Мочевина плюс вода реакция

Мочевина плюс вода реакция

Карбамид (мочевина) — минеральное удобрение с амидной формой азота. Это самое распространенное в мире высококонцентрированное азотное удобрение (46,3 %) .

Карбамид (мочевина) является высокоэффективным минеральным удобрением. В настоящее время в России производится два вида этого продукта: карбамид марки А и карбамид марки Б.

Карбамид марки А применяется в различных отраслях промышленности (преимущественно — в химии пластмасс и бытовой химии) при изготовлении клея, смол, пластмасс.

Карбамид марки Б пользуется огромным спросом в сельском хозяйстве, используется в животноводстве в качестве кормовой добавки.

Он относится к классу минеральных азотных удобрений, может применяться для всех видов выращиваемых сельскохозяйственных культур на любых почвах.

Если сравнивать карбамид марки Б с другими видами минеральных удобрений, то это вещество содержит самый высокий процент азота и позволяет значительно повысить урожаи.

Удельный вес мочевины в производстве азотных удобрений в России составляет 29 – 32 %.

Формула карбамида

Химическая формула — H₂N-CO-NH₂

Модель молекулы карбамида

Состав карбамида

Молекулярная масса – 60,06.

Физические свойства карбамида

Карбамид (в чистом виде) — диамид угольной кислоты, представляет собой бесцветные кристаллы без запаха. Температура плавления вещества составляет 132,7 0 C, он легко растворяется в полярных растворителях (воде, спирте, жидком аммиаке, сернистом ангидриде), при снижении полярности растворителя растворимость падает.

Карбамид нерастворим в неполярных растворителях (алканах, хлороформе). При нормальных условиях пожаро- и взрывобезопасен, не горюч.

Выпускается в гранулированном виде, белые гранулы с желтоватым или сероватым оттенком, размером от 1 до 4 мм.

Гранулированная мочевина обладает отличными физическими характеристиками: не слеживается, сохраняет хорошую рассеиваемость. Применяется под все сельскохозяйственные культуры в виде раствора, как для основного внесения, так и для некорневой подкормки.

В последнее время появилась мочевина в таблетированной форме, более удобная для хранения удобрения (из-за оболочки не происходит испарений азота). Таблетки мочевины покрыты слоем плохо растворимого вещества. Благодаря этому замедляется процесс взаимодействия компонентов подкормки с землей и в растениях концентрация нитратов остается в пределах нормы.

Карбамид используется для корневых и внекорневых подкормок, а также для борьбы с вредителями и болезнями.

Мочевина, в отличие от других азотистых удобрений, имеет высокую концентрацию активных веществ. В результате контакта с микроорганизмами, которые содержатся в грунте, мочевина трансформируется в аммиачную форму азота, а затем в нитратную.

Мочевина наиболее эффективно применять в жидком виде, в этом случае активные химические вещества не обжигают листья.

Химические свойства карбамида

При нагревании до 150°C и выше мочевина превращается в NH₄NCO, затем NH₃ и CO₂, биурет, циануровую кислоту.

В разбавленных растворах при 200°C возможен полный гидролиз мочевины с образованием NH₃ и CO₂.

Получение карбамида

В настоящее время из всех известных способов получения карбамида промышленное значение получил процесс синтеза мочевины из аммиака и диоксида углерода по способу, разработанному в 1868 году русским химиком А.И. Базаровым.

Аммиак и углекислый газ нагревают до температуры 130-140°С и давлении 200 атм.

По этой причине производства мочевины совмещают с аммиачными производствами (т. к. аммиак – один из компонентов, требуемых для осуществления методики Базарова).

Впервые в промышленном масштабе прямой синтез карбамида удалось осуществить лишь в 1920 г. фирмой «И. Г. Фарбениндустри» (Германия).

Мочевина является первым органическим веществом, полученным синтетическим путем.

А знаете ли вы?

Пищевая добавка – E927b — это карбамид. Применяется для производства жевательной резинки.

Используется для улучшения качества муки и хлебобулочной продукции.

Находит свое применение карбамид и в косметологии — в частности он необходим при промышленном изготовлении средств по уходу за волосами и кожей.

Источник

Карбамид (мочевина)

Минеральные удобрения , статья из раздела: Базовые удобрения

Карбамид (мочевина)

Мочевина , диамид угольной кислоты

P

K

Ca

Mg

S

Fe

Микроэлементы, %

Sе

Ag

B

Mo

Mn

Cu

Zn

Co

I

V

Карбамид (мочевина) – удобрение с амидной формой азота. Это самое концентрированное из всех азотных удобрений. Выпускается в гранулированном виде. Гранулированная мочевина обладает отличными физическими характеристиками: не слеживается, сохраняет хорошую рассеиваемость. Применяется под все сельскохозяйственные культуры в виде раствора, как для основного внесения, так и для некорневой подкормки.

Мочевина используется в качестве компонента для производства сложных удобрений и новых видов медленно действующих азотных удобрений. [5]

Нажмите на фотографию для увеличения

Содержание:

Физические и химические свойства

Карбамид (в чистом виде)

• Растворимость в воде (в 100 г): при +20°C – 51,8 г, при +60°C – 71,7 г, при +120 °C – 95,0 г.
• Карбамид растворим в метаноле, этаноле, изопропаноле, изобутаноле, этилацитате, не растворим в хлороформе.
• Мочевина способна образовывать соединения с включением неорганических веществ и с органическими веществами.
• Температура плавления – +132,7°C.
• Плотность при +25°C – 1330 кг/м 3
• При нагревании до 150°C и выше карбамид превращается в NH₄NCO, затем NH₃ и CO₂, биурет, циануровую кислоту.
• В разбавленных растворах при 200°C возможен полный гидролиз мочевины с образованием NH₃ и CO₂. [7]

Карбамид (удобрение)

• Массовая доля биурета не должна превышать 1,4 %.
• Массовая доля воды по методу высушивания – не более 0,3 %.
• Рассыпчатость – не менее 100 %. [3]

Удобрения , содержащие Карбамид

Применение

Выпускается две марки карбамида: А – для промышленности и Б – для растениеводства. [3]

Сельское хозяйство

Карбамид применяют под все сельскохозяйственные культуры в качестве основного удобрения (для основного внесения), для ранневесенней подкормки озимых культур с немедленной заделкой в почву, а также для подкормки овощных и пропашных культур при помощи культиваторов-растениепитателей. Карбамид идеально подходит для некорневых подкормок растений [8] и фертигации. [6]

Зарегистрированные и допущеные к использованию в сельском хозяйстве на территории России марки карбамида размещены в таблице справа. [4]

Промышленность

Карбамид используется в промышленности в качестве сырья при изготовлении смол, клеев, а также в животноводстве в качестве кормовой добавки. [3]

Поведение в почве

Мочевина в почве растворяется почвенным раствором и под влиянием уробактерий, выделяющих уразу (пециальный фермент), за два-три дня аммонифицируется и превращается в углекислый аммоний:

Углекислый аммоний – соединение нестойкое, на воздухе разлагается, образуя бикарбонат аммония и аммиака:

По этой причине при внесении мочевины без заделки в почву в отсутствие осадков часть азота в виде аммиака теряется. Такие потери значительнее в почвах с нейтральной и щелочной реакцией.

Углекислый аммоний, заделанный в почву, подвергается гидролизу. При этом образуется бикарбонат аммония и гидроксид аммония:

Образующийся при внесении в почву карбомида аммоний поглощается коллоидной фракцией и постепенно усваивается растениями. Установлено, что мочевина может быть поглощена корнями и листьями растений без предварительного превращения. Но существует опасность вымывания из почвы мочевины, не прошедшей аммонификацию.

По мере процесса аммонификации мочевины происходит временное локальное подщелачивание почвы из-за гидролиза углекислого аммония. По истечении некоторого времени аммоний подвергается нитрификации, образуя кислоту и двигая реакцию в сторону подкисления:

Таким образом, карбамид является биологически кислым удобрением. Но после усвоения растениями азота из данного удобрения в почве не остается ни кислотных, ни щелочных остатков. [2]

Источник

Химический справочник
Растворимость карбамида в воде

Растворимость карбамида в воде

Температура, °С	Растворимость, % (масс.)
0	40,00
7	44,00
17	50,00
20	51,83
25	54,58
30	57,18
35	59,87
40	63,80
45	64,72
50	67,23
55	69,58
60	71,88
65	74,11
70	76,28
75,3	77,56
84,4	81,42
93,8	85,24
95,0	87,00
104,4	89,64
107,0	90,00
109,9	91,78
115,3	93,78
120	95,00

× Источник: Справочник азотчика. 2-е изд. перераб. — М: Химия, 1987. С. 248

Источник

Мочевина

Мочевина
Систематическое наименование	Диамид угольной кислоты
Традиционные названия	Мочевина, карбамид
Хим. формула	(NH2)2CO
Состояние	белые кристаллы
Молярная масса	60.07 г/моль
Плотность	1,32 г/см³
Т. плав.	132.7 °C
Т. кип.	с разложением 174 °C
Энтальпия образования	-333,3 кДж/моль
pKa	0,18
Растворимость в воде	108 (20 °C)
ГОСТ	ГОСТ 6691-77 ГОСТ 2081-2010 ГОСТ 2081-92
Рег. номер CAS	57-13-6
PubChem	1176
Рег. номер EINECS	200-315-5
SMILES
Кодекс Алиментариус	E927b
RTECS	YR6250000
ChEBI	16199
ChemSpider	1143
Приводятся данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иного.

Мочевина (карбамид) — химическое соединение, диамид угольной кислоты. Белые кристаллы, растворимые в полярных растворителях (воде, этаноле, жидком аммиаке).

Содержание

• 1 Исторические сведения
• 2 Свойства и реакционная способность
  • 2.1 Физические свойства
  • 2.2 Нуклеофильность
  • 2.3 Электрофильность
  • 2.4 Комплексообразование
• 3 Биологическое значение
• 4 Промышленный синтез и использование
• 5 Удобрение
• 6 Детекция

Исторические сведения

Впервые была обнаружена в моче. Особое значение мочевине в истории органической химии придал факт её синтеза из неорганических веществ Фридрихом Вёлером в 1828 году:

Это превращение является первым синтезом органического соединения из неорганического. Вёлер получил мочевину нагревом цианата аммония, полученного реакцией взаимодействия цианата калия с сульфатом аммония. Это событие нанесло первый удар по витализму — учению о жизненной силе.

Свойства и реакционная способность

Физические свойства

Бесцветные кристаллы без запаха, кристаллическая решётка тетрагональная сингония (а = 0,566 нм, b = 0,4712 нм, c = 2); претерпевает полиморфные превращения кристаллов.

Мочевина хорошо растворима в полярных растворителях (воде, жидком аммиаке и сернистом ангидриде), при снижении полярности растворителя растворимость падает. Мочевина нерастворима в неполярных растворителях (алканах, хлороформе).

Растворимость (г в 100 г растворителя):

• в воде — 108 (20 °C)
• в жидком аммиаке — 49,2 (20 °C, 709 кПа), 90 (100 °C, 1267 кПа);
• в метаноле — 22 (20 °C);
• в этаноле — 5,4 (20 °C);
• в изопропаноле — 2,6 (20 °C);
• в изобутаноле — 6,2 (20 °C);
• в этилацетате — 0,08 (25 °C);
• в хлороформе —

0 (не растворяется).

Нуклеофильность

Реакционная способность мочевины типична для амидов: оба атома азота являются нуклеофилами, то есть мочевина образует соли с сильными кислотами, нитрование с образованием N-нитромочевины, галогенируется с образованием N-галогенпроизводных. Мочевина алкилируется, образуя соответствующие N-алкилмочевины RNHCONH₂ , взаимодействует с альдегидами, образуя производные 1-аминоспиртов RC(OH)NHCONH₂ .

В жёстких условиях мочевина ацилируется хлорангидридами карбоновых кислот с образованием уреидов (N-ацилмочевин):

Взаимодействие мочевины с дикарбоновыми кислотами и их производными (сложными эфирами и т. п.) ведёт к образованию циклических уреидов и широко используется в синтезе гетероциклических соединений; так, взаимодействие с щавелевой кислотой ведёт к парабановой кислоте, а реакция с эфирами замещённых малоновых кислот — к 1,3,5-триоксипиримидинам — производным барбитурата, широко применявшимся в качестве снотворных препаратов:

В водном растворе мочевина гидролизуется с образованием аммиака и углекислого газа, что обуславливает её применения в качестве минерального удобрения.

Электрофильность

Карбонильный атом углерода в мочевине слабоэлектрофилен, однако спирты способны вытеснять из мочевины аммиак, образуя уретаны:

К этому же классу реакций относится взаимодействие мочевины с аминами, ведущее к образованию алкилмочевин:

и реакция с гидразином с образованием семикарбазида:

образование при нагревании биурета H₂NCONHCONH₂ .

Комплексообразование

Мочевина образует комплексы — включения (клатраты) со многими соединениями, например с перекисью водорода CO(NH₂)₂ ⋅ H₂O₂ , используемой как удобная и безопасная форма «сухого» пероксида водорода (гидроперит). Способность мочевины образовывать комплексы включения с алканами используется для депарафинизации нефти. Причём мочевина образует комплексы только с Н-алканами, ибо разветвлённые углеводородные цепи не могут пройти в цилиндрические каналы кристаллов мочевины.

Недавно обнаружена способность мочевины образовывать глубокоэвтектические растворы при смешении с хлоридом холина, хлоридом цинка и некоторыми другими веществами. Такие смеси имеют температуру плавления заметно ниже по сравнению с исходными веществами (часто даже ниже комнатной температуры).

Биологическое значение

Мочевина является конечным продуктом метаболизма белка у млекопитающих и некоторых рыб.

Производные нитрозомочевин находят применение в фармакологии в качестве противоопухолевых препаратов.

Анализ на мочевину входит в биохимический анализ крови. Нормы:

• дети до 14 лет — 1,8—6,4 ммоль/л
• взрослые до 60 лет — 2,5—8,32 ммоль/л
• взрослые старше 60 лет — 2,9—7,5 ммоль/л

Промышленный синтез и использование

Ежегодное производство мочевины в мире составляет примерно 100 миллионов тонн.

В промышленности мочевина синтезируется реакцией Базарова из аммиака и углекислого газа при температуре 130—140 °C и давлении 200 атм.:

По этой причине производства мочевины совмещают с аммиачными производствами.

Мочевина является крупнотоннажным продуктом, используемым, в основном, как азотное удобрение (содержание азота 46 %) и выпускается, в этом качестве, в устойчивом к слёживанию гранулированном виде.

Другим важным промышленным применением мочевины является синтез мочевино-альдегидных (в первую очередь мочевино-формальдегидных) смол, широко использующихся в качестве адгезивов в производстве древесно-волокнистых плит (ДВП) и мебельном производстве. Производные мочевины — эффективные гербициды.

Мочевина также применяется для очистки дымовых газов тепловых электростанций, котельных, мусоросжигательных заводов, дизельных двигателей внутреннего сгорания и т. п. от оксидов азота:

Карбамид зарегистрирован в качестве пищевой добавки E927b. Используется, в частности, в производстве жевательной резинки.

Удобрение

Мочевина содержит 46,63 % азота по массе. Бактерии выделяют фермент уреазу, который катализирует превращение мочевины в аммиак и углекислый газ.

Аммиак далее окисляется бактериями рода Nitrosomonas в нитрит:

Далее бактерии рода Nitrobacter окисляют нитрит в нитрат:

Растения поглощают из почвы ионы аммония и нитрат-ионы.

Детекция

Для обнаружения мочевины используют появление желто-зелёного окрашивания при взаимодействии определяемого раствора с п-диметил-аминобензальдегидом в присутствии соляной кислоты. Предел обнаружения 2 мг/л.

Источник