Карбамид
Карбамид (също урея или карбонилдиамид; да не се бърка с пикочна киселина) е органично съединение, краен продукт на обмяната на веществата при много животни, получен при разграждането на азотните съединения (напр. аминокиселини). Отделя се чрез урината. Чистият карбамид е бяло кристално вещество със слаб мирис на амоняк.
| Карбамид | |
| Имена | |
|---|---|
| По IUPAC | Карбамид |
| Други | Карбонилдиамид Диамид Урея Пиагран |
| Свойства | |
| Формула | CH₄N₂O |
| Моларна маса | 60,032 u[1] |
| Плътност | 1,32 g/cm³ |
| Точка на топене | 132,7 °C |
| Точка на кипене | 174 °C |
| pKa | 0,18[2] |
| Термохимия | |
| Стандартна енталпия на образуване | −333,3 kJ/mol |
| Идентификатори | |
| CAS номер | 57-13-6 |
| PubChem | 1176 |
| ChemSpider | 1143 |
| DrugBank | DB03904 |
| KEGG | D00023 |
| MeSH | D014508 |
| ChEBI | 16199 |
| ChEMBL | CHEMBL985 |
| RTECS | YR6250000 |
| ATC | D02AE01 |
| SMILES | C(=O)(N)N |
| InChI | InChI=1S/CH4N2O/c2-1(3)4/h(H4,2,3,4) |
| InChI ключ | XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N |
| UNII | 8W8T17847W |
| Gmelin | 1378 |
| Данните са при стандартно състояние на материалите (25 °C, 100 kPa), освен ако не е указано друго. | |
| Карбамид в Общомедия | |
История
редактиранеКарбамидът е първото синтетично получено органично съединение. Открит е през 1773 г. от френския химик Илер Руел (Hilaire Rouelle). През 1828 г. е синтезиран за първи път от Фридрих Вьолер при реакция на калиев цианат и амониев сулфат:[3]
Това противоречало на тогавашното схващане, че органичните съединения могат да се синтезират само от живи същества чрез така наречената „жива сила“ (vis vitalis).[4] Това поставя началото на органичната химия.
Физиология
редактиранеКарбамид се получава при белтъчната обмяна на веществата. За да се избегне отделянето на амоняк (NH3) при разграждането на белтъците, техните аминогрупи се свързват в черния дроб към безвредната молекула на карбамида.
Приложение
редактиранеПоради високото си съдържание на азот (46%) и сравнително по-ниските транспортни разходи карбамидът е най-значимият азотен тор в световен мащаб. От предимство е и сравнително бавното усвояване от растенията. За разлика от карбамида, повечето други азотни торове (нитратни, амониеви) са много добре разтворими във вода, бързо се измиват при обилни валежи и попадат в подпочвените води. По тази причина голяма част от произведения карбамид се използва като азотен тор.
В таблиците по-долу са дадени данни за износа и вноса на карбамид по страни (най-големите вносители, съответно износители за 2018 г.):
| Страна | Износ 2018 милиона тона |
Износ 2005 милиона тона |
|---|---|---|
| Русия | 6,96 | 4,57 |
| Катар | 4,98 | 1,97 |
| Египет | 4,11 | 0,016 |
| Оман | 3,43 | 0,82 |
| Саудитска Арабия | 3,41 | 1,81 |
| Китай | 2,45 | 1,57 |
| Страна | Внос 2018 милиона тона |
Внос 2005 милиона тона |
|---|---|---|
| Бразилия | 5,53 | 1,56 |
| Индия | 5,46 | 1,58 |
| САЩ | 3,12 | 5,62 |
| Тайланд | 2,45 | 1,59 |
| Турция | 2,20 | 0,81 |
| Австралия | 1,86 | 1,15 |
Тъй като основната суровина за производството на карбамид е природен газ, страните с големи запаси на газ са обикновено и най-големите износители.
Друго значимо приложение е производството на карбамидформалдехидни смоли (аминопласти). Освен това той се прилага в медицината в различни козметични смеси за омекотяване на кожата, ноктите и др.
Карбамидът може да се използва като хранителна добавка (E927b) при производството на дъвка. В различни фуражни смеси се добавя като източник на азот, което ускорява образуването на белтъци/мускулна маса.
Карбамидът е основната съставка на AdBlue, реагент, който се използва за редуциране на емисиите на азотни оксиди при дизеловите двигатели.
Свойства
редактиранеПри нагряването на карбамид може да се получи биурет:
При тази реакция се отделя една молекула амоняк. Биуретът е отровен за някои растения, затова съдържанието му в карбамида, използван като тор, се редуцира.
Индустриален синтез
редактиранеКарбамидът се произвежда индустриално в големи количества, около 100 млн. тона годишно.[4] Например през 2004 г. в света са произведени 127 млн. тона карбамид.
Уравнения:
- от амоняк и въглероден диоксид се получава амониев карбамат
- амониевият карбамат се разпада до карбамид и вода
Това е т. нар. процес на Бош – Майзер, разработен през 1922 г. Сумарният топлинен ефект е положителен.
Амонякът и въглеродният диоксид за производството на карбамид се получават при непълно изгаряне на природен газ. При това първо се получават водород и въглероден монооксид. Водородът реагира с азота от въздуха до получаване на амоняк, а въглеродният монооксид с кислорода – до получаване на въглероден диоксид. По тази причина основните суровини за производството на карбамид са природен газ, въздух и вода.
Източници
редактиране- ↑ urea // PubChem. Посетен на 19 октомври 2016 г. (на английски)
- ↑ chemanalytica.com
- ↑ Kyriacos Nicolaou, Montagnon, „Molecules That Changed The World“, Wiley-VCH, isbn = 978-3-527-30983-2
- ↑ а б Galatzer-Levy, R. M. (1976) „Psychic Energy, A Historical Perspective“. Ann Psychoanal 4:41 – 61.
- ↑ knoema.com; Посетен на 12.04.2021 г.
- ↑ knoema.com; Посетен на 12.04.2021 г.