一氧化碳

一氧化碳（英語：Carbon monoxide），分子式為CO，是無色、無臭、無味的無機化合物氣體，比空氣略輕。在水中的溶解度甚低，但易溶於氨水。空氣混合爆炸極限為12.5%～74%。 一氧化碳是含碳物質不完全燃燒的產物。也可以作為燃料使用，煤和水在高溫下可以生成水煤氣（一氧化碳與氫氣的混合物）。有些現代技術，如煉鐵，還是會產生副產品的一氧化碳。一氧化碳是可用作身體自然調節炎症反應的三種氣體之一（其他兩種是一氧化氮和硫化氫）。

一氧化碳
一氧化碳分子結構 一氧化碳空間填充結構
IUPAC名 carbon monoxide 一氧化碳
別名	煙道氣（flue gas） carbonous oxide carbon(II) oxide
識別
CAS號	630-08-0  Y
PubChem	281
ChemSpider	275
SMILES	[C-]#[O+]
InChI	1/CO/c1-2
InChIKey	UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYAT
Beilstein	3587264
Gmelin	421
UN編號	1016
EINECS	211-128-3
ChEBI	17245
RTECS	FG3500000
KEGG	D09706
MeSH	Carbon+monoxide
性質
化學式	CO
摩爾質量	28.0101 g·mol⁻¹
外觀	無色無味氣體
密度	（液）0.789 g/cm³ 0 °C 1 atm, 1.250 g/L 25 °C 1 atm, 1.145 g/L
熔點	-205 °C
沸點	-192.5 °C
溶解性（水）	0.0026 g/100 mL（20 °C）
溶解性	易溶於氯仿，乙酸，乙酸乙酯，乙醇，氨水
偶極矩	0.112 D（3.74×10−31 C·m）
結構
混成軌域	氧和碳各形成兩個sp混層軌域
危險性
歐盟危險性符號 極易燃 F+ 劇毒 T+
警示術語	R：R12-R26-R33-R48-R61
安全術語	S：S9-S16-S33-S45-S53-S63
NFPA 704	4 3 0
閃點	−191 °C
自燃溫度	609 °C
相關物質
相關氧化物	二氧化碳，二氧化三碳，一氧化二碳，三氧化碳
附加數據頁
結構和屬性	折射率、介電係數等
熱力學數據	相變數據、固、液、氣性質
光譜數據	UV-Vis、IR、NMR、MS等
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

由於一氧化碳與體內血紅蛋白的親和力比氧與血紅蛋白的親和力大200－300倍，而碳氧血紅蛋白較氧合血紅蛋白的解離速度慢3600倍，當一氧化碳濃度在空氣中達到35ppm，就會對人體產生損害，會造成一氧化碳中毒（又稱煤氣中毒）。

雖然一氧化碳有毒，但動物代謝亦會產生少量一氧化碳，並認為有一些正常的生理功能。

歷史

古代希臘人和羅馬人曾經用一氧化碳進行處決。11世紀一位西班牙醫生第一次描述了這種氣體。

最早製備一氧化碳的是法國化學家德·拉索內（法語：Joseph-Marie-François de Lassone）（1776年）。他通過加熱氧化鋅和碳製得了一氧化碳。但由於一氧化碳燃燒時產生了與氫氣類似的藍色火焰，de Lassone錯誤地認為他製得的是氫氣。在1800年英國化學家William Cruikshank才證明一氧化碳是由碳元素和氧元素組成的化合物。

最早對一氧化碳的毒性進行徹底研究的是法國的生理學家Claude Bernard。在1846年，他讓狗吸入這種氣體，發現狗的血液「變得比任何動脈中的血都要鮮紅」。現在我們知道血液變成「櫻桃紅色」是一氧化碳中毒的症狀。

由於一氧化碳可以使血液變得非常鮮紅的特點，一些肉品商人用一氧化碳處理鮮肉，可以使生肉不被氧化變色，甚至可以在10℃的溫度下保存28天還如同新屠宰的肉，並因此引起非議。美國消費者協會認為即使這種處理沒有害處，也會掩蓋肉不新鮮的狀態，即使肉品處於即將腐爛狀態，消費者也不知情。

據報導，一氧化碳也用在納粹大屠殺名為T4「安樂死」計劃，納粹由海烏姆諾透過貨車運送氣體。

性質

更多資訊：一氧化碳性質表

一氧化碳的摩爾質量是28.0，它比空氣的摩爾質量28.8略輕。燃燒一氧化碳時會產生藍色火焰。

製備

工業用製備

在工業上，通常採取二氧化碳在高溫條件下與碳反應的原理製取：

${\displaystyle {\rm {C+CO_{2}\xrightarrow {\Delta } 2CO}}}$

實驗室製備

在實驗室中可將脫水劑（如濃硫酸）滴入甲酸裂解以製取一氧化碳

${\displaystyle {\rm {HCOOH{\xrightarrow {H_{2}SO_{4}}}H_{2}O+CO}}}$

亦可用鋅與碳酸鈣加熱，製得一氧化碳。

${\displaystyle {\rm {Zn+CaCO_{3}{\xrightarrow {\Delta }}ZnO+CaO+CO}}}$

其他

有機物在氧氣不足夠的環境下燃燒，會發生不完全燃燒，會生產一氧化碳。例如丙烷的不完全燃燒：

${\displaystyle {\ce {2C3H8 + 7O2->6CO + 8H2O}}}$

毒性

主條目：一氧化碳中毒

一氧化碳毒性示意圖

一氧化碳是無色、無臭、無味氣體，但吸入對人體有十分大的傷害。它會結合血紅蛋白生成碳氧血紅蛋白，碳氧血紅蛋白不能提供氧氣給身體組織。這種情況被稱為血缺氧。濃度低至667ppm可能會導致高達50％人體的血紅蛋白轉換為碳合血紅蛋白，可能會導致昏迷和死亡或變植物人。而香煙中亦含有一氧化碳。 最常見的一氧化碳中毒症狀包括頭痛、噁心、嘔吐、頭暈、疲勞和虛弱，另外還包括視網膜出血，以及異常櫻桃紅色的血。 暴露在一氧化碳中可能嚴重損害心臟和中樞神經系統，會有後遺症。一氧化碳可能令孕婦胎兒產生嚴重的不良影響。

在封閉的環境中，一氧化碳的濃度可以很容易達到造成致命的濃度。平均而言，每年在美國就有170人因一氧化碳而死。然而，根據佛羅里達州衛生署資料「每年有500多名美國人死於一氧化碳意外接觸，美國各地的有數千人因一氧化碳中毒需要緊急醫療照顧」 這些可能產生一氧化碳的產品包括故障的燃料燃燒機器，如爐，爐灶，熱水器和室內加熱器。美國毒物控制中心協會（AAPCC）報告於2007年有39人死於一氧化碳中毒。2005年，美國消費品安全委員會報告有94宗因發電機而導致相關的一氧化碳中毒死亡。一氧化碳也是煙草燃燒產生煙霧的次要成分。 在台灣，根據內政部消防署的統計，2009-2013年間，居家一氧化碳中毒意外事件共計197件，造成 55 人死亡及 471 人受傷。多數原因皆為熱水器安裝不適當所致。^[1]

存在

一氧化碳存在於各種自然和人造環境中，以「PPM」來度量的典型濃度如下：

乾燥大氣中的組成（以「體積」計）^[2]

ppmv: 百萬分率 by volume (note: 體積分數 is equal to 摩爾分數 for 理想氣體 only, see 體積 (熱力學))
濃度	來源
0.1 ppmv	大氣中污染的水準（MOPITT（英語：MOPITT））[3]
0.5–5 ppmv	居家中的平均水準[4]
5–15 ppmv	居家的火爐、加熱器附近，現代汽車排放的廢氣[5]
17 ppmv	金星的大氣
100–200 ppmv	墨西哥市中心地區的汽車排放[6]
700 ppmv	火星大氣層
5,000 ppmv	家中木材燃燒的排放[7]
7,000 ppmv	沒有觸媒轉化器的汽車，未經稀釋的已發動汽車尾氣排放[5]

大氣中的一氧化碳

MOPITT（對流層污染測量儀）在2000年檢測全球一氧化碳的含量

目前在大氣中，一氧化碳是少量存在的氣體，主要由火山活動產生，但也會因自然和人為的火災（如森林大火，焚燒秸稈和甘蔗以驅趕甘蔗園裏的蚊蟲）所產生。燃燒化石燃料也會產生大量一氧化碳。

而一氧化碳最主要的天然來源是由對流層中的光化學反應而產生，每年產生約5 x 10¹²千克一氧化碳。

天文物理

在地外的星際介質中，一氧化碳十分常見，其分佈之廣，僅次於氫分子，排名第二。由於一氧化碳的分子不對稱，其輻射出的譜線遠比氫分子明亮，因而更容易偵測到。1970年，電波望遠鏡首次在星際空間中偵測到一氧化碳。由於氫分子只能用紫外線檢測，過程中必須使用太空望遠鏡，時至今日，一氧化碳已成為在星系中檢測分子時，最常用的示蹤物。恆星形成過程大多發生於分子雲內，科學家觀測一氧化碳後，對分子雲的認識大有增長^[8]。

參見

• 二氧化碳
• 一氧化碳中毒
• 污染物
• 羰基