学目标以及教学重点进行明确，并对整体仿真实验进行初步的设计；其次要利用网络资源，通过合法的手段获得实验视频，并对视频资源进行后期的制作与配音，以便学生对每个实验步骤进行明确。如果网络中没有相应的视频或搜索视频不符合教学要求时，老师也应遵守绿色原则利用动画的形式，来对实验原理以及实验过程等内容进行演示。使学生即使不动手进行操作，也能完全明确此次化工实验的原理以及操作步骤，可以准确总结出实验结论，得到相同的教学效果，避免了化工实验对环境产生的负面影响。

3.3 从“微量化”入手，实施绿色化学

在微小型仪器中使用最少限度的试剂进行的实验被称之为“微量化实验”。通常这种实验的化学用量是正常化学用量一般在十分之一到千分之一之间[5]。想要确保化工实验的顺利改革，切实落实绿色化学的理念，就是在化学过程中尽量减少化学物品的使用量并降低实验过程中的排放量，即实验微量化处理。所以在进行化工实验改革时，老师应推行微量化实验，从源头开始降低化工实验对环境的影响。像在进行正溴丁烷合成实验时，使用不同量的“浓硫酸氧化溴化钠”，就会产生截然不同的效果。使用常规量时，化学反应瓶会在较长时间后才会产生反应，其中的气体颜色较深，会出现大量的溴，一旦控制不当就会对环境造成污染；但使用微量试剂在小型反应仪器中进行实验时，不仅整体实验的时间较短，而且反应瓶中的气体呈现浅色，溴产量相对较小，对于环境的影响程度较低。

3.4 从实验装置入手，实施绿色化学

化工实验多数都会涉及到化学合成实验，而在这种合成实验中难免会出现一定量的有毒物质。一般老师都会教导学生在通风橱中进行，降低对实验室环境的污染程度，但却无法对有毒气体进行处理，还是会对空气造成污染。所以老师可以通过对实验装置进行改革的方式，来对达到绿色化实验的目的。老师可以利用自身的经验，对化工实验中可能出现污染物的环节进行确认，并与其他教师一起对该环节使用的实验装置进行改良，并配合对实验步骤的调整，将实验的排放量将到最低[6]。同时还应对化学催化剂进行替换处理，一方面可以降低有害物质的产生，同时还能有效对实验装置进行保护，以防出现化学试剂对实验装置造成损害的情况。此外还应在设计出实验循环系统，要对以往的实验装置设计进行拓展，在条件允许的情况下，设计出产物以及辅助剂等物质的循环使用装置，避免对实验材料的浪费。

3.5 从废弃物入手，实施绿色化学

化工实验废料也是主要的环境污染源之一，所以老师必须要对这一情况予以足够的重视，要对废气以及废水等物质进行合理的处理。一方面，要固体废弃物以及放射性污染物进行科学的分类，并分别收到专业的回收容器之中[7]。之后在根据国家相关规定，对这些排放物分别进行处理；另一方面，要将产生大量腐蚀性气体以及有毒气体的化工实验安排在通风橱或者封闭实验室中进行，并要对排放的尾气进行回收，并妥善进行处理。

4 结束语

通过对绿色化学以及化工实验改革相关内容的阐述，使我们对绿色化学理念的内容以及优势有了更进一步的了解。各学校必须要响应环境保护的号召，正确运用绿色化学理念来对化工实验进行改革。要对催化剂、试剂以及溶剂使用量控制或者替换等方式来对化工实验中产生的不良物质进行限制，同时通过对化工实验装置的完善以及对仿真实验的利用，来实现绿色化工实验，从而对实验环境进行有效的保护。

[1] 徐文祥.绿色化学理念下的化工专业有机化学实验教学改革分析[J].化工设计通讯，2016，（4）∶167.

[2] 刘品祯，李红梅，程志飞，等.浅谈绿色化学理念在无机化学实验中的应用与研究[J].广州化工，2016，（12）∶226-228.

[3] 蒲艳玲.化工实验改革与绿色化学理念的运用研究[J].生物化工，2016，（4）∶69-72.

[4] 蔡佳利，陈红，陈朝晖，等.树立绿色化学理念 改革化学实验教学[J].科教文汇（中旬刊），2014，（10）∶53-55.

[5] 蔡佳利，陈红，陈朝晖，等.树立绿色化学理念 改革化学实验教学[J].高等教育研究（成都），2014，（4）∶23-27.

[6] 欧阳玉祝，陈小东，彭晓春，等.基于绿色化学理念的基础化学实验教学研究[J].化工高等教育，2010，（2）∶64-67.

[7] 王亮，姜艳，何明阳，等.化学实验“绿色化”理念的培养及实践探讨[J].广州化工，2012，（18）∶164-165，167.

Analysis on the Application Experiment of Chemical Engineering Experiment and Green Chemistry

Pu Yan-ling

The deteriorating living environment makes people fully aware of the importance of environmental protection，and because of this，human beings start from the way of life and production methods，the implementation of the corresponding environmental protection measures，”green chemistry” concept is this Background came into being.As a result of chemical experiments there will be some sources of pollution，in response to the call of social environmental protection，chemical engineering technology experimental courses began to try to use green chemistry concept，the reform of chemical experiments.Through the introduction of green chemistry and the necessity of chemical reform，the paper explores the correct way of reforming the chemical experiment under the green chemistry concept.

necessity；chemical experiment；green chemistry；simulation experiment

O62-4；G642

A

1003-6490（2017）02-0124-02