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1、 本科分析化学实验绿色化改革研究:本论文以环境友好为动身点,综合考虑教学理念、教学内容、和教学模式等多个方面对环境的影响,探究农牧应用型本科分析化学试验绿色化改革,以有效利用化学资源,削减试验室废液带来的环境破坏和污染。 关键词:环境友好;农牧应用型本科;分析化学试验;绿色化改革 应用型本科大学是中国高等训练系统中的重要组成局部,其重在“应用“二字,要求专业的开设严密结合地方进展的特色,注意熬炼学生的实践力量,培育应用型人才。应用型本科教学体系建立的核心环节是实践教学,分析化学试验是化学及相关专业的一门重要根底必修试验课程1。我校作为一所农牧应用型本科院校,开设化学分析试验课程的专业有动物科学
2、、动物药学、动物检疫检验、动物医学、制药工程、水产养殖、食品科学、食品安全、生物工程、酿酒工程等10个专业,每学年学习化学分析试验课程的学生到达1000人以上。由于分析化学试验室担当了大量的试验教学内容,试验工程多,学生类型及人数多,试验中使用的化学药品、试剂的种类和总量多,所以每个试验工程在操作过程中存在严峻的铺张现象2,而试验完毕后产生的废弃物对生态环境造成的污染更是不容无视。绿色化学又称环境友好化学,其理念是从源头上预防污染,生产过程中消退污染,生产终端能对废物进展有效处理和利用。世界上许多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一3。化学试验绿色化的核心是“5R”原则4,
3、即Reduction:原料的减量和试验废弃物的减排;Reuse:试验资源的循环重复使用;Recycling:试验资源的回收利用;Regeneration:试验废物的有效利用;Rejection:有毒有害品的拒绝使用。农牧应用型本科院校分析化学试验的绿色化建立,应以环境友好为动身点,综合考虑教学理念、教学内容、试验方案和试验操作等多个方面对环境的影响,以有效利用化学资源,削减试验室的废液带来的环境破坏和污染。本文以我校分析化学试验教学为讨论对象,结合我校相关专业的实际学情,对农牧应用型本科院校的分析化学试验绿色化教学进展了如下几个方面的探究。 1树立绿色教学理念 分析化学试验的教学目标不仅是训练
4、学生的操作技能使其具有独立完成分析试验的力量,更要使学生树立节省、环保的意识5。分析化学试验要求对所用的玻璃仪器进展反复的清洗和润洗,学生往往会任水管自流,润洗所用试剂的量亦很少留意,分析化学试验指导教师应强调掌握每次操作时所用的量,够用即可。在滴定分析试验工程中,根据试验要求标准操作,尤其是接近滴定终点时,尽量不要滴过太多,造成试验结果不行取,铺张试验次数,而且每次到达滴定终点时,滴定管中的溶液不必倒掉,进展平行试验时补加至相应刻度即可。分析化学试验中会产生的一些有毒有害污染环境的废弃物,如“重铬酸钾法标定硫代硫酸钠溶液”试验中重铬酸钾具有很强的毒性,“双氧水中过氧化氢含量的测定”试验中会用
5、到高锰酸钾标准溶液,大量重铬酸钾和含锰废液的产生,假如随便导入下水道,会造成环境的严峻污染,会对学校及四周的饮水和食品安全构成威逼,从而训练学生节省试剂,废液要做到集中有效处理。因此,在试验教学过程中,向学生传授绿色化学思想,增加其环保意识是推动分析化学试验绿色化改革的关键方面。 2建立“微型化、减量化”试验体系 分析化学试验中的滴定分析是常量分析,试验室用的滴定分析玻璃仪器的规格为50mL容量瓶、250mL锥形瓶和25mL移液管,为保证分析结果的精确牢靠,滴定体积一般在2025mL。这就造成每个滴定分析试验需要配制和使用大量的溶液。微型分析化学试验是在保证预期需要的试验精确度的前提下,采纳微
6、型玻璃仪器,使试剂的用量尽可能的削减6。为了推广微型化试验,本校分析化学试验室对滴定分析所用的玻璃仪器进展了小量化探究,而保证明验操作方法根本不变。例如,将50mL滴定管换为25mL250mL、锥形瓶换为100mL、25mL移液管换为10mL后,学生在操作时更加的标准和细心,在保证滴定结果的精确度和周密度的同时,大幅降低了试验本钱,削减了试验废弃物对环境的污染。在推广微型分析化学试验的根底上,还要重点进展减量化试验改革,即在保证明验教学效果的前提下,不更换分析仪器的条件,通过减小溶液浓度及用量的方法进展分析试验7。例如,分析化学试验工程“直接碘量法测定维生素C含量”,试验教材采纳的滴定剂为0.
7、05000molL-1的碘标准溶液,我们把其浓度降为0.02500molL-1,依旧可以保证分析结果的精确度和周密度;分析化学试验工程“理盐水中氯含量的测定“,所用试剂硝酸银的价格比拟昂贵,试验教材中硝酸银标准溶液的浓度是0.1000molL-1,我们将其浓度降低到0.05000molL-1,经学生试验操作依旧可以得到较好的试验效果。所以在不影响试验效果的前提下,尽量降低滴定剂的浓度,一刻削减试验试剂的用量,从源头上尽可能的削减对环境的污染。 3合理设计课程试验工程的连续性 将前一试验配制、标定的溶液作为下一试验的滴定剂。如在试验工程“NaOH溶液的配制和标定”后设置“食醋总酸度的测定”,用已
8、经标定好的溶度精确已知的氢氧化钠标准溶液来滴定肯定体积的食醋样品,从而得到食醋的总酸度;在“HCl溶液的配制和标定”后设置“混合碱组成和含量的测定(双指示剂法)”,用已经标定的HCl标准溶液来滴定肯定体积的混合碱样品,依据试验结果来确定混合碱的组成及各自的含量。将单一的试验工程相关联,不仅渗透着绿色教学的理念,也能很好地检验学生的试验操作力量和试验效果,更能培育其可持续进展的意识。 4做好废液的回收及循环利用 分析化学试验中会用到或产生的一些有毒有害污染环境的试剂。例如分析化学试验工程“双氧水中过氧化氢含量的测定”,会用到高锰酸钾标准溶液,产生的废液中含有大量的锰。参考GB20425-2022
9、其次类污染物最高允许排放浓度,含锰废液中总锰的最高排放值为2.0mgL-18,因此可在废液中参加NaOH使锰生成MnO2沉淀,经过滤分别,沉淀物保存,使锰含量符合污水排放标准。再例如,分析化学试验工程“生理盐水中氯含量的测定”,产生废液的主要成分就是氯化银和硝酸银,我们可以用价格廉价的NaCl溶液把废液中的Ag+转化为AgCl沉淀;经过滤分别后,再参加氨水使AgCl转化为可溶的Ag(NH3)4+;接着在Ag(NH3)4+溶液中参加过量NaOH使Ag(NH3)4+转化为Ag2O沉淀;最终参加HNO3得到AgNO3溶液;得到的AgNO3溶液经标定后即可用做学生试验的标准溶液供使用。通过试验设计对试
10、验废液进展有效处理和循环利用,在提高化学试剂的使用率及削减环境污染的同时,还可以提高学生的综合素养和创新力量。 5进展虚拟仿真试验教学 传统的分析化学试验教学中,经过综合考虑,试验工程都是经过层层筛选得到的。教学内容上,局部毒性大、危急系数高、重复性差、废物处理困难的试验工程已经剔除,因此分析化学试验安排缺乏肯定的广度;教学模式上,指导教师先讲解试验目的、原理、仪器试剂和试验步骤后,学生才开头试验操作,这种“保姆式”的教学使学生依靠性很强,不利于培育其学习的主动性和创新性。进展多媒体虚拟仿真试验教学,将试剂消耗量大、试验本钱高、具有污染性与危急性的试验做成仿真系统来供学生操作演练。通过计算机来
11、模拟试验,利用文字、图像、声音、动画的效果让学生到达身临其境的感受和亲身操作的效果,从而真正实现分析化学试验的“零排放”、“零污染”、“零损害”。 6结语 为验证效果,以我校2022级动物检疫检验专业学生为讨论对象实施了上述分析化学试验绿色化的改革探究。在课程考核完毕后,对学生进展调查结果说明:树立绿色教学理念,将其贯穿分析化学试验教学始终,有助于提高学生的节省、环保意识;建立“微型化、减量化“试验体系提高了学生的试验操作技能,在保证明验效果的前提下,大幅降低了试验本钱,削减了试验废弃物对环境的污染;合理设计课程试验工程的连续性,检验了学生试验操作力量和试验效果,更培育了其可持续进展的意识;做好废液的回收及循环利用,不仅有效利用了资源,更培育了学生的试验设计力量和创新力量;进展虚拟仿真试验教学培育了学生学习的乐观性和主动性,使其综合素养得到很大提高。
