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基于绿色化化学实验装置的设计与应用
作者:佚名    文章来源:转载    点击数:    更新时间:2010-6-9

 

化学实验作为化学学习和研究的基础,易造成环境污染,特别是传统的化学实验方法对环境污染的因素考虑得较少,有毒气体、液体、废物等不加处理随意排放,因此在实验教学中应以绿色化学的理念和方法为核心,对化学实验进行改进,尽可能减少环境污染或无污染,化学实验过程达到绿色化。

1装置的设计

实验装置是化学实验的重要组成部分,从实验装置的简约性、环保性、安全性等角度出发,设计安全、绿色、简约的实验装置来提高实验的质量是十分必要的。

实验装置如图1所示

2装置的应用

下面以几例中学化学实验改进为例,对该装置的使用与特点加以介绍。

2.1微粒运动实验的改进

教材实验及缺陷:

[实验2]重新配制甲溶液(向烧杯B中加入20 mL蒸馏水,滴入2~3滴酚酞试液,得到溶液甲)。在烧杯B中加入3 mL~5 mL浓氨水,用一个大烧杯把两烧杯的溶液罩在一起,观察实验现象。通过实验,我们发现:药品用量大,实验过程中由于氨气的挥发性,产生的刺激性气味影响课堂教学效果。实验改进实验装置及药品:如图2所示

实验步骤:

1)安装好装置,检查装置气密性;

2)在小试管中加入2~3片固体氢氧化钠(氢氧化钠溶解要放热,会加快氨气从浓氨水中挥发出来的速率)

3)用带有橡皮塞的滴管吸入少量浓氨水的后,塞紧U形管口;

4)在长形滤纸上滴几滴酚酞试液制成湿润的酚酞滤纸条,将滤纸条挂在铁丝上,塞紧橡皮塞;

5)挤压胶头,滴入2~3滴氨水,可观察到湿润的酚酞滤纸条迅速变成红色。

实验优点:

1)方法简单、现象明显,省时;

2)只用几滴试液就完成了实验,药品用量实现了微量化;

3)整个实验都在封闭体系中进行,对环境无污染。

2.2氯水漂白作用实验的改进

教材实验及缺陷:

[实验4-4]将有色纸条或布条、有色花瓣放入盛有1/3容积新制氯水的广口瓶中,盖上玻璃片。

观察现象。

[实验4-5]将有色纸条或布条、有色花瓣放入盛满干燥氯气的集气瓶中,盖上玻璃片。观察现象。

通过实验,我们发现以下不足:一次实验就要制得两瓶氯气,药品用量太大;氯气易逸出,造成环境污染。

实验改进:

实验装置及药品

如图3所示:

实验步骤:

1)按图3所示连接好实验装置,称取约0.5 gKMnO4装入小试管中,将小试管放入U形管中,再用带橡皮塞的滴管吸入约1.5 mLHCl,然后塞上橡皮塞;

2)分别在铁丝上挂一面用滤纸制成的干燥品红小旗和湿润品红小旗;

3)轻轻挤压滴管胶头,使浓HCl缓缓流下,根据反应剧烈程度控制流速,观察品红小旗颜色是否有变化。

现象解释:

1)干燥的氯气中只存在氯气分子,不能使干燥的品红小旗褪色;

2)氯气溶于水后,和水反应生成次氯酸,次氯酸具有强氧化性,能使品红小旗褪色。

实验优点:

1)实验装置简单、操作简便,药品消耗少;

2)将两次实验合并,易于操作,演示用时短,现象明显,对比鲜明;

3)整个实验在封闭环境中进行,对环境无污染。

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