構(gòu)建綠色有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的探討與實(shí)踐
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室與實(shí)驗(yàn)中心其他實(shí)驗(yàn)室最大的不同，是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)用到大量的化學(xué)藥品，下面是小編搜集整理的一篇探究有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的論文范文，歡迎閱讀查看。
摘 要：有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的管理工作包括藥品的合理貯存與使用、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作、廢液的回收等，實(shí)踐證明，科學(xué)的管理方式可以節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本，減少實(shí)驗(yàn)污染，保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行，而且對(duì)學(xué)生樹(shù)立綠色環(huán)保意識(shí)有潛移默化的影響。
關(guān)鍵詞：有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 有機(jī)廢液 循環(huán)利用
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)是化學(xué)專業(yè)學(xué)生的必修課，我校有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程緊密配合理論課的教學(xué)，分為有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)基本操作、有機(jī)化合物的性質(zhì)與鑒別和有機(jī)化合物的合成與制備三個(gè)教學(xué)模塊，通過(guò)這三個(gè)模塊的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，鞏固和加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，形成學(xué)生熟練的實(shí)驗(yàn)操作技能，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究態(tài)度，啟發(fā)和提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力[1，2]。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室是對(duì)學(xué)生進(jìn)行有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要陣地，采取行之有效的手段，讓有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的管理更加科學(xué)、合理、環(huán)保，從而更好地保障教學(xué)實(shí)驗(yàn)工作順利進(jìn)行，具有重要的意義。通過(guò)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室藥品的貯存與使用、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作、有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室廢液的回收與循環(huán)利用三個(gè)方面討論了我校對(duì)有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的管理方式，并針對(duì)部分問(wèn)題提出了改進(jìn)意見(jiàn)。
1 有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室藥品的貯存與使用
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室與實(shí)驗(yàn)中心其他實(shí)驗(yàn)室最大的不同，是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)用到大量的化學(xué)藥品，這些藥品大部分具有易燃、易爆、強(qiáng)腐蝕、易揮發(fā)、有毒等危險(xiǎn)性，所以對(duì)藥品的貯存與使用的管理是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理的一個(gè)重要內(nèi)容，也是確保實(shí)驗(yàn)室安全和環(huán)境保護(hù)的重要方面。有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)藥品室儲(chǔ)存有一學(xué)期的有機(jī)實(shí)驗(yàn)課程所需的藥品，張學(xué)英等[3，4]詳細(xì)地闡述了藥品科學(xué)貯存需要遵循的原則和注意事項(xiàng)。除了藥品的貯存外，由于有機(jī)試劑的易揮發(fā)性和毒性，在藥品的使用上要具有節(jié)約和環(huán)保意識(shí)，要用環(huán)保理念規(guī)范化學(xué)藥品的管理。
1.1 合理維持儲(chǔ)存室藥品存量，避免藥品積壓造成浪費(fèi)
在化學(xué)藥品管理工作中經(jīng)常遇到的一個(gè)問(wèn)題就是藥品的積壓，藥品積壓在實(shí)驗(yàn)室太久，有些容易揮發(fā)，有些容易變質(zhì)，有些標(biāo)簽被腐蝕脫落無(wú)法識(shí)別，直接造成藥品浪費(fèi)，同時(shí)也污染環(huán)境、影響人體健康。為了避免藥品在儲(chǔ)存室的積壓，在藥品管理過(guò)程中，首先，要統(tǒng)計(jì)每學(xué)期藥品的需要量，按需要量領(lǐng)回藥品，其次，定期清點(diǎn)藥品儲(chǔ)存室的藥品;未開(kāi)封、未過(guò)期的藥品質(zhì)量尚有保障，要優(yōu)先使用這些藥品，再使用新領(lǐng)回的藥品，對(duì)未開(kāi)封，但存放時(shí)間較久的試劑，質(zhì)量難以保證的，則交由試劑庫(kù)統(tǒng)一回收處理，開(kāi)封后剩下的試劑，如果試劑的性質(zhì)穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中對(duì)該試劑的級(jí)別要求不高，也需要優(yōu)先使用這些藥品，而某些開(kāi)封后不能繼續(xù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中使用的試劑，及時(shí)發(fā)布這些試劑的信息，與學(xué)院其他實(shí)驗(yàn)室共享，從而降低試劑的浪費(fèi)，無(wú)法共享的交由試劑庫(kù)統(tǒng)一回收處理。通過(guò)這樣的管理方式，有效地提高了藥品的使用率，減少了藥品的浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的污染。
1.2 節(jié)約藥品，避免重做，從藥品的使用管理環(huán)節(jié)培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)
實(shí)驗(yàn)中嚴(yán)格監(jiān)督學(xué)生按照用量要求取用藥品，同時(shí)盡量避免學(xué)生重做實(shí)驗(yàn)，這是從藥品的使用環(huán)節(jié)進(jìn)行的管理�；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)所做的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目都是精心篩選的，如果有失誤要分析原因，而不一定要重做。低年級(jí)的學(xué)生，還沒(méi)有很好的環(huán)保意識(shí)和分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力，實(shí)驗(yàn)過(guò)程遇到問(wèn)題，操作出現(xiàn)失誤，常常不是去思考怎么解決，而是追求更高的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率，想直接重做這個(gè)實(shí)驗(yàn)。例如：基礎(chǔ)操作實(shí)驗(yàn)中的液-液萃取實(shí)驗(yàn)，用萃取法將苯甲酸和間硝基苯胺分離，因?yàn)檫@是學(xué)生第一次用到分液漏斗，分液漏斗的旋塞處凡士林涂抹不夠均勻，或者因?yàn)閷?shí)驗(yàn)過(guò)程操作不當(dāng)，常會(huì)遇到漏液的現(xiàn)象，重新處理分液漏斗后，用剩余的溶液繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，同樣能夠?qū)崿F(xiàn)掌握萃取的基本操作這一實(shí)驗(yàn)?zāi)康模鄶?shù)學(xué)生為了追求更理想的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)率，常將剩余溶液棄置下水道，想重新領(lǐng)取藥品試劑重做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，這樣既污染了環(huán)境又浪費(fèi)了藥品，這種情況，不應(yīng)讓學(xué)生重做實(shí)驗(yàn)。在藥品使用的管理環(huán)節(jié)，要求學(xué)生節(jié)約藥品，避免重做，通過(guò)這樣的方式不僅可以做到藥品的合理化使用，同時(shí)也可以幫助學(xué)生培養(yǎng)環(huán)保意識(shí)和養(yǎng)成分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的習(xí)慣。
2 有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備工作
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的管理工作服務(wù)性強(qiáng)，涉及的工作內(nèi)容繁雜而瑣碎，但最終目的是要保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)的順利進(jìn)行。實(shí)踐證明，實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量與實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作密切相關(guān)，因此做好實(shí)驗(yàn)教學(xué)的準(zhǔn)備和組織工作意義重大。
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作包括實(shí)驗(yàn)藥品和儀器的準(zhǔn)備[5]，在藥品的準(zhǔn)備過(guò)程中，一點(diǎn)小小的失誤，都可能造成全班學(xué)生的實(shí)驗(yàn)失敗，所以藥品準(zhǔn)備過(guò)程要認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、注意細(xì)節(jié)。要想保證實(shí)驗(yàn)過(guò)程中不缺任何藥品，保證實(shí)驗(yàn)效果達(dá)到要求，就要做到熟悉每一個(gè)實(shí)驗(yàn)所需的試劑以及對(duì)試劑規(guī)格的要求，按照實(shí)驗(yàn)要求提供相應(yīng)級(jí)別的試劑。有些試劑保存時(shí)間短，則必須在使用時(shí)配置;有些實(shí)驗(yàn)對(duì)化學(xué)試劑的`要求比較高，實(shí)驗(yàn)前必須對(duì)試劑進(jìn)行特殊處理，如2-甲基-2-己醇的制備實(shí)驗(yàn)要求所有試劑需干燥，實(shí)驗(yàn)前需將該實(shí)驗(yàn)所用到的正溴丁烷用無(wú)水氯化鈣干燥，丙酮用無(wú)水碳酸鉀干燥，乙醚用分子篩干燥，再經(jīng)蒸餾純化后，方可供學(xué)生使用。儀器方面，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)要用到許多玻璃儀器，玻璃儀器是易耗品，在購(gòu)置時(shí)需比計(jì)劃量多一些，避免實(shí)驗(yàn)中途出現(xiàn)短缺。另外，實(shí)驗(yàn)前檢查調(diào)試所需的儀器設(shè)備，如天平、阿貝折光儀、循環(huán)水泵等，及時(shí)排除儀器可能出現(xiàn)的一般故障。
準(zhǔn)備工作結(jié)束后，與實(shí)驗(yàn)教師一起做預(yù)實(shí)驗(yàn)，一方面進(jìn)一步檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)物品是否準(zhǔn)備齊全，另一方面也為學(xué)生實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供借鑒，更明確實(shí)驗(yàn)過(guò)程中容易出現(xiàn)的問(wèn)題，提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量。
總之，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作比較煩瑣，需要充分認(rèn)識(shí)到實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作的重要性，本著認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，保證實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備工作的質(zhì)量，從而保障學(xué)生實(shí)驗(yàn)課的教學(xué)質(zhì)量。
3 有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的廢液管理
3.1 實(shí)驗(yàn)室廢液分類回收的必要性[6]
有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的化學(xué)廢棄物主要是有機(jī)廢液，這些有機(jī)廢液有些是有很大毒性的，如含濃度較大的二甲苯、氯仿等的有機(jī)廢液能破壞人體免疫系統(tǒng)，造成人體機(jī)能失調(diào);有些化學(xué)廢液因其含濃度較大的廢酸、廢堿而具有很強(qiáng)的腐蝕性。如果不經(jīng)過(guò)處理隨意排放這些廢液，不僅會(huì)對(duì)環(huán)境以及人類健康造成嚴(yán)重威脅，同時(shí)會(huì)對(duì)學(xué)生產(chǎn)生不良的示范作用，不利于培養(yǎng)學(xué)生可持續(xù)發(fā)展的理念和環(huán)保意識(shí)。另外，與工業(yè)廢水相比，實(shí)驗(yàn)室廢棄物具有種類多、排放量小、易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)等特性，如果任意將其混合，容易發(fā)生危險(xiǎn)，也會(huì)給后續(xù)處理造成困擾，所以高校化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的廢棄物尤其需要科學(xué)合理的分類收集、存放和處理。
3.2 本科生有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)廢液的收集
以我�；瘜W(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室為例，有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室每學(xué)年要承擔(dān)近400學(xué)時(shí)的本科生實(shí)驗(yàn)，課程主要分為3個(gè)模塊：有機(jī)基本操作實(shí)驗(yàn)、有機(jī)化合物的性質(zhì)與鑒別和有機(jī)化合物的合成與制備。這些課程的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容變動(dòng)性不大，實(shí)驗(yàn)室產(chǎn)生的廢棄物成分較為固定，對(duì)這些廢棄物按照以下方式分類收集：對(duì)于有機(jī)化合物的性質(zhì)與鑒別實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢液，分為不含鹵有機(jī)廢液、含鹵有機(jī)廢液、廢酸、廢堿四種來(lái)回收[7]。有機(jī)基本操作實(shí)驗(yàn)和合成實(shí)驗(yàn)所回收的廢液(見(jiàn)表1)，除了濃硫酸廢液外，其他12種廢液有些是作為萃取劑被蒸餾得到的前餾分，有些是蒸餾得到的產(chǎn)品，廢液成分比較單一，為了方便回收和循環(huán)利用，將這12種廢液分別收集和存放，貼以標(biāo)簽注明廢液成分，同名廢液合并存放。
表1 2011～2012學(xué)年本科生有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)課廢液
回收情況
表1統(tǒng)計(jì)了2011～2012學(xué)年有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)的所有本科生實(shí)驗(yàn)課程的廢液回收情況。表1中預(yù)期廢液量的估算[8]，按照每組實(shí)驗(yàn)理論上產(chǎn)生的廢液量乘以實(shí)驗(yàn)組數(shù)得到。對(duì)于基本操作實(shí)驗(yàn)，不涉及產(chǎn)率，實(shí)驗(yàn)室加入的試劑大多變成了廢液，所以按加入試劑的量來(lái)進(jìn)行廢液量的統(tǒng)計(jì)。對(duì)于合成與制備實(shí)驗(yàn)，每一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，實(shí)驗(yàn)教材上都給出了產(chǎn)量，這個(gè)產(chǎn)量是一個(gè)經(jīng)驗(yàn)值，按正常操作完成實(shí)驗(yàn)一般能實(shí)現(xiàn)這個(gè)產(chǎn)量，以這個(gè)產(chǎn)量作為每組實(shí)驗(yàn)的預(yù)期廢液量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。實(shí)際廢液量是每次實(shí)驗(yàn)結(jié)束后實(shí)際收集的廢液量。
由表1數(shù)據(jù)可知，雖然經(jīng)過(guò)多年的教學(xué)改革，許多有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目已經(jīng)是在不影響實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果的前提下用盡可能少的試劑來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但由于學(xué)生實(shí)驗(yàn)組數(shù)較多，產(chǎn)生的廢液量仍然相當(dāng)可觀。
分析表1中的數(shù)據(jù)可得，實(shí)際收集的廢液量都比預(yù)期廢液量小，其中乙醇、乙醚等用量較大的試劑回收率很低。除了統(tǒng)計(jì)方法的系統(tǒng)誤差外，造成這一現(xiàn)象的原因主要是存在隨意排放廢液的現(xiàn)象。有些同學(xué)環(huán)保意識(shí)不夠強(qiáng)，圖省事怕麻煩，直接把廢液排入下水道，有些學(xué)生沒(méi)有明確哪些廢液需要分類回收，尤其是大一新生，接受的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練比較少，還沒(méi)有養(yǎng)成自覺(jué)對(duì)廢液分類回收的習(xí)慣。為了給學(xué)生做好示范，每個(gè)實(shí)驗(yàn)室都應(yīng)在公共臺(tái)面放有試劑回收瓶，瓶身貼有醒目的標(biāo)簽寫(xiě)明回收廢液的種類、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中多次強(qiáng)調(diào)，加強(qiáng)監(jiān)管，嚴(yán)格要求學(xué)生按照對(duì)應(yīng)的名稱正確回收廢液，逐漸讓分類回收廢液成為每個(gè)學(xué)生的習(xí)慣和自覺(jué)行為。
3.3 有機(jī)廢液的循環(huán)利用
廢液的循環(huán)利用，是節(jié)約經(jīng)費(fèi)、節(jié)省資源的有效手段，對(duì)環(huán)境保護(hù)有重要意義。上述有機(jī)廢液中，乙醇、乙醚、丙酮、乙酸乙酯等可以通過(guò)蒸餾或分餾的方法提純后再次使用，再次使用這些溶劑時(shí)，一般不作為合成反應(yīng)的試劑，而是作為后處理的試劑，如洗脫劑、萃取溶劑等，這樣既不會(huì)影響反應(yīng)的進(jìn)行，又實(shí)現(xiàn)了廢液的循環(huán)利用[9]。沒(méi)有得到循環(huán)利用的廢液，將和學(xué)院其他實(shí)驗(yàn)室的廢液一起送至有資質(zhì)的專業(yè)處理公司回收處理。
4 結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，科學(xué)的管理方式可以提高有機(jī)實(shí)驗(yàn)室的工作效率，節(jié)約實(shí)驗(yàn)成本，減少實(shí)驗(yàn)污染，保障實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)的順利進(jìn)行，而且還會(huì)對(duì)學(xué)生產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。干凈整潔的實(shí)驗(yàn)室，嚴(yán)格正規(guī)的實(shí)驗(yàn)規(guī)章制度，科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)安排，準(zhǔn)確無(wú)誤地提供實(shí)驗(yàn)所需的藥品和儀器，對(duì)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和工作作風(fēng)有積極的作用。藥品的綠色化管理和廢棄物的分類回收利用，是對(duì)學(xué)生形成環(huán)保觀念的很好示范，是綠色環(huán)保理念很有效的傳達(dá)方式。因此，本著認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，探索有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室更科學(xué)規(guī)范、更綠色環(huán)保的管理方式，將為有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)工作提供更有力的保障。
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