环境化学实验（精选十篇）
环境化学实验 篇1
绿色环保是我国的一项基本国策, 并得到广大人民的拥护。随着我国科技力量的飞速发展, 人们的开发和利用能力也开始大步提高, 同时出现了一些开发行为过度以及开发不合理等现象。这种现象不仅会给我们人类居住的环境产生大量的废弃物, 同时还会产生一些温室效应等, 从而对我国可持续发展产生了巨大的阻碍。因此, 在化学课堂的教学当中, 对学生展开环保的教育理念是非常重要的, 我们必须将这个问题重视起来, 同时也要落实到实际的教学工作当中。
1 培养学生的环保理念
在化学的教学当中, 绿色化学的概念指的是借助新型的化学工业技术, 从根本上来杜绝和降低在制造和使用过程中产生对社会环境, 人类健康的有害物质。
1.1 在化学课堂中渗透环保理念
在化学实验的教学当中, 教师一定要注意对学生合理的渗透一些相关的环保理念。要告诉学生在进行化学实验作业时应该注意做到:第一, 在实验过程中, 如果碰到一些使用过的原材料, 一定要进行反复利用, 因为在不断的循环使用过程中, 可以减少一些化学原材料的成本。第二要注意尽最大可能降低一些排除的废弃物。第三, 对于一些不可再生或者不能回收利用的原材料一定不要使用。第四, 对于一些可以重新加工的废弃物, 在化学实验当中可以考虑使用。
1.2 保证化学实验中的操作规范性
在化学实验的教学当中, 一定要注意不断的给学生渗透环保理念, 因为可以有效的帮助学生在无形当中行成对环境的环保理念, 并且逐渐的行成强烈的环保责任感。作为社会当中的一份子, 学生一定要有时刻保护自然环境的意识感。所以在展开化学实验教学的具体工作时, 教师一定要严格的规范化学实验操作的规范性, 要积极给学生树立起一个良好的学习榜样, 要注意以身作则。例如, 在化学实验课堂的操作过程中, 教师一定要注意及时的吸收实验过后所产生的一些废弃;在采取一些化学液体的过程中, 一定要防止药品的挥发和洒落等等。教师要在平时的课堂当中就要给学生做一个学习的榜样, 这样才是行之有效的化学实验规范表率, 从而使学生树立起强烈的绿色化学实验的意识。
1.3 合理的处置实验产生的废弃物
在化学实验课堂中, 一般所产生的化学物质都是一些有害物质, 这对学生的身体健康有影响。因此, 为了能够保证化学实验结果的正确性, 教师应该注意要完善实验的操作方法, 以此来降低实验过后所产生的危害物质。例如, 在进行半微型实验时, 在保证实验安全性的前提之下, 要尽最大可能地减少一些药品的数量等等。这样不仅可以能够安全的完成实验, 同时还可以节约成本, 实现绿色化学实验的意义。
2 主张使用绿色化学原料
在化学实验的过程中, 要注意对现有资源的科学合理的使用方法, 在实验选择原材料问题时, 要积极的选择一些能够可再生的无毒害的原材料, 同时要保证原材料是安全的。比如, 在具体的化学实验课堂上, 教师首先可以引导学生要在保护环境的基础之上, 来制定一些合理的实验方案。在原料的选取上, 积极选择一些毒害较低的原料。如在制取乙炔的化学实验时, 如果选择的原材料是天然气, 那么在进行实验的过程中就会产生较低的费用和成本。
3 结语
化学虽然是一门比较基础性的学科, 但化学实验性是非常强的, 所以化学实验在对学生教学当中也是非常重要的。随着我国自然环境的污染问题越来越严重, 开展绿色化学实验课堂就是为了能够尽可能的减少和杜绝一些对环境的污染问题。培养学生绿色环保的理念不仅可以使学生产生强烈的保护环境责任感, 同时还可以在根本上提高学生在化学实验课堂中的学习效率。从而把保护环境, 绿色环保理念深入到每一位学生的心中, 然后更好的做好保护环境的工作。在绿色化学实验课堂当中, 教育工作者一定要积极的寻找一些有效的环保措施, 要注意科学合理的开展绿色化学实验, 从而实现最终的绿色环保目标。使得人类和自然环境能够更加和谐的相处下去, 最终实现我国的可持续发展。
参考文献
[1]谢巧玲.浅谈有机化学实验教学中的绿色化学教育[J].保定师专学报, 2011, (04) :56-59.
[2]孙小媛.绿色化学与中学化学实验改革的研究[D].东北师范大学, 2012, (05) :34-38.
环境化学实验报告简版 篇2
实验1水溶液中染料浓度的测定
一 实验目的：熟悉染料浓度的测定原理、方法和分光光度计的使用。
二 实验原理：各种染料均有一定的吸光波长，而且在一定浓度范围内吸光值与浓度之间成线性关系，根据这一原理作出标准曲线，测定未知溶液的染料浓度。
三 实验仪器与试剂
仪器
722S分光光度计、恒温振荡器、离心机
试剂
刚果红，亚甲基蓝，C.P.级。
四 实验步骤标准曲线的绘制
分别称取2.500g上述染料于1000ml容量瓶中，用水稀释至刻度，配成2500g/ml的上述染料标准溶液。准确吸取该溶液0.2、0.4、0.6、0.8、1.0ml分别于50ml比色管中，用水稀释至刻度，在494nm(刚果红)、572nm(亚甲基蓝)处测定吸光度。未知溶液的浓度测定
吸取一定量的未知溶液或其稀释液，在相应的波长下测定其吸光
度。
五 实验计算标准曲线中的吸光度对浓度作图并回归成线性方程，计算方差。
2对照标准曲线或线性方程确定未知样浓度。
六 实验结果与讨论
讨论浓度测定的过程及其注意事项；注意标准曲线回归方程的方差。
实验2活性炭吸附法处理色度废水
一 实验目的测定活性炭的吸附等温线
二 实验原理
吸附法是处理废水常用的方法，吸附剂的吸附能力常用吸附量G表示，在一定温度下它与溶液中吸附溶质的平衡浓度有关。G(mg/g)= x/m，x为吸附溶质的质量(g)，m为吸附剂的质量(g)。
关于吸附等温线有H、Freundlich、Langmiur等类型：
H型： G = kc
Freundlich型：G = kc1/n，lgG = lgk + 1/n lgc，k、n为常数。
Langmiur型：G = G0c/(A+c)，1/G = 1/ G0 +(A/ G0)(1/c)，A为常数，G0 为表面上吸附饱和时的最大吸附量。
三 实验仪器与试剂
仪器
722S分光光度计、恒温振荡器、离心机
试剂
活性炭：
粉末状活性炭0.076mm(200目)，将活性炭过筛，取小于0.076mm筛孔以下的样品，水洗后105-110C烘干3h。
颗粒状活性炭2.0mm(10目)。碱性品红，C.P.级。
四 实验步骤
(一)标准曲线的绘制
分别称取2500g上述染料于1000ml容量瓶中，用水稀释至刻度，配成2500g/ml的上述染料标准溶液。准确吸取该溶液0.0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.5ml分别于50ml比色管中，用水稀释至刻度，在540nm(刚果红)处测定吸光度，以吸光度对浓度作图。
(二)振荡吸附
取7个250ml锥形瓶，分别加入300mg的粉末活性炭或颗粒活性炭和2.5、5.0、7.5、10.0、15.0、20.0ml浓度为2500g/ml的上述染料溶液并稀释至100ml，置锥形瓶在恒温振荡器上(20C)振荡1h。过滤后取滤液于1cm比色皿中，用722S分光光度计在相应波长处测定吸光度。
五 实验计算与作图
根据实验原理，绘制吸附等温线，并计算相应的常数值。
六 实验结果与讨论
讨论吸附等温线的特征和相应的吸附条件。
注意：由于上述染料溶液放置时间长会褪色，因此，在测定被吸附溶液的吸光度时，需同时测定原溶液的吸光度，以作浓度校正。
实验3高锰酸钾指数的测定
一 实验目的：掌握用酸性高锰酸钾法测定化学需氧量的原理和方法
二 实验原理：水中有机物以及还原性物质在酸性条件下加热至沸，能被高锰酸钾所氧化，过量的高锰酸钾用过量的草酸处理，再用高锰酸钾回滴过量的草酸，通过计算求出水样所消耗高锰酸钾的量来测定化学需氧量。
当水样中氧离子含量超过300mg／L时，酸性高锰酸钾法由于氯离子的还原作用而不能得到正确的结果，遇此情况，可加蒸馏水稀释，使氯离于浓度降低，或采用碱性高锰酸钾法。
三 实验仪器与试剂：
仪器
（1）250mL锥形瓶。
(2)50mL酸式滴定管。
试剂
(1)c(1／2Na2C204)＝0.1000mol／L草酸溶液精确称取O.6705g草酸(H2C204·2H2O)溶于水中，并移入100mL容量瓶中，加水至标线，置于暗处保存。
(2)c(1／2Na2C204)＝0.01000mol／L草酸溶液将上述草酸溶液准确稀释10倍，置于冰箱中保存。
(3)c(1／5KmnO4)=0.1000mol/L高锰酸钾溶液称3.2g高锰酸钾，溶液1.2L水中，加热煮沸15min，使体积减少到约1L，静置过夜，用虹吸管小心地将上层清液移人棕色瓶内，并按下法标定。
取10.0mL高锰酸钾溶液，于250mL锥形瓶内，加80mL水，5mL的1:3硫酸溶液，加热煮沸10min，再迅速滴加高锰酸钾溶液，不停震荡，直至发生微红色为止，不必记录用量，然后将锥形瓶继续加热煮沸，加入10.00mL的0.1000mol／L草酸标准溶液，迅速用高锰酸钾溶液滴定至微红色为止，记录用量。计算高锰酸钾溶液地准确当量浓度，并校正至0.1000mol／L。
(4)c(1／5KMn04)＝0.0100mol／L高锰酸钾溶液将上述标定好的高锰酸钾溶液(0.1000mol/L)准确稀释lO倍。
(5)l:3硫酸溶液将l份化学纯浓硫酸慢慢加到3份水中，煮沸，滴加高锰酸钾溶液至硫酸溶液保持微红色。
四 实验步骤
(1)于250mL锥形瓶内，加人100mL水样或已稀释的水样，加5mL的1：3硫酸，混匀，用移液管准确加入0.0100mol儿的高锰酸钾溶液10mL，沸水浴中加热30min。
(2)取下锥形瓶后，立刻准确加入10mL的0.0100mol/L草酸标准溶液，并用0.0100mol／L的高锰酸钾标准溶液滴定至微红色，记录高锰酸钾的用量(V)。
五 计算：
c8100010VK10化学需氧量O2,mg/LV0
式中V——滴定水样时所用高锰酸钾体积，mL；
Vo——水样体积，mL；
c——草酸标准溶液浓度，mol/L;
K——高锰酸钾溶液的校正系数。
溶液的浓度校正：这是由于高锰酸钾浓度易于改变，因此每次做样品时，必须进行校正，求出校正系数K。
校正系数的求法如下：于滴定水样的烧瓶中趁热(70—80℃)加入10mL的0.01mol／L草酸标准溶液，再用0.01mol／L高锰酸钾标准溶液滴至微红色，所用高锰酸钾体积为V1(mL)，则高锰酸钾之校正系数K＝10／V1。
六 注意事项：
(1)应严格控制操作条件一致，高锰酸钾不能过早加好放在那里不加热，常规监测中，可直接加热煮沸10min代替水浴，加热30min，加热时火力应使样品迅速煮沸，时间不能太长，且应尽可能相同，通常要求准确煮沸l0min。
(2)煮沸10min后应残留40％～60％高锰酸钾。倘若煮沸过程中红色消失或变黄，即说明有机物或还原性物质过多，需将水样稀释后重做，或者用0.1mol／L高锰酸钾和草酸标准溶液测定。回滴过量的草酸标准溶液所滴耗的高锰酸钾溶液的体积在4－6mL左右，否则需重新再取适量水样测定．
(3)由于一般蒸馏水中常含有若干可以被氧化的物质，因此采用水稀释时，必须测定稀
释用水的耗氧量，并在最后结果中减去此部分。
七 思考题：
(1)高锰酸钾滴定草酸时应注意哪些反应条件？在什么情况下应用碱性高锰酸钾法测化学需氧量？为什么？
(2)配制硫酸亚铁铵标准溶液时，为何要加浓硫酸？
(3)试推导高锰酸钾法和重铬酸钾法测化学需氧量的计算公式。
(4)为什么要做空白实验？在做空白实验时应注意哪些问题？
初中化学实验网络学习环境的构建 篇3
[关键词]初中化学实验 网络学习环境
[中图分类号] G633.8 [文献标识码] A [文章编号] 16746058（2015）260091
二十一世纪是以计算机网络为基础的高科技时代。当代社会发展的方方面面都离不开计算机网络。怎样利用好计算机网络促进教学工作的发展，是每一位教育工作者必须思考的问题。部分教师简单地认为计算机网络教学主要是文科类的“专长”，文科类的资料直接做成文档发到群里，学生们就简单地下载背下来就可以了。另外一部分教师认为理工类的学科是实践性较强的学科，必须通过实际的操作，学生才能理解其中的变化，在网络环境下进行教学的效果并不好。以上的两种情况，其实都是对网络环境下的教学的片面理解。
一、构建初中化学实验网络学习环境的意义
前面已经提到了，部分教师简化了计算机网络的功能，有部分教师认为它只是简单的打印或传输工具。有部分教师认为理工科是实践类的自然科学，网络教学很难让学生有“身临其境”的直观感受。其实大多数教师更多地将其作为辅助手段，这样不仅可以让教师提高讲课的效率，同时还可以促进学生的学习。这里主要以苏科版的初中化学为例。如“2H2O通电2H2↑+O2↑”这个化学反应存在一定的危险性。因为水通电产生氢气和氧气，但是氢气的纯度达不到一定的程度就会产生不同程度的爆炸。虽然在实验室进行实验可以让学生亲身体验实践操作的过程，但是爆炸声会对学生的心理产生一定的影响，甚至会让学生对化学实验产生畏惧感。而通过计算机网络技术可以最大限度地降低初中化学实验的危险因素，提高学生的学习积极性。
又如，在“3Fe+2O2=Fe3O4（剧烈燃烧，火星四射，放出大量的热，生成黑色固体）”实验中，由于铁的反应产生大量的热，如果学生处理不好，极易造成人身和财产的损失。如果只是教师做实验，学生就不能领悟其中的原理。这时网络学习就有了不可替代的优势，可以通过计算机网络先记录下来，再让学生一边思考一边看实验，学生不明白时可以立即停下。这样，学生不但能理解知识还可以反复地观看实验的过程，增强了实验的效果。如果学生必须去实验室操作，那么通过前期多次的网络教学，学生的理论基础和实践基础已经打好，此时进行实验操作也会事半功倍。
二、构建初中化学实验网络学习环境的策略
构建初中化学实验网络学习环境必须要有硬件设施，这是开展网络教学的基础。网络教学的基础设备和常规教学一样，尤其是化学实验，主要还是要在实验室的环境下进行，再通过多媒体手段上传到网络中让学生进行学习。例如，“酒精灯的使用”具有一定的危险性，而酒精的物理特性也是不容忽视的因素。
酒精灯的使用首先是酒精不得多于容器的三分之二，其次是不得用一盏酒精灯去点燃另外一盏酒精灯，最后是熄灭时必须使用灯帽。这些操作都必须是在实验室实打实地进行实验，强调其重要性。因此，构建初中化学实验网络学习环境是必须要有硬件设施的。
构建初中化学实验网络学习环境还必须依靠完善的网络构架将网络教学落实到实际的教学中，主要还是要依靠网络环境。没有网络作为实际的载体，如何开展具体的网络学习呢？因此，在学校内部应建立可供学生学习的内部网络，同时此内部网络还应与互联网联通，方便学生在其他时间通过学校内部的网络进行学习。因此网络的建设尤其是内网的建设对初中化学实验网络学习环境的构建是非常重要且必要的。
应强调学生的自主思考和教师的教学共同开展，改变“填鸭式”教学模式。引进网络教学的目的是调动学生的学习积极性和主动性，变“要我学”为“我要学”，提高学生自主学习的能力。
综上所述，初中化学实验网络学习环境的构建，需要整体把握，同时做到各方面相互协调。这样才能使初中化学实验网络学习环境的构建取得良好效果。
[ 参 考 文 献 ]
[1]魏学强.浅谈对高中化学实验有效教学的思考[A].甘肃省化学会第二十七届年会暨第九届甘肃省中学化学教学经验交流会论文摘要集[C]，2011.
[2]袁新芳.多媒体课件应用于高中化学实验的探究[N].学知报，2011.
[3]杨树安.初中化学实验教学与信息技术的整合的反思[A].中国化学会第三届关注中国西部地区中学化学教学发展论坛论文集[C]，2011.
化学实验废水排放与环境安全 篇4
随着我国经济水平的提高和人民生活水平的改善, 人们对环境问题日益重视。为改善我国的水环境, 我国相继颁布了一系列污水排放标准:如污水综合排放标准[1]、污水排入城市下水道水质标准[2]、城镇污水处理厂污染物排放标准[3]等。为提高水质质量, 全国各类检验检测项目不断增加、标准日益提高, 各类实验室建设数量不断增加。目前我国各类实验室主要存在于各大高校、各类科研机构、检测中介机构以及企业的检验研究部门。虽然全国各大高校多在城市的边缘或往边缘区域迁移, 但仍有相当数量的高校处于城市中心, 其下水管道通常与城市下水管道直接相通, 并无独立的化学废水处理装置, 这样的下水排放方式, 使得高校和科研机构实验室排放的废水, 会随着下水管道直接进入城市污水管网。如果对这类废水不做专门处理, 将对周边环境安全造成严重安全隐患。所属企业的科研部门, 由于本身具有污水处理设施其实验室废水可得到处理。但对于多数高校、各级科研机构和检测中介机构而言, 通常没有独立的化学废水处理装置, 他们位置分散、污水中污染成分复杂、排放量不稳定且某些检测项目的废水还有高毒害性物质, 给废水的常规化集中处理带来一定难度。
2 实验室废水排放安全隐患分析
虽然铬是人体必需的微量元素, 但人体需要的也仅仅是微量的三价铬而已, 正六价的铬具有很强的毒性。在《国际常见有毒化学品资料简明手册》介绍中, 铬在自然界主要是通过大气、水和生物链来完成迁移。一旦铬富集到人体组织内, 其代谢周期长、被清除速度缓慢, 会对人体造成危害。
《环境综合实验》是中国环境管理干部学院院环境科学系和环境工程系的核心课程, 其内容涵盖了水、气、声三大污染项目。每年都有8~10个班级的教学任务。在《环境综合实验》的所有项目中, 无论哪个专业化学需氧量是必做项目。在化学需氧量测定项目中, 采取的是国标方法-重铬酸钾法[4,5]进行化学需氧量的测定。每完成一个化学需氧量测定项目, 至少需要做7个样。每个样需要加入0.4g硫酸汞、10mL重铬酸钾 (0.25mol/L) 、30mL硫酸。这样, 每完成一次化学需氧量的测定就会产生含有2.8g硫酸汞、70mL的重铬酸钾和210mL的硫酸溶液的废液;每个教学年度, 单完成化学需氧量一项教学任务, 就需要消耗硫酸汞168g、重铬酸钾4200mL、硫酸12600mL。单看氧化剂重铬酸钾的一种污染, 环保部对于电镀污染企业水污染排放控制要求是车间或生产设施废水排放口总铬限值1.0mg/L[6], 在化学需氧量测定教学过程中, 每完成一组COD的测定, 其废液中总铬浓度达5mg/L。如果再算上硫酸汞、硫酸, 以及其它实验项目, 每个教学年度将产生大量高危的实验废水, 如果这些废液不经处理就直接排放, 那对周边环境安全将存在巨大安全隐患。
中国环境管理干部学院水处理中心具备对水、气、声三大污染的监测和治理能力, 具有各种成套的物理、化学以及生物处理装置, 对于自身所产生的实验废水可以进行有效处理, 但多数实验室不具备这样的便利条件。这类废水的直接排放是一个严重的环境安全隐患, 实验室建设规模越大、数量越多其排放的废水水量就越多, 其对环境安全威胁就越严重。
3 化学实验室废水的成分分析
针对不同污染物组成的废水, 处理方法和处理程度都不相同。化学实验室废水有别于其它污废水, 具有一定特殊性, 不但总量少而且产量不稳定, 有些个别实验废水还可能含有有毒、有害物质, 使对于它们的处理具有一定的危险性。而且多数实验的实验项目较为繁杂, 从而使得实验室废水成分复杂, 如果不做好安全处置, 将直接威胁周边的环境安全。
通常可把实验室废水分为有机废水和无机废水两大类别。其中无机废水中主要包括多数一类污染物及其络合物、酸碱、氰化物、硫化物和其它无机离子等;有机废水除含少量一类污染物 (如烷基汞、苯并芘等) 外, 还含有机溶剂、有机酸、醚类、多氯联苯、有机磷化合物、酚类等。
依据实验室开展的项目, 分析清楚所产废水含有哪些成分, 才好制定对应的处理方案, 针对性的进行实验室废水的安全处置。本文对各种污染物质的具体处理方法不做详述。
4 化学实验室废水的安全处置
鉴于实验室废水的特殊性, 对于它的处理最好遵循:归类收集, 循环利用, 就地、及时处理[7]的原则。江华、刘德春[8,9]等研究显示, 实验室废水的治理和工业、居民生活污水不同, 很难用单一方法或某一种工艺来实现。
例如:含一类污染物的实验室废水, 由于其生化处理效果相对较差, 可以采取物理和化学的方法进行处理。重金属废水就可以用沉淀法去除。前文所提到的化学需氧量实验所产生的含铬废水中, 相对于三价铬而言六价铬有较强毒性, 处置时先用还原剂把六价铬还原为三价铬, 再用沉淀剂将其以沉淀的形式从溶液中分离出去以达到废水处理的目的。
在实验室废水处理单元, 从处理技术层面讲不是主要的困难, 关于各种污废水治理方法的文章、书籍较为丰富。关键是对待实验室废水处理意识的淡薄和欠缺[10]。化学实验室废水难处理是相对于一些高校或科研机构不具备专业污水处理设施而言, 而且难处理不等于不能处理。无论何种实验室废水从技术上总有解决办法, 即便产生实验废水单位确实无法完成处理任务, 也可以将其分类收集后送至专业处理公司进行处理。目前存在的问题是, 部分高校或科研机构不能意识到自身实验废水对周边环境安全的威胁。对于此类废水的处理, 出台强制性的法律法规是必要的前提。国家环保总局曾发出通知, 要求自2005年1月1日起, 对科研、监测 (检测) 、试验等实验室、化验室、试验场按照污染源进行管理, 纳入环境监管范围[8], 这是好的开头。有了明确的法律法规, 在实验室废水的处置上就有法可依, 实验室废水处置工作才好依法开展, 实验室周边环境安全才有保障。
其次, 在具备法律法规的前提下, 解决实验室废水处理的关键还要从环境安全管理入手, 加强实验室环境安全管理意识, 尤其是实验室废水安全排放的意识与责任, 建立独立、完善的实验室废水排放系统和废水处置制度。这才是解决实验室废水安全排放的根本。
5 结语
高校和科研院所的实验室在“孵化”高科技的同时, 也带来了废水排放直接进入下水道的周边环境安全问题。安全重于一切, 鉴于这一问题的严重性, 国家环境及安全部门应尽快对实验室废水安全排放进行立法, 为排除这一存在于我们身边的具有严重安全隐患的高危污染源解决法律依据。并尽快强制各级各类实验室制定实验室废水安全排放制度, 完善实验室废水完全处置措施, 为我们国家的环境改善添砖加瓦, 为人民创造一个安全的生活环境。
参考文献
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[2]国家环境保护总局.CJ 343-2010.污水排入城镇下水道水质标准[S].北京:国家环境保护总局, 2010.
[3]国家环境保护总局.GB 18918-2002.城镇污水处理厂污染物排放标准[S].北京:国家环境保护总局, 2002.
[4]《水和废水监测分析方法》编委会.水和废水监测分析方法 (第四版) [R].北京:中国环境科学出版社, 2002.
[5]国家环境保护总局.GB 11914-89.化学需氧量测定标准[S].北京:国家环境保护总局, 1989.
[6]国家环境保护总局.GB 8978-1996.电镀污染物排放标准[S].北京:国家环境保护总局, 1996.
[7]高强.高校化学实验室废水处理[J].高等教育在线, 2009, 8 (2) :113~114.
[8]江华.化学实验室废水处理现状与研究进展[J].芜湖职业技术学院学报, 2013, 15 (2) :29~31.
[9]刘德春, 杨定明, 钟国清.高校化学实验室废水的处理技术研究进展[J].工业技术, 2012, 17 (12) :102~103.
开放式环境化学实验教学的探索论文 篇5
21世纪是科技创新高速发展的历史时期。众所周知,科学实验在科技发展中有着极其重要的作用,而科技的发展又离不开科技人才的培养,所以实验教学在培养现代科技人才中有着十分重要的地位。在高等教育阶段,实验教学不仅能够培养学生的观察能力、动手能力和独立操作能力,更重要的是能够培养其独立思考的能力、分析解决实际问题的能力以及综合应用创新的能力。高等教育如何适应社会的要求,改进和完善实验教学,培养出既有扎扎实实的基础理论,又能在科研和生产中有较强的开发能力的专门人才,以促进我国科技水平的提高,是一个迫切需要解决的问题。
三年来,我们在环境化学的实验教学中,大胆改革原有的教学模式,将基础性实验内容与设计性实验相结合,开展“开放式”环境化学实验教学,收到了较好的效果。实践证明,这样做既有利于学生掌握研究原理,又使学生熟悉研究方法,掌握技术技能,提高创新能力。本文就我们在“开放式”环境化学实验教学改革中的认识和积累的经验做一下介绍。
一、“开放式”环境化学实验教学的必要性
环境化学是在化学科学的传统理论和方法基础上发展起来的研究有害化学物质在环境介质(大气、水体、土壤、生物)中的存在、化学特性、行为和效应及其控制的化学原理和方法的科学,它是环境科学专业的重要专业基础课。环境化学实验是理论教学的重要组成部分。学生通过环境化学实验来验证理论,加深理解;通过实验来提高观察问题、发现问题、分析和解决问题的能力。因此,环境化学实验是培养学生科学探索精神和创新能力的重要途径。
(一)传统环境化学实验教学弊端分析
现代教育学理论强调,教学过程中应遵循传授知识与培养能力相统一、教师主导作用应和学生学习主动性相结合的原则。原有的环境化学实验教学模式只是完成教学计划规定学时的实验内容,存在下列缺点与不足:
(1)实验学时少,内容陈旧。教学计划内环境化学实验的学时只有16学时,每个实验内容为四学时,因此按照教学计划,仅能安排四个实验内容。另外,在规定的实验内容中,没有综合设计性的实验内容。在这样短的时间内和有限的实验内容中,学生的动手实验能力根本得不到充分的锻炼,更无从谈起对学生创新能力的培养。另外,传统的实验内容来自于教学参考书,不能反映环境化学最新发展,也没有联系身边的环境问题。实验内容和实践脱节使学生很少有解决实际问题的机会,缺乏实际锻炼。久而久之,学生对生活中的实际问题漠不关心。尽管学习了许多高深的理论,却没有能力对身边的简单现象和实践中的问题作出解释,结果学生纯粹为考试、就职而学习理论,学了一些死理论,这不仅是实验教学的悲哀,也是整个环境化学教学的悲哀。
(2)实验教学的主体—学生对实验内容没有选择权。在传统环境化学实验教学中,实验内容由教师统一规定。所有学生都进行一样内容、一样要求的实验,实验课结束后,实验室统一关门。实验能力强的学生没有机会做一些深入的探索性的实验,有特殊爱好的学生不能做一些他们自己感兴趣而规定的实验内容中所没有的实验。这种无视学生能力差异和个性发展的实验教学,使学生在实验教学中的主体地位根本无法体现。学生做实验的积极性自然调动不起来。
(3)实验教学方法僵化。在传统的环境化学实验教学中,实验内容、所需仪器、设备材料以及实验过程都是由教师规定的。实验前教师通常准备好实验器材、调试好仪器设备,一般还对实验步骤进行详细讲解,甚至进行操作示范。实验讲义也把实验原理、步骤甚至某些实验现象都写得一清二楚,使学生失去了独立思考、独立设计、进一步探索的空间。这种教学方式无疑束缚了学生的想象和思维,窒息了学生的创造力。由于实验中没有失败的体验和成功的喜悦,学生自然无法领会环境化学实验的真谛。这种机械的教学方法没有摆脱理论课的教学模式,完全失去了实验教学的生机,使实验教学根本未能发挥它应有的作用。
(4)实验室仪器设备的利用率不高。实验教学是高等学校实验室的基本工作任务,是实验室建设与管理的出发点与归宿。环境化学实验室集中了一批高级的进口的仪器设备。但是,在传统环境化学实验教学中,学生仅能在固定的实验课中使用这些投资巨大的实验仪器设备,实验课结束后学生便无权使用。在教学计划规定的四个基础性实验教学内容中,学生可能还接触不到某些高级的仪器设备。因此,实验设备的利用率不高,无形中造成了隐性的资源浪费。
(二)“开放式”环境化学实验教学的内涵
“开放式”实验教学是针对传统实验教学封闭性的弊端而提出的,它已经成为当前高校实验教学改革的必然选择。它不光指实验室的“开放”,还指实验教学内容的“开放”、实验教学方法的“开放”,实验教学评价的“开放”等不可缺少的内涵。所以实行“开放式”实验教学,首先一定要充分深刻理解它的内涵。
(1)实验时间开放“开放式”环境化学实验教学首先意味着实验时间的开放。实验时间开放又包括两层含义:第一,学生进入实验室的时间开放;第二,学生做实验的时间时数开放,也就是每项实验在时间长短上没有限制,每个学生可以根据自己的实际情况进行实验。
(2)实验内容开放从实验内容和学科发展的.关系分析,“开放式”实验教学的教学内容应具有与时俱进的特点。“开放式”实验教学应及时根据现代科技发展的新知识、新技术和新的实验方法而发展,以先进的实验内容吸引、激发学生的求知欲。其教学内容应具有很强的实践性,与社会生产实践密切联系。教师要经常参与来自社会的实践课题,并使其及时转化为实验内容,从而使学生也参与到实践课题中来。这样,既充实了实验内容,又锻炼了学生的实践能力,使课堂理论与实践密切结合。
(3)实验教学评价开放对学生实验能力的评价,不能只重视实验的结果,更要重视实验的过程,特别是实验过程中学生所表现的独立分析问题、解决问题的能力及创新意识等等。对学生的环境化学实验考核要全面考核学生的实验能力,包括:学生的动手能力、思维能力、创造能力、设计能力、查阅资料的能力、提出问题的能力等等,在开放实验中有独特见解和创新的应给予较高的评价。这样不仅使我们对学生的评价公开公正,并且使学生的创造性得到极大的发挥。
二、“开放式”环境化学实验教学的实践
针对以前教学模式存在的问题,我们对环境化学实验教学从内容层次上、教学模式上、教学方式上进行创新改革,具体的做法如下:
(1)从实验内容层次上将环境化学实验划分为基础性实验和设计性实验两类。在计划的16学时内,完成环境化学基础性实验的教学。
(2)从教学模式上,实验教学采取“双主”模式。通过实验教学手段的创新,引发实验教学改革,使教师的角色从传统的信息提供者变为学生求知过程中的合作者与引导者,即由教师变为导师。为实现以上目的,在“教”与“学”中找到最佳的结合点,根据教学内容与目标,创设一个既能起到老师导学作用,又能实现个别化交互与协作学习的教学环境,提出的新型教学模式为双主模式,它既可发挥教师的主导作用,又充分体现了学生的认知主体作用。
(3)在教学方式上采取计划内实验和开放实验两部分。基础性实验在学校规定的上课时间内完成;“开放式”环境化学实验在第七学期安排四周时间进行。我们在环境01级的开放实验教学中,教师拟定了若干题目,学生每5-6人为一组。学生自由选题后,即进行文献查阅的工作。学生在进入实验室进行开放实验之前,每组同学需要先提交开题的一个综述报告,然后由教师统一组织同题目的同学在一起,进行开题研讨。指导教师参加开题报告的讨论,对方案进行指导之后学生便可以进入实验室,开始实验。经过这样的过程,既锻炼了学生的文献收集与检索、综述的能力,同时也加强了学生的自学能力、独立思考问题的能力。开放实验的实验室工作结束后,学生即进入开放实验论文的撰写及答辩阶段。答辩是根据题目按小组进行的。每个组派一个同学自述5分钟,答辩10分钟。开放实验的成绩考核要考虑到学生的出勤、实验表现以及论文和答辩情况。另外,为了加强学生对开放实验的重视,我们把开放实验的成绩纳入到环境化学期末考试的成绩中,占环境化学总评成绩的15%。
三、进一步的改进措施
通过两年来的开放式环境化学实验教学改革,我们积累了宝贵的经验,同时也发现了一些问题,促使我们对今后教学应加强的方面进行了深思。
(1)实验内容的灵活与更新。实验教学内容活、教学方法活也是“开放式”环境化学实验教学的必备条件之一。“开放式”环境化学实验教学的教学内容是和环境化学、社会等外部环境紧密联系的,要与时俱进、不断推陈出新。这就要求指导开放实验的教师应加强学习,关注学科前沿,才能把最新的内容呈现给学生。既然教学内容来自社会实践、来自学生生活,形式多样,这就必然要求教学方法也必须灵活多样,才能达到预期的教学目标。可以举办实验讲座,向学生介绍学科的最新动态、实验的最新成果,系统介绍实验知识、实验方法和手段。这样一来,既可激发学生实验的积极性,又可使学生掌握基本的实验知识和技能。
(2)加强对学生的实验考核。“开放式”环境化学实验教学中要促使学生主动到实验室来,就必须制定严格的实验考核制度。根据科学合理的考核标准对学生的实验情况进行全面严格的管理。学生必须要有真本领才能通过。实验考核的成绩必须与升留级和学位的获得相挂钩。“开放式”环境化学实验教学不但要加强实验课程结束后的实验能力的考核,也要加强学生平时每次实验的考核—从实验预习准备、出勤情况、实验过程到实验结果、实验报告等方面进行全面评价。
(3)实验设备尽可能现代化、多样化。“开放式”环境化学实验教学的内容固然要新,要与时俱进,实验设备也必须同时更新。先进的实验设备也是“开放式”环境化学实验教学的必要条件之一。在“开放式”环境化学实验教学中,实验设备越丰富多样,学生选择的空间就越大,综合性实验、设计性实验的开展受设备的限制就越少,学生的实验方案也就越容易实现。所以,“开放式”环境化学实验教学的实验仪器设备在力求现代化的同时,还必须尽可能多样化,这样才能使“开放式”环境化学实验教学真正达到其应有的教学效果。
新课程环境下高中化学实验教学研究 篇6
【关键词】实验教学；自主探究；实验
化学是一门以实验为基础的自然科学， 化学实验不仅是使学生获取直接信息，认识化学世界的窗口，而且是帮助学生认识化学规律、形成化学概念、理解和巩固化学知识、提高各种能力的重要途径。在新课程实施中我们在处理实验内容时既要紧扣新课程标准，更要创新化学实验教学方式，才能发挥化学实验在提高学生科学素养中应有的作用。下面谈谈我的几点看法。
一、利用活动与探究，让学生自主实验
传统的化学实验虽然能在一定程度上培养学生的观察能力和操作技能，但大多数是为验证概念、原理和元素化合物性质等提供证明或依据的实验，教师往往是在讲实验，学生则是在背实验，学生的实验活动也往往只是“照方抓药”，达不到真正意义上的实验目的，从而忽视了化学实验所蕴涵的思想性、探究性和发展性的功能。新教材上、下两册共设计了 29 处活动与探究，这些探究性实验不仅给学生增加了活动的机会，让学生亲历操作过程，而且更加侧重于探索和研究，这样的实验不是单纯地以理解知识和培养兴趣为目的，而是以实验为活动的载体，通过学生的亲身体验来完成科学的探究活动，以教材中的活动与探究为载体，积极引导学生开展自主性实验活动。这样，学生在亲身经历的过程中才能体会到知识的产生和发展过程，在亲手操作的过程中才能培养出娴熟的实验技能，在小组合作中培养团队精神，从而加深对相关知识的认识和理解。
二、改演示实验为学生实验
充分发挥实验的作用，淡化演示实验和学生实验的界限。这是新教材实验内容编排上的特点之一。新教材中共设计了53个实验，但并未指明是演示实验还是学生实验，这给教学留下了很大的空间。过去，由于实验条件等因素的限制，教科书中的实验主要以教师的演示为主，学生实验也多是重复一些演示实验的内容，不利于培养学生的动手实验能力，更谈不上对学生创新能力的培养。因此，我们在实际教学过程中可以将这部分实验进行精心分类，将现有教学素材进行重组，凡是那些操作不过于繁琐、装置不过于复杂、安全性比较大的演示实验，只要实验条件允许，均可设计成探究性的学生实验。比如，二氧化锰催化过氧化氢溶液的分解；二氧化碳的性质；洗涤剂的乳化作用和指示剂与酸碱溶液的反应等。通过这样的改进让学生更直接地面对实验事实，更清晰地看到实验现象，往往学生亲自动手得出的结论，会比教师演示实验的结论更具有说服力，同时进一步加强了学生基本操作能力的训练，培养了学生的观察能力，提高了学习化学的兴趣。
三、开放化学实验室，为学生提供探究的舞台
新教材在实验内容的呈现形式上还安排了大量的家庭小实验、实验习题。家庭小实验作为学生课外实验的一种形式，目的是为了培养学生持久的学习兴趣及实验方法。这类实验的趣味性比较强，内容与实际结合紧密，实验用品简单易得。教科书中以习题的形式呈现实验，目的是鼓励学生在家中独立完成实验，这类实验习题，侧重于对所学知识和技能的应用，促使学生独立思考实验的步骤、用品、操作方法等，具有一定的探究性。但是由于学生在校时间较长，有时在家里一时很难找到相应的实验用品，许多实验在家里很难开展，开放实验室无疑能为他们提供一个新的探究舞台。因此，在实际教学过程中，可根据教学内容，利用课外活动，合理开放化学实验室，为学生完成上述实验内容提供条件。
四、结合实际，贴近生活开展一些必要的实验设计活动
新课程标准提出要让学生有更多的机会主动体验探究过程，养成科学态度，获得科学的方法，形成终身学习的意识和能力。那么结合教材和教学进度，选择结合实际，贴近生活的探究性学习的课题，开展一些实验设计活动，对体现化学的实用价值具有十分重要的意义，同时更能培养学生的科学素养，激发学生的创造动机。比如在讲溶液的PH时，让学生设计测定本地区土壤的酸碱性并提出土壤改良的方案、在讲碳酸钠时让学生探究腌制皮蛋的原料和原理、讲氢氧化钠必须密封保存时让学生设计实验证明二氧化碳确实能与与氢氧化钠反应并且验证反应产物等。通过实验设计活动，培养学生的实验设计能力，培养其思维的全面性、系统性，培养学生根据实验现象，观察、记录、分析或处理数据得出正确结论的能力，获得了科学的方法，通过活动也可以强化学生解决实验问题的能力，为以后的学习打下良好的基础。
五、尽量开展微型化学实验探究活动
微型化学实验是指在微型化的仪器装置中进行，用尽可能少的试剂获取所需化学信息的一种化学实验方法和技术。其教育功能主要体现在有助于树立绿色化学观念、给学生更多的亲自动手实验的机会，增强实验动手能力、培养学生的创新精神。这种仪器操作简单，省试剂，省时间，但又能达到大型仪器的效果的实验活动的开展，改变过去那种一人做、大家看的局面；大大增强了化学实验教学中的探究性、增加了学生的实验参与程度。新教材编排中特别体现绿色化学，课程标准中也提出让学生逐步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的观念，并且在酸和碱的化学性质实验中使用了微型仪器胶头滴管和点滴板，在其他实验中，我们也要尽量使用微型实验达到同样的实验效果，比如探究二氧化锰作为过氧化氢分解的催化剂的实验等。
六、拓展探究渠道、注重课外探究
课外探究活动是课堂教学的补充和延伸，它具有课堂教学更广的空间和时间,我们将课本相关的实验改编后，,让学生课外进行探究，收到了较好的效果。如探究催化剂的催化效果时，我们就选择了氯酸钾分解的方法，一组没有使用任何催化剂，第二组使用传统的二氯化锰，第三组使用了砖头粉，第四第五组探究使用其他不同的氯化物，分别记录下收到等量气体所需的时间，收到可喜的效果，凡是与课本有关的可做实验，分别归类让学生在课外进行探究，扩展了探究空间。
实施新课程过程，我们化学教师更应该学习新理念，呈现新姿态，探索新教法，只要我们能不断探索新型教学方式，培养学生的创新精神、科学的思维能力及终身學习的能力，我们的基础教育事业一定会有全新发展。
参考文献：
[1]化学课程标准（实验稿）[M]. 北京师范大学出版社，2007
[2]义务教育课程标准实验教材《化学》[M].2008
[3]肖新华.新课课程标准下高中化学实验教学探究[J].成才之路，2010（01）
[4]秦海启.高中化学新课程中科学探究实验及探究性的思考[J]学苑教育2009（05）
化学实验教学与环境意识的培养 篇7
一、增强环境意识, 备好实验课
在旧教育观念的支配下, 相当一部分教师只重视知识教育, 轻视能力培养, 忽视素质教育。在化学实验教学活动中往往不备课或只作简单备课, 备的课中对知识考虑较多, 而对环境教育不考虑或考虑较少。例如, 从相当一部分教师上演示实验课时, 讲桌上无多余的盛放废液的器皿。因此要利用化学实验教学进行环境教育, 就必须增强环境意识, 要有意识地从环境教育的观点出发备好实验课。备课时, 既要设计好对学生进行环保意识教育的内容, 更要设计好演示实验的教学内容和方法, 特别是有毒气体实验中毒气泄漏的预防处理、吸收与再利用的方法设计等, 消除造成污染的可能性。比如, 在“一氧化碳的还原性”实验中, 对于尾气的处理有多种实验方案, 可以用气球回收尾气, 可以燃烧尾气等, 教师在准备实验时应设计好一种较理想的尾气处理方法, 以防止实验中一氧化碳泄漏对人体的毒害和对环境的污染。
二、严以律己, 以身作则, 规范演示实验
教师的行为是一种无声的语言, 它比教师讲课的有声语言更具感染力。因此教师以身作则, 规范演示实验操作是进行环境教育的关键。无论是演示实验, 还是学生实验, 教师都要言行一致, 做到实验操作的正确、规范, 尤其是涉及环境教育的内容。比如在药品的取用和称量、液体的量取和转移、过滤等基本操作中, 准确、熟练的动作可避免因药品洒落、挥发造成的污染。实验中药品的定量化既可以节省药品, 又减少不必要的污染。如“硫在氧气里燃烧”实验中, 硫的量很关键, 硫的量不足, 现象不明显, 硫的量太多, 不仅浪费药品, 而且对环境造成污染。上实验课前, 我几经实验, 最后定为在微型仪器中进行, 仅需硫粉为0.02克, 反应后生成的二氧化硫为0.04克。并且在仪器底部放少量水或氢氧化钠溶液, 反应结束, 将燃烧匙浸入其中, 彻底消除了二氧化硫的污染, 既对师生的健康有利, 又解决了对环境的污染。废物的处理一定要规范, 如废酸不能随意倒在地面上, 它会腐蚀大理石地面, 也不能倒入下水道, 它会腐蚀金属管道, 更严重的是造成水体污染, 等等。只有这样才能牢固树立学生的环境意识。
三、改进实验, 减少污染
化学实验中的大多数产物是有毒或有害物质, 尤其产生的有害气体直接影响师生的健康。在不影响实验结果的前提下改进实验, 尽量减少实验过程对人及环境的污染, 是化学实验研究的一项重要内容。如在“分子运动”一节, 做氨分子扩散实验时, 由原来的试管实验改为烧杯实验, 就是在小烧杯外再罩一大烧杯, 实验结束再在其中放一盛有适量浓盐酸的小烧杯, 反应掉挥发出的氨气, 使本实验对环境的污染降到最低。又如用红磷和白磷探究燃烧条件时, 为避免空气污染, 将红磷和白磷分别放在试管中并塞上试管塞, 再将其放在热水中, 这样既解决了污染问题, 又能看到明显实验现象, 可谓一举两得。再如学习酸碱盐时, 课堂演示实验, 后边的学生看不到现象, 因此分组实验更有利于教学。分组无疑要浪费药品, 我们就采用微型仪器, 就地取材, 用西瓜霜含片或中药丸用剩下的小点穴做反应容器, 既节约药品又能近距离的观察到明显的实验现象。同时向学生渗透在微型实验中, 由于实验过程中反应物和产物的量都很少, 产生的有害物质对环境造成的污染可降到最低程度。使学生自己领悟到, 使用微型实验仪器既节约药品又减少污染。实践表明在教学中采用微型实验, 除了有显著的经济效益和环保效益外, 还能激发学生兴趣、强化学生实验动手能力、培养创新思维、树立环保观念和提高学生科学素养。微型实验节省试剂和时间, 污染少, 安全性高, 为开展学生探究性实验、研究性学习和科技创新活动提供了有利的手段。
四、通过丰富多彩的化学课外实验培养学生的环保意识
化学课外实验是化学课外活动的主要形式, 作为课堂教学的延伸和补充, 教师可以积极地利用课外实验配合课堂教学开展环境教育。在课外实验的内容中, 可以有意识地安排一些有关环境检测、环境保护等方面的实验。如“水质简易的识别方法”、“模拟污水处理实验”、“空气中灰尘沉降量的检测”、“模拟空气受二氧化硫污染的危害性实验检测”、“一氧化碳的毒性实验”、“香烟烟雾中有害成分的检验”、“干电池的回收和利用”、“自制厨房油污清洁剂”等。教师可结合各校具体条件开展一些有益的环保实验, 让学生联系社会, 结合生活, 在实验中认识到环境保护的紧迫性和必要性。
总之, 在化学实验教学中, 通过课内实验教学、课外实验活动、开展微型实验, 引导学生在化学实验活动中养成良好环境保护习惯, 提高环保认识, 增强环保责任感, 使环境教育的思想真正体现在化学实验教学中。绿色化学实验不仅能使实验者在良好的实验环境中工作和学习, 而且能使学生在实验过程中培养预防化学污染的思想和学习消除或尽可能地减少毒害污染的实用技术。对绿色化学实验的研究, 将为我们在化学教育中实施创新教育、环境教育指明方向、提供依据, 也为创建平安绿色校园作出了贡献。
摘要：化学实验教学不仅要传授知识、培养操作技能, 还要培养学生环境意识。在大力提倡素质教育的今天, 对学生进行环境教育, 提高学生的环保意识以及培养学生解决环保问题的能力是非常必要的。化学学科和环境保护科学联系十分密切, 应在化学教学中渗透环保意识、进行环保教育, 这也是新课程理念的体现。
中学化学实验教学与环境保护教育 篇8
一、加强化学实验基础技能培养,进行环保教育
化学是一门以实验为基础的科学,在化学实验教学中,由于比课堂教学更有直观性,应重视环保教育。学生基础技能的优劣,直接影响到其使用的化学药品、实验过程中各环节产生的各种环境污染物均能够对环境造成污染。在化学实验教学过程中合理使用药品的用量,妥善处理废弃物,减少环境污染。例如药品取用时应按规定用量,没说明的应取少量;用剩的药品不能放回原瓶,不能抛弃,不能带出实验室,要放在指定容器里,其根本原因就是防止造成对环境的污染和危险。另外,在学生实验过程中,有的同学会因为实验技能差,如打坏仪器造成化学药品直接流入下水道、爆炸、燃烧等均会对环境造成污染,因此,加强化学实验基础技能培养,对学生在环境保护教学中是十分重要的。
二、开设微型实验,节约资源,减少污染,进行环保教育
微型实验是当前国际化学实验教学改革的重要趋势,是用尽可能少的试剂来获得比较明显的反应结果和准确的化学信息的一种实验方法,被称之为化学实验的绿色化设计。目前学生化学实验大多采用常量和半微量,试剂用量较大,随之产生废物也多,对环境的危害增大。而在微型实验中,由于实验过程中的实验药品微量化及实验仪器微型化,产生的有害物质对环境造成的污染可降到最低程度。如在浓硝酸与铜片反应的实验中,释放出的红综色NO2气体是具有强烈刺激性的气体,由于NO2的作用,加剧了浓硝酸对铜的氧化作用,释放出来的NO2会越来越多。在微型实验中,我们减少了反应物铜的用量,将铜片改成细长铜丝,这样只需拉出铜丝,即可随时中断反应,减少了有害气体NO2的逸出,对师生的健康有利,也使其对环境的污染大大减少。
再如学生分组进行酸、碱等物质性质实验时采用点滴板代替试管进行,实验现象明显、效果好,并节约实验材料和时间,减少污染。
可见,在化学实验教学中,将一些实验微型化也是防止环境污染的一条重要途径。
三、改进实验方案,培养学生良好环保习惯,进行环保教育
化学实验中的不少产物是有毒或有害物质,尤其是产生的有毒气体直接影响到师生的健康。教师在自己或指导学生实验时,应在不影响实验结果的前提下改进实验,严格要求,规范操作,尽量减少实验过程对人及环境的污染。例如,我们对可燃的有毒气体如CO,采取了简便易行的燃烧方法来处理尾气;在进行CO还原金属氧化物的实验时,采用先收集后点燃的方法除去尾气中的CO,以减少有毒气体的排放。一些有毒气体和易挥发有害液体的实验严格在通风橱内进行,对实验结束后的废液、废物、废渣必须放人指定地点,经处理或分解后方可排放或埋掉。有些实验废弃物必须加以回收,物尽其用。如化学分析留下的氯化银废液,可用价廉的锌粉、铝粉、葡萄糖等还原得银粒,硝酸处理提纯后得到硝酸银试剂;反应后过量的磷必须回收再处理、回收再加以利用等,从多方面培养学生良好的环保习惯。将实验后的废弃物转化为有用的物质。再如氧气的制取过程中用到的催化剂MnO2,实验完毕后,可以通过溶解、过滤、洗涤、干燥后循环使用,这样可以节省资源、减少污染并降低实验成本。
四、开设课外新型化学实验课教学模式,进行环保教育
在以往的化学实验教学中,多采取根据教学大纲规定内容开设化学实验,学生机械性学习化学实验现象。随着工业化的不断发展,越来越多的化工企业对环境进行污染,因此,可增设以课外活动让学生到实际环境中进行大气污染物浓度测定等课程,将对学生学习知识同时,起到很好的环境保护教育。具体可采取多种形式,例如,组织学生测定大气污染物浓度、测定附近河、湖水的酸碱度,到附近工厂进行污水排放观察及污水处理参观,利用节假日到野外收集废电池等等,让学生亲身体验环境污染的程度及危害性,逐渐增强环保观念。
化学与环境 篇9
一、水体污染
水利部部长汪恕诚在向全国人大常委报告时指出, 以水资源紧张、水污染严重和洪涝灾害为主要特征的危机已成为我国可持续发展的重要制约因素。近几年, 我国水体水质总体上呈恶化趋势, 甚至全国90%城镇饮用水源受污染。我国沿海近几年出现大面积赤潮, 主要是因为人类滥用氮肥、磷肥、农药和城市废水排入造成的, 使得水质恶化和鱼类死亡。为此, 我国已严禁使用含磷洗衣汾, 因为其中含三聚磷酸钠, 这样可减少磷元素进入水中。
二、全球变暖问题
据报道, 在20世纪内, 地球上平均气温升高了0.5℃, 如不采取有效措施, 到2050年左右可能再上升1.5℃-4.5℃。地球上气温的逐步上升导致南北两极地区的冰雪逐渐融化, 从而使海平面上升, 如听任下去将有可能导致沿海某些地区被淹, 内地某些地区出现洪水泛滥、良田被毁, 最终出现饥荒。全球变暖的原因, 专家指出就是温室效应。联合国卫生和环保机构早在1996年就在一份报告中督促各国 (特别是一些工业化国家) 采取有效行动控制CO2的日益增多的排放, 以减弱日益严重的全球变暖的趋势。
三、臭氧层空洞现状
臭氧层中的臭氧是能吸收、阻挡对生命有害的太阳紫外线辐射的滤波器, 它对地球上的人和生物起着保护作用。波长在200-300mm范围内的太阳光有95%-99%可为臭氧层中的臭氧所吸收, 假如这部分辐射没有阻挡而达到地面, 则将会造成严重后果, 使人体免疫力减退, 引发皮肤癌、眼部疾病, 还会降低农作物产量。但20世纪70年代以来, 世界各地的观测表明, 臭氧层中的臭氧有明显减少趋势;随后的80年代首先发现南极上空每年9-10月份臭氧层中的臭氧急剧减少形成臭氧层空洞;1987年又发现北极上空也出现了臭氧层空洞。据国内外科学家观测, 自1979年以来青藏高原上空出现臭氧异常低值区, 如果任期发展下去, 青藏上空可能出现地球上的第3个臭氧层空洞。科学家们进一步研究表明, 破坏臭氧层的主要杀手一是氮氧化物, 一是氟利昂。超音速飞机排出的废气和核爆炸产生大量氮氧化物, 氟利昂是氯烷的俗名, 它广泛用作冰箱和空调中的制冷剂以及喷雾剂制品中的推进剂等。随后, 科学工作者又发现含氯的化学品、含溴的化学品等近百种物质都对臭氧层有破坏作用。为预防控制臭氧层继续被破坏, 环境科学工作者提出许多方法, 如设法减少氮氧化物的排放, 对石油、氮肥、硝酸等化工厂排废严加管制, 以减少氮氧化物的排放, 还倡导使用无氟冰箱等。
四、大气污染
大气污染物很多, 烟尘、汽车尾气、二氧化硫、氮氧化物等。由于大气污染而引起的一种危害主要是酸雨。酸雨危害很大: (1) 它进入湖泊、江河, 使水质酸化导致鱼类死亡。 (2) 它进入农田, 影响土壤, 溶解土壤中钙、镁、钾等营养元素而使它们流失, 同时又使土壤中可能存在的某些有毒金属元素的化合物溶解成水溶液, 被植物吸收后就会“中毒”, 影响植物生长, 甚至造成植物死亡。 (3) 它还会腐蚀建筑物、金属制品等。一些世界上的著名文化遗物, 如瑞典的马特农神殿正在遭受酸性沉积的侵蚀, 威尼斯的古建筑和部分艺术珍品严重受损。 (4) 它破坏了生态环境。所以, 我们必须采取一定措施, 进行防治。一是减少污染源, 如为了减少SO2生成, 选用低硫燃料或开发利用新能源和太阳能等。二是对产生的SO2、氮氧化物尽量利用碱性物质吸收。我们可改用新型发动机和加装催化转化器的办法, 使汽车排放的有毒废气大大减少。我国科技人员经过一番努力已经在煤油技术上取得了重大突破, “煤变油”的生产可以做到“零排放”。
五、有毒化学药品的任意排放
化学农药任意排放成为影响生态环境的一个重要污染源。铅、汞、镉等金属及其化合物主要通过尘埃沉降、污水灌溉等途径进入土壤而被农作物吸收, 进而危害人类健康。为此, 我们应食用无毒无公害的绿色食品, 对于各种有可能引起污染的垃圾要分类分装并回收利用。
环境化学实验 篇10
一、在热力学基础中渗透环境教育
热力学是自然科学中的一个重要分支学科,它是研究化学反应过程中能量相互转换规律的科学。在生产和科学研究中,我们经常会遇到这样一些问题:一个化学反应能否进行,反应进行的最佳条件是什么?化学反应是放热还是吸热,完成一个化学反应我们需要提供或者得到多少能量?解决这些问题的理论基础就是热力学。热力学内容,与环境问题有着直接联系。化学反应和能量之间有着重要的内在联系。热力学正是研究它们之间的关系。化学反应常常伴随着能量的变化。无论是人类已经大量利用的能源还是新开发的能源,大多都是依靠它们进行化学反应来获得能量。人类的文明始于火的使用,燃烧是人类最早的化学实践之一。燃烧把化学与能源紧密地联系在一起。人类巧妙地利用化学变化过程中所伴随的能量变化,创造出丰富多彩的物质文明。同时燃料的燃烧也带来了一系列的环境问题,如大气污染、温室效应。人们必须掌握化学反应中的热量变化规律,从根本上解决能源问题。能源与清洁生产是当今社会的热门话题,而在这部分内容中蕴含着大量的相关知识。人们对能源进行了分类:可再生能源和不可再生能源、清洁型能源和污染型能源等。例如,水力能、太阳能、核能等都是清洁型能源而且是可再生能源,煤炭和石油污染型能源是不可再生能源。目前,能源问题主要有两个方面,一是能源短缺的资源问题,另一个是能源造成的环境污染问题。在这部分内容中,可以向学生大力倡导使用清洁源及可再生资源,开发研制新能源,向学生提出可持续发展的方向。
再如:在介绍热力学第二定律,学习概念、原理时,可以将抽象理论与社会发展相联系。比如,有位科学家将对熵的性质的理解上升到哲学层面,将自然科学与社会科学有机融为一体。熵代表的就是系统的混乱度,往往系统都是向着混乱度增大的方向移动。如果从哲学的角度分析,熵不仅向着无组织性滑去,在某些条件下熵本身会成为有序的根源,所以有序来源于混沌。如人类社会的发展经历着由简单到复杂的变化,于是,人和自然之间以及人与人之间需要有一种新关系,那就是和谐共生的有序关系。自然科学与社会科学原本是为了研究客观世界而分裂的整体,但人们往往忘记将它们结合,片面强调某一科学的实用价值,这无法使受教育者全面看清世界的本质及发展。所以,在化学教学中要注意结合人文教育进行环境教育渗透。
二、在化学反应原理中渗透环境教育
化学反应原理中包括化学平衡和化学动力学。化学平衡问题,是指在一定条件下,反应物可以转化成产物的最大限度问题。化学反应动力学是研究反应速率的问题即反应完成需要多长时间以及化学反应速率机理的学科。只有掌握化学反应的基本原理,才能把握反应的可能性和现实性,在环境保护中利用化学反应的原理可以实现清洁生产。
化工生产及其相关工业生产中,包含很多化学反应。所以,化学反应原理与实际生产过程密切联系。工业生产排放的“三废”是污染的主要来源,而且也是最难消除和降解的。所以,在这部分内容中,笔者认为可以提倡从源头上控制使用有害原料,并且在生产过程中最大地转化利用原料,避免有害污染物的产生,即清洁生产的新思想———生产全过程的无害化。这就需要应用所学到的化学反应原理,判断反应进行的方向,实现反应的最大转化率,促进清洁生产的推广使用。这样,既联系实际,明确学习的目的及应用,又有效进行了环境教育的渗透,加深了环境意识,又指导了环境行为。当学生将来进入生产第一线时,会为社会创造不可估量的价值。因此,在化学反应原理中要注重渗透清洁生产相关内容及如何运用化学反应原理实现清洁生产。比如,上世纪70年代以来,全球环境日益恶化。为此,世界各国不断增加投入,治理生产过程中排放的三废。然而,污染物一经排放到环境,再进行治理,不但难度大,而且效果差,达不到要求。为此,国际上对工业污染控制战略进行了重大变革,其核心是:以污染防止战略取代末端处理为主的污染防治战略,即清洁生产。利用化学改革传统的生产工艺,从三方面保证生产的清洁:能源清洁、生产过程清洁、产品清洁,从而达到清洁生产的目的。
三、在电化学中渗透环境教育
电化学是研究电能与化学能相互转化的科学。在进行二者间相互转化的同时,必须发生有电子转移的氧化还原反应,这样才能实现电能和化学能之间的相互转换。很多污染的形成都涉及电化学反应机理,相反,学习电化学也可以帮助我们分析污染的形成过程,以此来防止污染的形成及污染的治理。所以,在这部分内容中,我们要注意结合实例,讲解电化学与污染的关系。电化学中的氧化还原反应是化学中非常重要的一类反应。在我们的生存环境中,氧化还原反应是一种非常普遍的化学现象。例如,长期暴露在潮湿空气中的金属器具会腐蚀生锈。燃料燃烧时产生的一氧化氮在空气中转化成二氧化氮,二氧化硫在空气中氧化生成三氧化硫。由于污染气体的排放,再经氧化形成的酸雨现象已经是全球性环境问题,它严重影响人类及生物的健康、腐蚀建筑物、破坏植被的生长等。
人类活动产生的污染物进入环境后发生迁移和转化反应等大多是氧化还原反应。而在污染物的治理中,也会经常利用到氧化还原反应原理。氧化还原处理法一般用于环境中难以消解的有毒、有害物质的处理。这种方法可使环境中的污染物因发生氧化还原反应而变为无毒或低毒化合物,或转化成能从环境中分离出来的物质。所以,在教授电化学内容的时候,注重强调所学的理论知识与实践相结合,它可以帮助我们分析污染物形成的机理及如何治理污染物。此外,电化学处理方法也是废水净化中经常采用的方法。利用阳极使水中污染物氧化,阴极使水中污染物还原,也可以利用电解产生氧化剂和絮凝剂对污染物加以处理。