吳慕童

（海南省技師學(xué)院環(huán)境保護(hù)工程系 海南 571100）

淺談技工院校《化工分析》實(shí)驗(yàn)教學(xué)中含鉻廢液的處理

吳慕童

（海南省技師學(xué)院環(huán)境保護(hù)工程系 海南 571100）

《化工分析》是一門(mén)化學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)科，而技工院校是培養(yǎng)新時(shí)代的工人，平時(shí)課程教學(xué)中很注重學(xué)生的動(dòng)手操作能力，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中難免會(huì)產(chǎn)生有毒有害的廢液，那么廢液應(yīng)該如何處理，一直是很多老師們關(guān)心的問(wèn)題。本文主要結(jié)合自己的實(shí)驗(yàn)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)鉻酸洗液的使用、Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的含鉻廢液為例，分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程、如何減少產(chǎn)生含鉻廢液、如何處理含鉻廢液等環(huán)節(jié)進(jìn)行分析研究，這對(duì)于教學(xué)和環(huán)境保護(hù)具有一定的指導(dǎo)意義。

化工分析 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 含鉻廢液 分析 處理

鉻是由法國(guó)化學(xué)家沃克蘭在1798年發(fā)現(xiàn)的，因它在溶液中產(chǎn)生美麗的顏色，于是把它命名為鉻。鉻在化學(xué)價(jià)上分為六價(jià)和三價(jià)鉻，六價(jià)鉻的毒性比三價(jià)鉻高約100倍，對(duì)人體有致命的作用。因此如何處理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中產(chǎn)生的含鉻廢液是非常值得研究的。本文主要通過(guò)學(xué)生如何稱(chēng)量重鉻酸鉀、如何使用鉻酸洗液、如何根據(jù)有限的實(shí)驗(yàn)條件處理含鉻廢液等問(wèn)題進(jìn)行分析。淺談本人在化工分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的一些實(shí)踐思路和體會(huì)。

一、針對(duì)系列實(shí)驗(yàn)任務(wù)，提出問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生了解處理含鉻廢液的重要性

化工分析實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生含鉻廢液最多的是用鉻酸洗液清洗玻璃儀器和Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定。實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的含鉻廢液教師不僅要讓學(xué)生了解它的毒性，還要知道如何處理才能對(duì)水資源的污染降到最低。因此教師應(yīng)該引導(dǎo)學(xué)生了解處理含鉻廢液的重要性。

【引導(dǎo)問(wèn)題】1.用鉻酸洗液清洗玻璃儀器時(shí)能否直接與皮膚接觸？2.鉻酸洗液清洗完玻璃儀器能否直接倒掉？3.不小心稱(chēng)量重鉻酸鉀過(guò)量能否直接清洗并倒入下水道？4.以上實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的含鉻廢液有什么危害？做這些實(shí)驗(yàn)之前教師先提出問(wèn)題讓學(xué)生進(jìn)行思考，學(xué)生通過(guò)查閱課本或者資料，對(duì)含鉻廢液有了初步的認(rèn)識(shí)，也認(rèn)識(shí)到有毒的含鉻廢液需要處理才能排放，不然對(duì)環(huán)境有嚴(yán)重的污染。這樣不僅提高了學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，也了解到含鉻廢液需要處理的重要性。

二、分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程，減少產(chǎn)生含鉻廢液的環(huán)節(jié)

1.減少使用鉻酸洗液的次數(shù)

【思路分析】①鉻酸洗液是重鉻酸鉀飽和溶液和濃硫酸的混合物，具有很強(qiáng)的氧化性?；し治鰧?shí)驗(yàn)中常用到需要準(zhǔn)確測(cè)量體積的玻璃容量，如滴定管、容量瓶、移液管等，如有油垢用自來(lái)水和蒸餾水不易清洗干凈，這樣會(huì)影響到體積的準(zhǔn)確測(cè)量。這時(shí)一般用鉻酸洗液清洗才能去除頑固的污漬，那么是不是只能用鉻酸洗液呢？

【解決方法】用洗潔精代替鉻酸洗液，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)對(duì)于不是特別臟的玻璃儀器用洗潔精兌水浸泡半小時(shí)后，再用清水沖洗能夠徹底清洗干凈。由于上課時(shí)做實(shí)驗(yàn)的時(shí)間有限，沒(méi)有這么多的時(shí)間來(lái)清洗儀器，所以這種方法需要提前組織學(xué)生清洗才行。雖然耗時(shí)，不過(guò)可以減少使用鉻酸洗液，這樣不僅增加了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)手能力，還能減少含鉻廢液的產(chǎn)生。

【思路分析】②對(duì)于結(jié)果要求很高的實(shí)驗(yàn)，比如即將參加技能競(jìng)賽的學(xué)生的實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，他們使用的玻璃儀器就需要清洗得非常干凈才行。這樣只能用鉻酸洗液進(jìn)行清洗，那么如何減少產(chǎn)生含鉻的廢液呢？

【解決方法】重復(fù)使用，新配制的鉻酸洗液呈棕紅色，它可以重復(fù)使用多次，洗液經(jīng)使用后逐漸轉(zhuǎn)為暗綠色，若全部變成暗綠色，說(shuō)明鉻（Ⅵ）已轉(zhuǎn)化成鉻（Ⅲ），洗液已失效。這樣重復(fù)利用，不僅節(jié)約藥品，而且也減少了含鉻廢液的產(chǎn)生。

2.減少稱(chēng)量重鉻酸鉀過(guò)量的次數(shù)

硫代硫酸鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制與標(biāo)定實(shí)驗(yàn)用到的基準(zhǔn)物是重鉻酸鉀，目前稱(chēng)量重鉻酸鉀基準(zhǔn)物一般都用萬(wàn)分之一的電子天平，那么如何才能減少稱(chēng)量重鉻酸鉀過(guò)量的次數(shù)呢？

【解決方法】①加強(qiáng)電子天平的練習(xí)。對(duì)于精度高的電子天平，學(xué)生是否掌握使用方法很關(guān)鍵，所以學(xué)生在初學(xué)階段要多練習(xí)。用沒(méi)有毒性的藥品，例如淀粉，讓學(xué)生采用差減法練習(xí)，教師考核，成績(jī)合格后才能做完整的實(shí)驗(yàn)。②回收稱(chēng)量過(guò)量的重鉻酸鉀藥品。對(duì)于個(gè)別學(xué)生在稱(chēng)量過(guò)程中不小心稱(chēng)量過(guò)量是很難避免的，所以我會(huì)給學(xué)生準(zhǔn)備一個(gè)干燥的廣口試劑瓶，吩咐學(xué)生將過(guò)量的重鉻酸鉀收到瓶子中。那么回收的重鉻酸鉀用于什么呢？對(duì)于實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確度要求不高的定性實(shí)驗(yàn)，比如有機(jī)化學(xué)“幾種醇類(lèi)的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)”中要用的0.17mol/L的重鉻酸鉀溶液，可以用來(lái)配制。這樣既不浪費(fèi)藥品，又可以減少含鉻廢液的產(chǎn)生。

三、根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的有限條件，確定含鉻廢液的處理方案

化學(xué)實(shí)驗(yàn)室是學(xué)生平時(shí)上課進(jìn)行實(shí)驗(yàn)動(dòng)手操作和教師提高實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練的場(chǎng)所，是技工院校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中不可缺少的部分。在實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的有毒含鉻廢液，應(yīng)該如何處理呢？含鉻廢液的處理方法可以分為三大類(lèi)，即生物法、化學(xué)法和物理法。由于生物法和物理法的處理成本較高，我們暫時(shí)不考慮。目前，我們一般用化學(xué)法中的還原沉淀法來(lái)完成含鉻廢液的處理。

1.回收含鉻廢液，加酸調(diào)節(jié)pH值

含鉻廢液一般是使用鉻酸洗液和Na2S2O3的配制與標(biāo)定實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生的。在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師組織學(xué)生將廢液缸中的含鉻廢液加入6mol/LH2SO4調(diào)節(jié)pH值并觀察水樣的顏色，呈淡綠色即可。

2.加還原劑，使其還原

將鉻廢液的顏色用酸調(diào)成淡綠色后，用PH試紙測(cè)得此時(shí)的廢液呈酸性，再往廢液中加入一定量的硫酸亞鐵攪拌均勻，將鉻（Ⅵ）還原成鉻（Ⅲ）。若廢液中的鉻就是低價(jià)鉻，可省此步。

3.加堿中和

由于廢液中的鉻（Ⅲ）還具有一定的毒性，這時(shí)繼續(xù)往廢液中加入2mol/LNaOH溶液，不斷攪拌使其生成Cr（OH）3沉淀，此時(shí)廢液的顏色逐漸變淺，沉淀呈白色。這時(shí)用PH試紙測(cè)定廢液的pH值，調(diào)節(jié)pH值呈中性，上清液達(dá)標(biāo)即可排放。

4.處理Cr（OH）3沉淀物

將廢液過(guò)濾后剩下的是低毒的Cr（OH）3沉淀，這時(shí)不能把沉淀物直接排入下水道，會(huì)造成下堵塞。這時(shí)將沉淀物集中放入篩子中濾干水分，等學(xué)期結(jié)束后再統(tǒng)一交給污水處理公司處理。

總之，化工分析是分析專(zhuān)業(yè)必修的課程，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中難免會(huì)產(chǎn)生有毒有害的廢液，特別是含鉻的廢液，若不處理將其直接排放，會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。本文對(duì)教師如何減少含鉻廢液、如何處理含鉻廢液進(jìn)行了分析和探討，對(duì)教學(xué)和環(huán)境保護(hù)具有一定的指導(dǎo)意義。

［1］韓衍蝶，吳宣編.海南省高級(jí)技工學(xué)校，校內(nèi)使用教材，《化學(xué)分析實(shí)驗(yàn)工作頁(yè)》：44.

［2］劉斌主編，靳丹虹副主編.高等教育出版社，《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》：459-460.

［3］郭小蓉，李樂(lè).化學(xué)工業(yè)出版社，《化工分析》第二版：42.

［4］劉朝南.新華出版社，《水譜傳》： 17-19.