有机化学实验教学绿色化学应用实践

摘要：为了探究绿色化学理念在有机化学教学中的应用，从绿色化学理念的价值、绿色化学理念在实验室建立、实验内容设计、绿色实验技术等三个方面的应用阐述。

关键词：绿色化学；有机化学；应用实践

随着绿色理念的盛行，绿色教育事业也相继出现。有机化学在实验过程中通常会应用很多的有害试剂，为了避免化学实验过程对环境的影响，提高对环境的重视度是非常有必要的。本文主要阐述绿色化学理念在有机化学教学中的应用。

1绿色化学理念价值

1.1绿色化学理念

绿色化学是以生态环保为基础发展方向的一项学科，其主要目的是降低化学实验过程中的污染率，利用新型的清洁能源完成化学实验或是化学实验中资源的替换，降低污染排放量，达到环境友好型的化学实验，实验化学实验的“0排放”。合理运用绿色化学理念可以有效改善有机化学实验副反应的生成以及污染物质的排放。

1.2核心价值

绿色理念与化学的结合形成了绿色化学，主要是为了体现无污染、环境友好型、清洁的特点。其核心的价值是原子经济性以及减量、循环、回收、再生、拒用的“5R”原则，并实现有机化学实验的“0排放”；提升学生的环保意识，增强学生的科学发展观，为学生灌输可持续发展的概念，引导学生和社会环境友好相处。

2绿色化学理念的应用

2.1建立绿色化学实验室

2.1.1硬件设施建设在原有化学实验室的基础上进一步实验绿色化学实验室的建立，通过改善学校的硬件设施，优化“三废”的管理过程，实现绿色化学理念在化学实验建立中的应用。“三废”处理包括对废水、废气、废渣的处理，以增加通风柜的台数，对废液加强回收处理后排放，有毒气体以及污染气体处理后排放，通过蒸馏以及有机溶剂的添加，降低“三废”的污染度和污染性。

2.1.2软件建设方面对绿色实验室的规章制度加强建设，提升学生和老师的环境保护意识以及灌输绿色化学理念，对“三废”的处理办法以及规定打印出来黏贴到实验室的墙上，供学生和老师阅读和遵守，建立一个绿色理念的有机化学实验室文化，将“5R”原则灌输给老师以及学生，在充分理解原则的基础上进行有机化学的实验，传播绿色化学意识。

2.2实验内容绿色化

2.2.1实验内容优化在有机化学实验的过程中，注重对实验过程的总结和归纳，分步骤优化实验过程，选择污染小、毒性小、清洁型的实验试剂以及实验过程中，对不必要的实验选择用清洁型的实验替代或是删除。例如，以Al2O3/SO42-固体超强酸代替浓硫酸作为制备乙酸乙酯、制备乙酰水杨酸等的催化剂，这样可以有效的减少实验过程中的副反应，降低“三废”的产生以及排放量。通过对有机溶剂的选择和废渣的处理，再次蒸馏以及分类处理，在实验的过程中实现了绿色化。

2.2.2开展微量、半微量实验微量、半微量实验作为成功教学经验已在多个高校推广应用，并已有多套相关教材出版发行，其最突出的优点是使用最少的药品、试剂完成教学任务。由于试剂用量大大减少，产生的“三废”量也就非常少，既节省了实验经费，又减少了环境污染。实践证明，微量、半微量实验与常量化实验在准确性与严密性方面并无明显差别，而且，学生在做实验时更细心，更认真。因此，在校财政支持下，购置了部分微型实验仪器，积极开展微量、半微量实验并取得了较好的效果。

2.2.3先进教学技术的应用随着信息技术和科学技术的发展和应用，模拟仿真技术的出现可以替代实际动手操作，以及降低了有毒溶剂和挥发性溶剂的使用。计算机多媒体系统通过文字、声音、图像、动画在不同的界面上流动，从而对实验的原理、装置、实验步骤及实验注意事项进行展示。学生还可以自由搭建实验装置，添加药品，实验现象逼真，实验数据准确。不仅具有形象生动的特点，而且真正实现了化学实验的零排放、零污染。通过对这些先进教学技术的应用，可以有效的满足学生的好奇心和兴趣，带动学生的学习热情以及学习兴趣。在实验学习的过程中，向学生灌输绿色化学、环境友好型的理念。

2.3绿色化学实验技术应用

2.3.1微波加热技术微波加热技术是利用微波介质效应将电磁能转化为热能的新技术。它具有加热速度快、效率高、反应条件温和、操作简单等优点，微波加热属于分子意义上的搅拌，反应物转化率高，产品质量好，副反应少，原子经济好，可直接减少环境污染。微波加热技术在有机合成也有一个特定的应用程序，如微波辐射合成阿司匹林，可以不需要有机溶剂，大大减少了环境污染和微波辐射。合成苯甲酸也是一个典型的微波化学实验，反应时间只有15min，不仅大大缩短了反应时间，而且副产品可回收利用，不污染环境。除了上述微波合成实验外，还对乙酸乙酯和正丁基醚的微波合成进行了探索，得到了一些结果。

2.3.2超声波合成技术超声波合成技术是在超声波条件下完成有机反应。超声的化学作用与物质没有直接关系，主要是通过液体的声空化作用。所谓声空化，是指微泡核在液体中形成、振荡、生长、收缩、坍缩所引起的物理化学变化。超声波合成技术具有反应速率快、高产量、时间短、条件温和等的特点。超声波合成技术作为一种新兴的绿色实验技术，在有机合成中得到了广泛的应用。可显著提高原子经济，符合绿色化学的理念。具有重要的现实意义和发展前景。

3总结

有机化学实验绿色教学改革的实施符合环境可持续发展的要求。控制有机化学实验过程中的污染是每个有机化学教育工作者义不容辞的责任。近年来,我们的绿色有机化学实验课程的教学改革,不仅大大减少了对环境的污染,减少了对教师和学生的健康危害,而且还培养了学生的科学发展观,取得了良好的教学效果。在今后的实验教学中，我们需要进一步优化实验内容，尝试新的实验技术来改进现有的实验，以期完全实现绿色有机化学实验。

参考文献：

[1]张敏,谭成玉,刘远.半微量有机化学实验提高实验效能的教学实践[J].实验室研究与探索,2019,38(2):192-194.

[2]张金峰,沈寒晰,张存社.新反应技术在有机合成中的应用[J].化工技术与开发,2015,44(5):39-42+49.

作者：虞召朋 单位：临沂大学