化學情境試題：室內空氣污染物–甲醛（Air Pollutants – Formaldehyde）〔I〕

化學情境試題：室內空氣污染物–甲醛（Air Pollutants – Formaldehyde）〔I〕
雲林縣立斗南高級中學化學科王怡惠老師/國立彰化師範大學化學系楊水平副教授責任編輯

在回答問題之前，首先請你閱讀與本試題有關的情境描述，以增加你對本試題背景知識的瞭解；然後思考問題解決的策略，並且寫下你的答案；最後用我們提供的參考答案檢查你的答案是否正確。

情境描述

當你（妳）進入一家新裝潢的商店或賣場，或居家剛進行裝潢整修，或購置新的傢俱或地毯，或吃了過於漂白的食物，你（妳）曾經有過眼睛、鼻子及喉部感到不適嗎？如果有，那麼甲醛是最有可能的罪魁禍首。

由於甲醛樹脂被用於各種建築材料，包括膠合板、毛毯、隔熱材料、木製產品、地板、煙草、裝修和裝飾材料，而且甲醛樹脂會緩慢持續放出甲醛，因此甲醛成為常見的室內空氣污染之一，如圖一所示。

圖一  剛進行整修或新購傢俱暗藏者甲醛的危害

照片來源：TexasDarkHorse, http://www.flickr.com/photos/utahdarkhorse/3195358929/

我們偶而也聽聞一些甲醛的負面新聞，例如中國大陸有鴨血、豆腐添加甲醛使蛋白質凝固及漂白；中國大陸市場上有發現蝦仁、烏賊、魷魚及扇貝肉等海產食品泡過含甲醛藥水保鮮防腐；在台灣有蘿蔔乾、米粉中添加甲醛漂白，下列連結的影片為雲林縣查萬噸黑心蘿蔔乾：http://video.chinatimes.com/vide … ?cid=4&nid=7471

甲醛是什麼化學物質？它對人體到底有何傷害呢？在日常生活中它的主要污染來源有哪些？

甲醛（Methanal, Formaldehyde），化學式：HCHO，其結構式如圖二所示。它是最簡單的醛類，別名福馬林、蟻醛。純甲醛為無色透明氣體，有刺激性氣味。甲醛的還原性很強，很容易被氧氣等試劑氧化為甲酸，它也可以被還原為甲醇。

圖二 甲醛的3D結構式

圖片來源：Formaldehyde, Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Methanal

當室內含量為0.1 ppm時就有異味；0.12 ppm以上兒童易發生氣喘，0.5 ppm可刺激眼睛引起流淚；0.6 ppm可引起咽喉疼痛；濃度再高可引起噁心、嘔吐、咳嗽、胸悶、氣喘甚至肺氣腫；當空氣中達到230 ppm時可立即導致死亡。一次食入10至20毫升會出現昏迷、休克致死。

甲醛在日常生活中的污染來源主要有三部分：第一是空氣中的來源，空氣中的甲醛來源主要來自於含有甲醛成分並可能向外界散發的材料，比如壁紙、油漆、傢俱和地毯等。第二是衣物中的來源，標榜防縐防縮的衣褲或免燙襯衫皆是使用乙二醛樹脂定型，其中都含甲醛成分。第三是食物中的來源，食物中添加甲醛，常為了漂白、蛋白質凝固、及保鮮防腐上的作用。因此，在日常生活中都要特別留心，別讓甲醛成為你的身邊無所不在的隱形殺手。

情境試題

1. 甲醛的莫耳質量（分子量）為多少？在甲醛分子中C、H、O原子的質量百比分別為多少？（原子量：C = 12.01 g/mol，H = 1.008 g/mol，O = 16.00 g/mol）

2. 甲醛分子中碳原子的混成軌域為何？其分子的形狀為何？

3. 當甲醛溶解在水中，會轉換成H₂C(OH)₂（即含有兩個羥基的二元醇）的形式存在。試畫出此二元醇分子之間的最大作用力，以及此二元醇分子與水分子之間的最大作用力，並寫示此作用力的種類。

4. 市售的福馬林為37%（重量百分比）的甲醛溶液，具有防腐作用，用來浸泡病理切片及人體和動物標本。請問：500. g的福馬林含多少g的甲醛？含多少mol的甲醛？

5. 2005年10月成大環境醫學研究所利用立院休會期間，針對中興大樓委員辦公室進行空氣污染環境檢測，結果發現甲醛濃度最高達到0.4 ppm，最低者也達到0.09 ppm。根據美國國家職業安全衛生研究所的建議，0.016 ppm 為甲醛的容許濃度標準。假設一間委員辦公室的長寬高分別為10. m, 5.0 m, 3.0 m，室內壓力為1.0 atm，溫度為27℃，甲醛濃度為0.40 ppm。請問：此辦公室中含有甲醛質量多少 g？這些甲醛相當於多少 g 的福馬林在此辦公室內完全揮發？

6. 工業上，甲醛通常由甲醇高溫下氧化來製取，催化劑為銀，反應式如下：
a CH₃OH＋b O₂ → c HCHO＋d H₂O
請問：(1) 此反應的平衡反應式（平衡反應式的係數必須化為最簡整數）為何？(2) 反應的前後，碳的氧化數如何變化？

連結：室內空氣污染物–甲醛（Air Pollutants – Formaldehyde）〔II〕

參考資料（以下網頁擷取日期：2010年3月）

1. 甲醛，維基百科，http://zh.wikipedia.org/zh-tw/甲醛。
2. Formaldehyde, Wikipedia, http://en.wikipedia.org/wiki/Formaldehyde.
3. 日常生活中的甲醛汙染，http://www.greencross.org.tw/enviroment/formalin.htm。
4. 致癌甲醛，http://www.libertytimes.com.tw/2008/new/feb/1/today-fo5.htm。