有邊讀邊學生物英文 English for Biology Majors: 第十七課（一）

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2015年11月24日星期二

高碳酸血症（hypercapnia）

2015年11月22日的新聞提到，一位婦人開車行經國道3號南投名間路段時，突然女兒在副駕駛座上暈倒，加上她自己也感到不舒服，趕緊報警，後來警方才發現，原來車內沒開冷氣，只開車內循環。

汽車空調的車內循環設定，我很好奇為何有這個設定呢？雖然可避免把外面的臭味引入，但卻會使得車內空氣不流通，長期可造成高碳酸血症（hypercapnia）。

hypercapnia這個字是由三個部分所組成的，hyper- ，capn- ，與 -ia。

其中hyper-請參考第六課（一），是高（above）的意思；

而capn- 請參考第十七課（一），是二氧化碳（carbon dioxide）的意思，也可寫作capno-，看後面連接的字而定；

最後的-ia 請參考第十六課（四），是狀況（condition）的意思。

所以加起來就是「高二氧化碳（碳酸）的狀況」，用來形容血液裡的碳酸過多。

當血液中二氧化碳(CO₂)水平異常升高時，會引發增強呼吸以接觸氧氣等等反應，例如：如果正在睡覺時，會忽然覺醒與頻頻轉頭。如果無法進行這類反應，將有可能致命。

高碳酸血症又稱為二氧化碳中毒，如果空氣中二氧化碳達到6%，在小於30分鐘內即可發生。

圖片來源：wiki

所以，開車時（尤其是長途）千萬要記得，別把空調設定到「車內循環」喔！

2016.1.24 更新：最近的研究發現，如果海洋裡的二氧化碳繼續升高，海裡的魚兒在本（21）世紀中期，也會因為罹患高碳酸血症，在海裡迷路喔～

參考資料：

民視新聞。2015/11/22。國道驚魂!車內只開循環女副駕缺氧昏厥。
Wikipedia. Hypercapnia.
Ben I. McNeil & Tristan P. Sasse. 2016. Future ocean hypercapnia driven by anthropogenic amplification of the natural CO₂ cycle. Nature. 529, 383–386 doi:10.1038/nature16156

2015年7月30日星期四

氫（hydrogen）跟水（water）有什麼關係？

應該也有同學注意到，元素「氫」（第十七課（一））與化合物「水」（第十七課（二））共用了專業字首：

hydr(o)-

雖然水的化學式是H₂O，的確有氫啦！但是也有氧啊！為什麼水的字首不用跟氧相關的字？或者說，為什麼氫的字首要跟水相關？

這就有故事要說了。先說氫的發現：氫氣是由卡文迪什（Henry Cavendish）發現的，他將金屬片溶在強酸裡，產生的氣泡就是氫氣。雖然也有其他人比他先做這個實驗，但是他是第一個把這些氣體收集起來，發現氫氣可以燃燒的人。

卡文迪什收集氫氣的裝置。圖片來源：wiki

因為氫氣很容易燃燒，所以他把氫氣叫做「易燃空氣」（inflammable air）。「氫氣」（hydrogen）這個名字是拉瓦節（Antione Lavoisier）命名的，因為氫氣燃燒後產生水，所以拉瓦節為氫氣取名為hydrogen，是「水」hydr(o)-與「產生」-gen的合體（第十六課（五）），意思就是「產生水的物質」。

卡文迪什也發現二氧化碳。他將鹼溶在酸中，得到的氣泡就是二氧化碳。

2015年7月29日星期三

氧（oxygen）怎麼會「酸」（acid）呢？

在第十七課（一）裡面，我們介紹了「氧氣」（oxygen）的專業字首：

ox-, oxy-

而在第十八課（一）我們介紹了「酸」（sharp, sour, acid）的專業字首，也是一樣的。

為什麼氧氣會跟酸扯上關係呢？

原因是因為當初發現氧氣的拉瓦節（Antoine Lavoisier，1743-1794）有關。

拉瓦節。圖片來源：wiki

拉瓦節在1778年向法國科學院發表的有關燃燒的實驗中，提到過去所謂的「燃素」（phlogisticated air）其實並不存在，而是因為這些金屬--如他實驗中的磷、硫、錫、汞等--吸收了空氣中的一種成分。這種成分，可以由加熱氧化汞（red calx，即HgO，俗稱三仙丹）得到。

由於這些金屬的氧化物都具有酸性，所以拉瓦節在1779年正式把被普利斯萊（Joseph Priestley）稱為「去燃素空氣」（dephlogisticated air）的成分命名為「氧氣」：oxygen。因為希臘文中的ox-或oxy-的意思是「酸」（oxys），而-gen則是「產生」的意思（-genēs，請參考第十六課（五））。

不過，拉瓦節在法國科學院的報告，招來了許多人的抱怨。包括普利斯萊以及舍勒，都在他之前曾經分離出氧氣，但是都沒有確認它是元素。（感覺上舍勒錯過了不少東西）

拉瓦節在法國大革命的恐怖統治時期（Reign of Terror）被捕，原因只是因為他擁有了農場（Ferme générale）向農民收租。當時他的夫人（Marie-Anne Paulze Lavoisier）努力的營救他，提出許多拉瓦節在科學上的重大貢獻，希望政府能讓他繼續他的研究；但是據說當時的法官的回答是：「共和國不需要科學家，也不需要化學家；但是正義不能被延遲！」（La République n'a pas besoin de savants ni de chimistes ; le cours de la justice ne peut être suspendu.(The Republic needs neither scientists nor chemists; the course of justice cannot be delayed.)），於是他在1794年的五月八日上了斷頭臺。

他去世以後，他的夫人努力保存他的筆記本、為他出書，使他在科學上的發現得以被保存與承認。許多他的筆記本，現在都在康乃爾大學（Cornell University）。

參考文獻：

George Johnson。2009。十項最美的實驗。臉譜出版。