分析化学实验中Bi3+、Pb2+含量测定实验的绿色化

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  摘 要:分析化学实验过程产生的废液造成环境污染,用绿色化学预防污染的思想和技术,对常规实验进行改革而形成的化学实验的新方法,妥善处理实验废弃物使分析化学实验与环境和谐是必要的。通过络合滴定法测定Bi3+和Pb2+含量后废液的回收利用,说明分析化学实验中废液回收利用,减少污染物排放,节约使用化学资源,培养环境保护意识,实现绿色化是可行的和必要的。
  关键词:绿色化学 环境保护 铋和铅 废液
  中图分类号:O6-3 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)06(a)-0174-01
  近年来,环保问题已成为全世界关注的重要问题之一,对于21世纪的大学生来讲更应该提高环保意识,在教学中培养环保素养。
  分析化学实验是为化学及相关专业学生开设的基础必修实验课,现在分析化学实验产生的废液大多通过下水管道直接排放,这主要是由于实验室废液处理的设施不太完善,绝大多数实验室没有废液处理的专用管道及相应的设备,另外对化学废液的危害性重视不够,废液的处理,没有严格、规范及明确的要求;有些学校由于投入的经费不足,也是废液直排的一个原因[1]。
  绿色化学是从节约资源和源头防止污染的化学技术和方法[2],用绿色化学预防污染的方法,对常规实验进行改进,妥善处理实验排放物,使分析化学实验与环境和谐,对环境无害。
  分析化学实验可以在制定教学计划时,体现绿色化学的理念,在不影响教学质量及教学效果的前提下,尽量选择化学毒性小,废液少,易处理的实验;选择合适的化学试剂及实验仪器,减少实验废液的产生;把废液的处理作为实验的一部分内容,选择适合学生操作的废液处理方案,让学生参与废液处理的部分或全部实验过程,也可作为开放实验室时学生的自选实验项目。这样不但使这些废液得到及时的处理,还能提高学生的环保意识和使命感,全面提高学生的素质。
  络合滴定法连续测定混合液中Pb2+、Bi3+的含量是分析化学的一个重要实验,供学生测定的混合液是分析纯的硝酸盐配制的,实验过程中产生的废液总量较多,废液通常由下水道排走。有害的Bi3+和Pb2+进入水和土壤中,与其中的NH4+、SO42-、OH-、有机酸等络合,形成螯合物,使其在水中和土壤中的含量增大,造成环境污染,严重危害健康。对Bi3+、Pb2+含量测定实验进行改进,妥善处理实验废液,并把废液的处理作为实验的一部分内容,把实验对环境降到最低。
  Pb2+、Bi3+的硫化物溶解度远远小于它们与EDTA络合物的离解度,所以硫化物极易生成,沉淀相当完全。所以可以利用硫化物将废液中的Pb2+和Bi3+沉淀,然后溶解进行再利用。
  Pb2+和Bi3+含量测定后的废液,在电炉上加热至近沸,趁热加入硫化钠溶液至废液的pH为12~13,边加边搅拌,充分搅拌后,静置一段时间。出现硫化物沉淀。上层清液显紫红色。倾倒出上层清液,用蒸馏水洗涤沉淀至pH为7,然后向沉淀中加入浓硝酸,加热至黑色硫化物溶解,再煮沸,去除氮氧化物,冷却后过滤,除去黄色沉淀物硫。此溶液可供学生实验测定Pb2+、Bi3+的含量时使用。硫化钠的加入量影响实验效果,因Na2S易吸水,用量不好掌握。可通过溶液的pH值来达到控制硫化钠用量。
  由于Bi3+很易水解,滴定Bi3+的合适酸度范围是pH值为0.7~1.4,要加入大量浓硝酸,但过量会造成硝酸的浪费。通过实验证明,在1 L废液中加入15 ml浓硝酸能使沉淀溶解完全,且回收率也较高。
  另外还可以尽量减少试剂使用量来达到减少污染,实现实验的绿色化的目的,在Pb2+和Bi3+含量的连续滴定实验中,把试剂用量减少到教材原定用量的一半,铅、铋混合液的用量由20.00 ml改为10.00 ml,其他药品用量相应减少一半,实验同样能达到相应的准确度。
  通过绿色化理念在分析化学实验教学中的实践表明,这种改进能增强学生的环保意识,提高了资源利用率,最大限度的减少废弃物,节约开支,降低了实验教学对环境的污染,提高了学生的综合素质。
  参考文献
  [1] 陈俊平,吴翠霞.周开梅,等.工科分析化学基础实验中常见废液的处理与回收[J].高教研究,2004,1:48-49.
  [2] 王建坤,梁燕萍.绿色化学理念在分析化学实验教学中的体现[J].电子科技,2011,24(10):150-151.
  [3] 陈艳美,董巧红.无机及分析化学实验废液的无害化处理与建议[J].吉林工商学院学报,2010,26(3):121-122.
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