摘 要:分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)過(guò)程產(chǎn)生的廢液造成環(huán)境污染,用綠色化學(xué)預(yù)防污染的思想和技術(shù),對(duì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改革而形成的化學(xué)實(shí)驗(yàn)的新方法,妥善處理實(shí)驗(yàn)廢棄物使分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)與環(huán)境和諧是必要的。通過(guò)絡(luò)合滴定法測(cè)定Bi3+和Pb2+含量后廢液的回收利用,說(shuō)明分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)中廢液回收利用,減少污染物排放,節(jié)約使用化學(xué)資源,培養(yǎng)環(huán)境保護(hù)意識(shí),實(shí)現(xiàn)綠色化是可行的和必要的。
關(guān)鍵詞:綠色化學(xué) 環(huán)境保護(hù) 鉍和鉛 廢液
中圖分類號(hào):O6-3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2013)06(a)-0174-01
近年來(lái),環(huán)保問(wèn)題已成為全世界關(guān)注的重要問(wèn)題之一,對(duì)于21世紀(jì)的大學(xué)生來(lái)講更應(yīng)該提高環(huán)保意識(shí),在教學(xué)中培養(yǎng)環(huán)保素養(yǎng)。
分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)是為化學(xué)及相關(guān)專業(yè)學(xué)生開(kāi)設(shè)的基礎(chǔ)必修實(shí)驗(yàn)課,現(xiàn)在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的廢液大多通過(guò)下水管道直接排放,這主要是由于實(shí)驗(yàn)室廢液處理的設(shè)施不太完善,絕大多數(shù)實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有廢液處理的專用管道及相應(yīng)的設(shè)備,另外對(duì)化學(xué)廢液的危害性重視不夠,廢液的處理,沒(méi)有嚴(yán)格、規(guī)范及明確的要求;有些學(xué)校由于投入的經(jīng)費(fèi)不足,也是廢液直排的一個(gè)原因[1]。
綠色化學(xué)是從節(jié)約資源和源頭防止污染的化學(xué)技術(shù)和方法[2],用綠色化學(xué)預(yù)防污染的方法,對(duì)常規(guī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn),妥善處理實(shí)驗(yàn)排放物,使分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)與環(huán)境和諧,對(duì)環(huán)境無(wú)害。
分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)可以在制定教學(xué)計(jì)劃時(shí),體現(xiàn)綠色化學(xué)的理念,在不影響教學(xué)質(zhì)量及教學(xué)效果的前提下,盡量選擇化學(xué)毒性小,廢液少,易處理的實(shí)驗(yàn);選擇合適的化學(xué)試劑及實(shí)驗(yàn)儀器,減少實(shí)驗(yàn)廢液的產(chǎn)生;把廢液的處理作為實(shí)驗(yàn)的一部分內(nèi)容,選擇適合學(xué)生操作的廢液處理方案,讓學(xué)生參與廢液處理的部分或全部實(shí)驗(yàn)過(guò)程,也可作為開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室時(shí)學(xué)生的自選實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。這樣不但使這些廢液得到及時(shí)的處理,還能提高學(xué)生的環(huán)保意識(shí)和使命感,全面提高學(xué)生的素質(zhì)。
絡(luò)合滴定法連續(xù)測(cè)定混合液中Pb2+、Bi3+的含量是分析化學(xué)的一個(gè)重要實(shí)驗(yàn),供學(xué)生測(cè)定的混合液是分析純的硝酸鹽配制的,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢液總量較多,廢液通常由下水道排走。有害的Bi3+和Pb2+進(jìn)入水和土壤中,與其中的NH4+、SO42-、OH-、有機(jī)酸等絡(luò)合,形成螯合物,使其在水中和土壤中的含量增大,造成環(huán)境污染,嚴(yán)重危害健康。對(duì)Bi3+、Pb2+含量測(cè)定實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn),妥善處理實(shí)驗(yàn)廢液,并把廢液的處理作為實(shí)驗(yàn)的一部分內(nèi)容,把實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境降到最低。
Pb2+、Bi3+的硫化物溶解度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于它們與EDTA絡(luò)合物的離解度,所以硫化物極易生成,沉淀相當(dāng)完全。所以可以利用硫化物將廢液中的Pb2+和Bi3+沉淀,然后溶解進(jìn)行再利用。
Pb2+和Bi3+含量測(cè)定后的廢液,在電爐上加熱至近沸,趁熱加入硫化鈉溶液至廢液的pH為12~13,邊加邊攪拌,充分?jǐn)嚢韬?,靜置一段時(shí)間。出現(xiàn)硫化物沉淀。上層清液顯紫紅色。傾倒出上層清液,用蒸餾水洗滌沉淀至pH為7,然后向沉淀中加入濃硝酸,加熱至黑色硫化物溶解,再煮沸,去除氮氧化物,冷卻后過(guò)濾,除去黃色沉淀物硫。此溶液可供學(xué)生實(shí)驗(yàn)測(cè)定Pb2+、Bi3+的含量時(shí)使用。硫化鈉的加入量影響實(shí)驗(yàn)效果,因Na2S易吸水,用量不好掌握。可通過(guò)溶液的pH值來(lái)達(dá)到控制硫化鈉用量。
由于Bi3+很易水解,滴定Bi3+的合適酸度范圍是pH值為0.7~1.4,要加入大量濃硝酸,但過(guò)量會(huì)造成硝酸的浪費(fèi)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明,在1 L廢液中加入15 ml濃硝酸能使沉淀溶解完全,且回收率也較高。
另外還可以盡量減少試劑使用量來(lái)達(dá)到減少污染,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的綠色化的目的,在Pb2+和Bi3+含量的連續(xù)滴定實(shí)驗(yàn)中,把試劑用量減少到教材原定用量的一半,鉛、鉍混合液的用量由20.00 ml改為10.00 ml,其他藥品用量相應(yīng)減少一半,實(shí)驗(yàn)同樣能達(dá)到相應(yīng)的準(zhǔn)確度。
通過(guò)綠色化理念在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)踐表明,這種改進(jìn)能增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí),提高了資源利用率,最大限度的減少?gòu)U棄物,節(jié)約開(kāi)支,降低了實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)環(huán)境的污染,提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)。
參考文獻(xiàn)
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[2] 王建坤,梁燕萍.綠色化學(xué)理念在分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的體現(xiàn)[J].電子科技,2011,24(10):150-151.
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