綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的中心問題是使化學(xué)反應(yīng)及其產(chǎn)物具有以下特點(diǎn)：⑴采用無毒、無害的原料；⑵在無毒、無害的反應(yīng)條件（催化劑、溶劑）下進(jìn)行；⑶減量、循環(huán)、重復(fù)使用；⑷具有“原子經(jīng)濟(jì)性”,即反應(yīng)具有高選擇性,極少副產(chǎn)品,甚至實(shí)現(xiàn)零排放；⑸產(chǎn)品應(yīng)是對環(huán)境友好的；⑹滿足價(jià)廉物美的傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn).根據(jù)不同情況設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)達(dá)到上述任一條或幾條要求,就可以認(rèn)為該化學(xué)實(shí)驗(yàn)達(dá)到了綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要求.
例如,要求學(xué)生以銅、濃硝酸、水、空氣為原料,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案制取硝酸銅；并且用綠色化學(xué)的觀點(diǎn)分析哪種方法最佳.學(xué)生主要設(shè)計(jì)出下列三種方案：
① Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
② 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
③ 2Cu+O2 2CuO CuO+2HNO3= Cu(NO3)2+H2O
引導(dǎo)學(xué)生分析,制備相同物質(zhì)的量的Cu(NO3)2時(shí),消耗各種反應(yīng)物、生成的污染物的物質(zhì)的量和原子利用率,列出下表：
方案 Cu(NO3)2 Cu HNO3 NOx 原子利用率
① 3mol 3mol 12mol 6mol 59.6%
② 3mol 3mol 8mol 2mol 81%
③ 3mol 3mol 6mol 0 91%
注：原子利用率= 期望產(chǎn)品的相對分子質(zhì)量/全部產(chǎn)品的相對原子質(zhì)量之和×100%
分析上表可知方案①消耗硝酸的量最多,生成的污染物最多,原子利用率最低,是最差的方案.方案③消耗硝酸的量最少,生成的污染物最少,原子利用率最高,是最佳的方案.