Мочевина57-13-6
Химические свойства
- Мочевина, также называемая карбамидом (потому что она является диамидом угольной кислоты), представляет собой органическое соединение с химической формулой CO(NH2)2. Этот амид имеет две аминогруппы (–NH2), соединенный карбонильной функциональной группой (–C(=O)–). Таким образом, это простейший амид карбаминовой кислоты.
- Мочевина может вступать в реакцию с кислотой с образованием солей. Обладает гидролизом. Может подвергаться реакции конденсации при высокой температуре с образованием биурета, триурета и циануровой кислоты.
- Мочевина может гидролизоваться с образованием аммиака и углекислого газа под действием кислоты, щелочи и фермента (кислоту и щелочь нужно нагревать).
- Мочевина стабильна при комнатной температуре и давлении. Она неустойчива к нагреванию и при нагревании до 150 ~ 160 °C дезаминируется с образованием биурета. Сульфат меди и биурет вступают в реакцию с образованием фиолетового цвета, который можно использовать для идентификации мочевины [3]. При быстром нагревании он будет дезаминировать и тримеризоваться с образованием шестичленного кольцевого соединения циануровой кислоты. (Механизм: сначала дезаминировать с образованием изоциановой кислоты (HN=C=O), затем тримеризовать.)
- Он может вступать в реакцию с ацетилхлоридом или уксусным ангидридом с образованием ацетилуреи и диацетилмочевины.
- Он вступает в реакцию с диэтилмалонатом под действием этоксида натрия с образованием малонилмочевины (также известной как барбитуровая кислота, поскольку обладает определенной кислотностью).
- 00:58
- Карбамидоформальдегидная смола: смола, получаемая в результате реакции мочевины и формальдегида
- Под действием щелочных катализаторов, таких как аммиачная вода, он может вступать в реакцию с формальдегидом и конденсироваться в карбамидоформальдегидную смолу.
Использует
- Сельское хозяйство: Более 90% мирового промышленного производства карбамида предназначено для использования в качестве азотного удобрения.
- Смолы: Карбамид является сырьем для производства смол на основе формальдегида, таких как UF, MUF и MUPF, используемых в основном в древесных плитах, например, древесностружечных плитах, древесноволокнистых плитах, OSB и фанере.
- Взрывчатка: Мочевина может быть использована в реакции с азотной кислотой для получения нитрата мочевины, взрывчатого вещества, которое используется в промышленности и в составе некоторых самодельных взрывных устройств.
- Автомобильные системы: Мочевина используется в реакциях селективного некаталитического восстановления (SNCR) и селективного каталитического восстановления (SCR) для снижения содержания загрязняющих веществ NOx в выхлопных газах при сгорании дизельных, двухтопливных двигателей и двигателей, работающих на обедненном природном газе.
- Множество других применений.
Способ приготовления
Метод
цианамида кальция Карбамид производится промышленным способом с использованием цианамида кальция в качестве сырья. Под действием серной кислоты цианамид кальция образует цианамид, который затем вступает в реакцию с водой с образованием мочевины. Уравнение реакции выглядит следующим образом:
Однако оно не применялось в широких масштабах в промышленных масштабах из-за сложности получения сырья, токсичности, сложности управления условиями реакции и неразумной экономии.
Метод
CO2В 1922 году на немецком заводе Farben Oppau было построено первое в мире промышленное устройство для производства карбамида с использованием аммиака и углекислого газа в качестве сырья, что является основой современной технологии производства карбамида. В промышленности карбамид готовят при высокой температуре и высоком давлении с использованием в качестве сырья углекислого газа и жидкого аммиака. Его химическое уравнение выглядит следующим образом
Благодаря таким преимуществам, как легкая доступность сырья, высокая степень утилизации атомов, высокая концентрация продукта, контролируемые условия реакции и простой технологический процесс, этот метод в настоящее время широко используется в мире для непосредственного приготовления карбамида с использованием аммиака и углекислого газа.
Процесс приготовления мочевины с использованием углекислого газа в качестве сырья можно разделить на метод полной циркуляции водного раствора, метод отпаривания углекислым газом и метод отпаривания аммиака. Стоимость метода полной циркуляции водного раствора относительно высока. Метод отпарки углекислым газом требует меньшего количества оборудования, более простых процессов и более низкого энергопотребления, чем первый. По сравнению с методом отпарки аммиаком, он имеет преимущества более низкого давления отпарки и более высокой эффективности отпарки. Поэтому в последние годы большинство новых заводов по производству карбамида и крупномасштабных реконструкций заводов по производству карбамида переняли этот процесс.
Свойства
Химическая формула | CO(NH2)2 |
Молярное образование | 60,06 г/моль |
Внешность | Белое твердое |
Плотность | 1,32 г/см3 |
Точка плавления | 133–135 °C (271–275 °F; 406–408 K) |
Точка кипения | Разлагается |
Растворимость в воде | 545 г/л (при 25 °C) |
Растворимость | 500 г/л глицерин 50 г/л этанол ~4 г/л ацетонитрила |
Базичность (pKb) | 13.9 |
Конъюгированная кислота | Уроний |
Магнитная восприимчивость (χ) | −33,4·10−6см3/моль |