优化有机化学实验内容减少化学试剂的消耗和污染

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1、优化有机化学实验内容减少化学试剂的消耗和污染优化有机化学实验内容减少化学试剂的消耗和污染　【摘要】对有机化学实验内容进行优化,将循环经济中的3R原则应用到有机化学实验教学改革中,可减少实验教学中化学试剂的消耗,使化学试剂能回收利用和循环使用,减少了环境污染物的排放。.L.　　【关键词】有机化学实验化学材料节约再利用　　有机化学实验对化学试剂消耗大,在不影响教学效果的前提下如何减少化学试剂的消耗,是教学改革的目标之一。笔者将循环经济中的3R(Reduce减量化、Reuse再使用、Recycle再循环)原则应用到有

2、机化学实验的改革中,取得了较好的效果。　　一、优化实验内容　　教学内容的制定应符合人才培养目标的要求。化学与化工工艺专业的有机实验一般为4学时,包括性质实验、制备或合成实验、分离操作实验(蒸馏、萃取)等。在不影响教学效果的前提下,笔者以减少化学试剂的消耗为出发点,对实验内容进行了优化。优化的重点在制备实验和分离操作实验部分,因为这些实验选择的弹性大。通过反复论证,各实验之间建立一定的联系,通过微型化实验、连续多步实验及试剂的回收使用和循环使用达到节约的目的。当然,内容的选取不能仅仅是节约,应考虑反映的典型性和操

3、作的代表性,更应注重能力的培养。优化后的实验内容包括:有机化合物的性质实验(不饱和烃的性质、酚的性质、醛酮的性质等,将性质实验整合在一起);熔点的测定;有机化合物的萃取和洗涤;蒸馏实验(学习蒸馏的理论和操作);茶叶中咖啡因的提取(学习萃取理论,练习索氏提取器的使用);绿色植物色素的提取和色谱分离;正溴丁烷的制备(取代反应,练习使用有害气体装置的回流操作,学习液体化合物的干燥方法);对硝基苯甲酸的制备(氧化反应,掌握化学分离、过滤、固体干燥的基本操作);对硝基苯甲酸乙酯的制备(酯化反应和可逆反应,掌握回流操作、低

4、沸点物质的干燥);对氨基苯甲酸乙酯的制备(硝基还原反应,练习萃取、结晶、乙醚的回收安全操作);联苯羰基丙酸的制备(酰基化反应,综合实验,掌握无水操作、水蒸气蒸馏操作、过滤操作等);阻燃剂的制备和性能测定等。实验内容的选择为实现化学试剂的节约奠定了基础。　　二、开展微型化实验,实现化学材料的减量化　　微型化学实验具有节省试剂、减少污染、缩短学时等优越性。但是常规实验和微型实验有各自的优势和不足,将所有的实验实行微型化是不可行的。笔者选择部分实验进行微型实验研究,取得了一定的效果。如正溴丁烷的合成实验,常规实验中正

5、丁醇9.2ml;溴化钠13克,浓硫酸14ml,加热反应时间1小时;微型实验用量正丁醇1.5ml,溴化钠(2g),浓硫酸2ml,加热反应时间0.5h。微型化实验不仅减少了正丁醇、溴化钠、浓硫酸的消耗,而且减少了有毒气体溴化氢的排放。　　三、设计多步连续化实验,实现中间产品的再利.L.用　　传统的有机合成实验都是一个个独立的实验,所合成的产品无使用价值便倒入下水道,既浪费,又污染了环境。笔者调整实验项目,将几个实验连接起来,前一个实验的产品是后一个实验的原料,这样既节约了原料,又减少了污染物的排放。同时,学生以自己

6、的产品作原料进行下一步实验,可迫使学生从一开始就认真操作,设法提高产率。在制备实验中,笔者开设了对硝基苯甲酸的制备→对硝基苯甲酸乙酯的制备→对氨基苯甲酸乙酯的制备,三个实验相连接,用自己制备的对硝基苯甲酸酯化制备对硝基苯甲酸乙酯,酯化的产品再进一步还原制备了对氨基苯甲酸乙酯,效果非常好。　　四、注重试剂的回收再利用和循环使用　　减少浪费的措施之一就是资源的回收利用和循环利用。在有机实验中笔者也作了一定的尝试。如茶叶中咖啡因的提取实验,用95%的乙醇作溶剂,每组需用150ml,整个实验对乙醇的

7、消耗很大,而且95%的乙醇相对较贵,浪费严重。笔者练习蒸馏操作时安排了酒精的蒸馏,用的原料是工业酒精,价格便宜,而蒸馏得到的产品是95%乙醇,正好可以用于咖啡因的提取。而且提取咖啡因后的乙醇又可以作为蒸馏的原料循环使用。对氨基苯甲酸乙酯的制备中用乙醚做萃取剂,用后的乙醚要求学生蒸馏回收,下一班学生再使用。这些措施的实施,既减少了试剂的消耗,又增强了学生的节约意识。　　　　【