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一氧化碳

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中文名称：一氧化碳 英文名称：carbon monoxide 化 学 式 ：CO 分 子 量 ：28.0101 熔       点：-205℃ 沸       点：-191.5℃（101.325 kPa） 外       观：无色无味气体 闪       点：低于-50℃ 应 气态密度：1.2504 g/L（0℃，101.325 kPa） 液态密度：789 g/L（-191.5℃，101.325 kPa） 安全性描述：S45；S53 危险性描述：R12；R23；R61；R48/20 CAS登录号：630-08-0 EINECS登录号：211-128-3

一氧化碳（carbon monoxide），一种碳氧化合物，化学式为CO，化学式量为28.0101，通常状况下为是无色、无臭、无味的气体。物理性质上，一氧化碳的熔点为-205℃，沸点为-191.5℃，难溶于水（20℃时在水中的溶解度为0.002838 g   ），不易液化和固化。化学性质上，一氧化碳既有还原性，又有氧化性，能发生氧化反应（燃烧反应）、歧化反应等。

同时具有毒性，较高浓度时能使人出现不同程度中毒症状，危害人体的脑、心、肝、肾、肺及其他组织，中毒机理是一氧化碳与血红蛋白的亲合力比氧与血红蛋白的亲合力高200～300倍，所以一氧化碳极易与血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，使血红蛋白丧失携氧的能力和作用，造成组织窒息。对全身的组织细胞均有毒性作用，尤其对大脑皮质的影响最为严重。一氧化碳是无色、无臭、无味的气体，故易于忽略而致中毒。

研究简史

在古希腊时代，哲学家亚里士多德（Aristotle，前384年－前322年）曾记录了燃烧的煤炭散发有毒烟气（toxic fumes）的现象。当时有这样一种执行死刑的方法：将罪犯关在一间浴室，并在浴室内放置文火燃烧的煤炭（smouldering coals）。对此，古希腊医生盖伦（Galen，129年－199年）推测，由于浴室内空气的组成（composition）发生了变化，因此呼入后会对人体造成伤害。

之后，比利时化学家海尔蒙特（即扬·巴普蒂斯塔·范·海尔蒙特，Jan Baptista van Helmont，1580年－1644年）曾在实验中研究燃烧木炭和其他可燃物生成的碳气（gas carbonum），发现由文火燃烧的木炭（smouldering charcoal）产生的一种有毒气体能危及自己的生命，并记述了自己被燃烧的木炭的烟熏时的症状——一氧化碳中毒的症状。

1801年，《尼克森杂志》（Nicholson’s Journal）上发表了苏格兰化学家克鲁克尚克（即威廉·康伯兰·克鲁克尚克，William Cumberland Cruikshank，1745年－1800年6月27日，又译“威廉·克鲁克香克” 等）的2篇报告，证明了普里斯特利所谓的“可燃空气”是由碳元素和氧元素组成的化合物。

1846年，法国生理学家克劳德·伯纳德（Claude Bernard，1813年－1878年）让狗吸入一氧化碳气体，发现狗的血液“变得比任何动脉中的血都要鲜红”，这是最早对一氧化碳毒性进行的研究（血液变成“樱桃红色”的现象后来被证实为是一氧化碳中毒的特有的临床症状）。

主要用途

1.一氧化碳是合成气和各类煤气的主要组分，是有机化工的重要原料，是C1化学的基础，由它可制造一系列产品，例如甲醇、乙酸、光气等，在治金工业中用作还原剂。目前已工业化的C1化学生产技术主要有：*（1）乙酸合成。

• （2）乙酐合成。
• （3）草酸合成。
• （4）费托合成。
• （5）莫比尔法。

2.主要用于化学合成，如合成甲醇、光气等，用作燃料及精炼金属的还原剂。

应用领域

化学工业

在化学工业中，一氧化碳是一碳化学的基础。作为合成气和各类煤气的主要组分，一氧化碳是合成一系列基本有机化工产品和中间体的重要原料，由一氧化碳出发，可以制取几乎所有的基础化学品，如氨、光气以及醇、酸、酐、酯、醛、醚、胺、烷烃和烯烃等。同时，利用一氧化碳与过渡金属反应生成羰络金属或羰络金属衍生物的性质，可以制备有机化工生产所需的各类均相反应催化剂。此外，一氧化碳可在聚乙稀聚合反应中用作终止剂。

冶金工业

在冶金工业中，利用羰络金属的热分解反应，一氧化碳可用于从原矿中提取高纯镍，也可以用来获取高纯粉末金属（如锌白颜料）、生产某些高纯金属膜（如钨膜和钼膜等）。同时，一氧化碳可用作精炼金属的还原剂 ，如在炼钢高炉中用于还原铁的氧化物（方程式见“理化性质·化学性质”）；而在多晶态钻石膜的生产中，则可用研究级一氧化碳（≥99.99%）为化学气相沉积工艺过程提供碳源。此外，一氧化碳和氢气组成的混合物（合成气）可用于生产某些特殊的钢，如直接还原铁矿石生产海绵铁。

其他方面

除了化学工业和冶金工业两方面的应用外，一氧化碳还可用作燃料 ，高纯一氧化碳则主要用作标准气体，一氧化碳激光器，环境监测及科学研究中 。其中，一氧化碳标准气体可应用于石油化工工艺控制仪器的校准和检测、石油化工产品质量的控制、环境污染物检测、汽车尾气排放检测、矿井用报警器的校准、各种工厂尾气的检测、医疗仪器校验、电力系统变压器油质量检测、空分产品质量控制、交通安全检测仪器的校正、地质勘探与地震监测、冶金分析、燃气具实验与热值分析、化肥工业仪器仪表校准等。

毒理资料

主要来源

一氧化碳是一种大气污染物，在大气中数量最多、分布最广，是煤、石油等含碳物质不完全燃烧的产物，其生成机理为：RH→R→RO2→RCHO→RCO→CO（R表示碳氢自由基团）。主要来源于冶金工业中炼焦、炼铁等生产过程；化学工业中合成氨、甲醇等生产过程；矿井放炮和煤矿瓦斯爆炸事故；汽车等交通工具尾气的排放；锅炉中燃料的不完全燃烧；家庭居室中煤炉产生的煤气或液化气管道漏气以及火山爆发、森林火灾、地震等自然灾害中一氧化碳的释放。此外，高层大气的化学反应、二氧化碳的轻微解离作用及动物新陈代谢过程中也会产生少量的一氧化碳。

大气对流层中一氧化碳的浓度约为0.1～2ppm（1 ppm=10-6，表示体积分数。由于一氧化碳的气态密度为1.2504 kg/m3，故体积分数为1 ppm时，一氧化碳的浓度为1.2504×10-6kg/m3=1.2504 mg/m3 ），这种含量对人体无害。但由于世界各国交通运输事业、工矿企业不断发展，煤和石油等燃料的消耗量持续增长，一氧化碳的排放量也随之增多。

中毒机理

一氧化碳是无色，无臭，无味气体，但吸入对人体有十分大的伤害。它会结合血红蛋白生成碳氧血红蛋白，碳氧血红蛋白不能提供氧气给身体组织。这种情况被称为血缺氧。浓度高至667ppm可能会导致高达50%人体的血红蛋白转换为碳合血红蛋白，可能会导致昏迷和死亡。而香烟中亦含有一氧化碳。 最常见的一氧化碳中毒症状，如头痛，恶心，呕吐，头晕，疲劳和虚弱的感觉。一氧化碳中毒中毒症状包括视网膜出血，以及异常樱桃红色的血。 暴露在一氧化碳中可能严重损害心脏和中枢神经系统，会有后遗症。一氧化碳可能令孕妇胎儿产生严重的不良影响。

中毒症状

一氧化碳中毒症状表现在以下几个方面：

一是轻度中毒。 患者可出现头痛、头晕、失眠、视物模糊、耳鸣、恶心、呕吐、全身乏力、心动过速、短暂昏厥。血中碳氧血红蛋白含量达10%～20%。

二是中度中毒。除上述症状加重外，口唇、指甲、皮肤粘膜出现樱桃红色，多汗，血压先升高后降低，心率加速，心律失常，烦躁，一时性感觉和运动分离（即尚有思维，但不能行动）。症状继续加重，可出现嗜睡、昏迷。血中碳氧血红蛋白约在30%～40%。经及时抢救，可较快清醒，一般无并发症和后遗症。

三是重度中毒。患者迅速进入昏迷状态。初期四肢肌张力增加，或有阵发性强直性痉挛；晚期肌张力显著降低，患者面色苍白或青紫，血压下降，瞳孔散大，最后因呼吸麻痹而死亡。经抢救存活者可有严重合并症及后遗症。

后遗症

中、重度中毒病人有神经衰弱、震颤麻痹、偏瘫、偏盲、失语、吞咽困难、智力障碍、中毒性精神病或去大脑强直。部分患者可发生继发性脑病。

防护措施

家庭防护：冬季取暖季节，应宣传普及预防知识，防止生活性一氧化碳中毒事故的发生。

公共防护：在生产场所中，应加强自然通风，防止输送管道和阀门漏气。有条件时，使用或可能产生一氧化碳的生产装置，家庭、公共场所等应在适当位置安装一氧化碳报警设备。矿井放炮后，应严格遵守操作规程，必须通风20分钟后方可进入工作。进入一氧化碳浓度较高的环境内，须戴供氧式防毒面具进行操作。

呼吸系统防护：空气中浓度超标时，佩戴自吸过滤式防毒面具（半面罩）。紧急事态抢救或撤离时，建议佩戴空气呼吸器、一氧化碳过滤式自救器。

眼睛防护：一般不需特殊防护，接触高浓度一氧化碳时可戴安全防护眼镜。

身体防护：穿防静电工作服。

手防护：戴一般作业防护手套。

其他防护：工作现场严禁吸烟。实行就业前和定期的体检。避免吸入高浓度一氧化碳。进入罐、限制性空间或其他高浓度区作业，须有人监护。

应急措施

1．急救措施

（1）立即打开门窗通风，迅速将患者转移至空气新鲜流通处，卧床休息，保持安静并注意保暖。

（2）确保呼吸道通畅。对于恶心、呕吐等症状严重的，要尽可能清除患者口中的呕吐物或痰液，将头偏向一侧，以免呕吐物阻塞呼吸道引起窒息或吸入性肺炎。

（3）对抽搐或神志不清以致昏迷的患者，可在其头部置冰袋，以减轻脑水肿，并及时送医院抢救，最好请救护站送到有高压氧舱设备的医院。

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