ยูเรีย57-13-6
คุณสมบัติทางเคมี
- ยูเรียเรียกอีกอย่างว่าคาร์บาไมด์ (เนื่องจากเป็นไดอะไมด์ของกรดคาร์บอนิก) เป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีสูตรทางเคมี CO(NH2)2.เอไมด์นี้มีสองหมู่อะมิโน (–NH2) เข้าร่วมด้วยหมู่ฟังก์ชันคาร์บอนิล (–C(=O)–)ดังนั้นจึงเป็นเอไมด์ที่ง่ายที่สุดของกรดคาร์บามิก
- ยูเรียสามารถทําปฏิกิริยากับกรดเพื่อสร้างเกลือได้ มันมีการไฮโดรไลซิส สามารถผ่านปฏิกิริยาการควบแน่นที่อุณหภูมิสูงเพื่อสร้างกรดบิยูเรต ไตรยูเรต และไซยานูริก
- ยูเรียสามารถไฮโดรไลซ์เพื่อสร้างแอมโมเนียและคาร์บอนไดออกไซด์ภายใต้การกระทําของกรดด่างและเอนไซม์ (กรดและด่างต้องได้รับความร้อน)
- ยูเรียมีความเสถียรที่อุณหภูมิและความดันห้อง ไม่เสถียรต่อความร้อนและจะ deaminate เพื่อสร้าง biuret เมื่อถูกความร้อนถึง 150 ~ 160 °C คอปเปอร์ซัลเฟตและบิยูเรตทําปฏิกิริยาเพื่อสร้างสีม่วง ซึ่งสามารถใช้ระบุยูเรียได้ [3] หากได้รับความร้อนอย่างรวดเร็ว มันจะ deaminate และ trimerize เพื่อสร้างกรดไซยานูริกที่เป็นวงแหวนหกสมาชิก (กลไก: ขั้นแรก deaminate เพื่อสร้างกรดไอโซไซยานิก (HN = C = O) จากนั้นไตรเมอไรซ์)
- สามารถทําปฏิกิริยากับอะซิทิลคลอไรด์หรืออะซิติกแอนไฮไดรด์เพื่อสร้างอะซิทิลยูเรียและไดอะซิทิลยูเรีย
- ทําปฏิกิริยากับไดเอทิลมาโลเนตภายใต้การกระทําของโซเดียมเอทอกไซด์เพื่อสร้างมาโลนิลยูเรีย (หรือที่เรียกว่ากรดบาร์บิทูริกเนื่องจากมีความเป็นกรดบางอย่าง)
- 00:58
- เรซินยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์: เรซินที่ผลิตโดยปฏิกิริยาของยูเรียและฟอร์มาลดีไฮด์
- ภายใต้การกระทําของตัวเร่งปฏิกิริยาอัลคาไลน์เช่นน้ําแอมโมเนียสามารถทําปฏิกิริยากับฟอร์มาลดีไฮด์และควบแน่นเป็นเรซินยูเรียฟอร์มาลดีไฮด์
ใช้
- เกษตรกรรม: มากกว่า 90% ของการผลิตยูเรียทางอุตสาหกรรมของโลกถูกกําหนดให้ใช้เป็นปุ๋ยที่ปล่อยไนโตรเจน
- เร ซิ น: ยูเรียเป็นวัตถุดิบในการผลิตเรซินที่มีฟอร์มาลดีไฮด์ เช่น UF, MUF และ MUPF ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในแผงไม้ เช่น พาร์ติเคิลบอร์ด แผ่นใยไม้อัด OSB และไม้อัด
- ระเบิด: ยูเรียสามารถใช้ทําปฏิกิริยากับกรดไนตริกเพื่อสร้างยูเรียไนเตรต ซึ่งเป็นวัตถุระเบิดสูงที่ใช้ในอุตสาหกรรมและเป็นส่วนหนึ่งของอุปกรณ์ระเบิดชั่วคราว
- ระบบรถยนต์: ยูเรียใช้ในปฏิกิริยา Selective Non-Catalytic Reduction (SNCR) และ Selective Catalytic Reduction (SCR) เพื่อลดมลพิษ NOx ในก๊าซไอเสียจากการเผาไหม้จากเครื่องยนต์ดีเซล
- การใช้งานอื่น ๆ อีกมากมาย
วิธีการเตรียม
วิธีแคล
เซียมไซยานาไมด์ยูเรียผลิตขึ้นในเชิงอุตสาหกรรมโดยใช้แคลเซียมไซยานาไมด์เป็นวัตถุดิบ ภายใต้การกระทําของกรดซัลฟิวริกแคลเซียมไซยานาไมด์จะสร้างไซยานาไมด์ซึ่งจะทําปฏิกิริยากับน้ําเพื่อสร้างยูเรีย สมการปฏิกิริยามีดังนี้
อย่างไรก็ตาม ยังไม่ได้นําไปใช้ในวงกว้างในอุตสาหกรรม เนื่องจากความยากลําบากในการรับวัตถุดิบ ความเป็นพิษ ความยากลําบากในการควบคุมสภาวะปฏิกิริยา และเศรษฐกิจที่ไม่สมเหตุสมผล
วิธี
CO2ในปี พ.ศ. 2465 โรงงาน Farben Oppau ของเยอรมนีได้สร้างอุปกรณ์อุตสาหกรรมเครื่องแรกของโลกสําหรับการผลิตยูเรียโดยใช้แอมโมเนียและคาร์บอนไดออกไซด์เป็นวัตถุดิบ ซึ่งเป็นพื้นฐานของเทคโนโลยีการผลิตยูเรียสมัยใหม่ ในอุตสาหกรรมยูเรียถูกเตรียมภายใต้อุณหภูมิสูงและความดันสูงโดยใช้คาร์บอนไดออกไซด์และแอมโมเนียเหลวเป็นวัตถุดิบ สมการทางเคมีมีดังนี้
เนื่องจากข้อดีของวัตถุดิบที่หาได้ง่ายอัตราการใช้อะตอมสูงความเข้มข้นของผลิตภัณฑ์สูงสภาวะปฏิกิริยาที่ควบคุมได้และการไหลของกระบวนการที่เรียบง่ายวิธีนี้จึงใช้กันอย่างแพร่หลายในโลกในการเตรียมยูเรียโดยตรงโดยใช้แอมโมเนียและคาร์บอนไดออกไซด์
กระบวนการเตรียมยูเรียโดยใช้คาร์บอนไดออกไซด์เป็นวัตถุดิบสามารถแบ่งออกเป็นวิธีการหมุนเวียนเต็มสารละลายในน้ําวิธีการลอกคาร์บอนไดออกไซด์และวิธีการลอกแอมโมเนีย ค่าใช้จ่ายของวิธีการหมุนเวียนเต็มของสารละลายในน้ําค่อนข้างสูง วิธีการลอกคาร์บอนไดออกไซด์มีอุปกรณ์น้อยกว่ากระบวนการที่ง่ายกว่าและใช้พลังงานต่ํากว่าวิธีเดิม เมื่อเทียบกับวิธีการปอกแอมโมเนียมีข้อดีของแรงดันปอกที่ต่ํากว่าและประสิทธิภาพการปอกที่สูงขึ้น ดังนั้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาโรงงานยูเรียใหม่ส่วนใหญ่และการปรับปรุงโรงงานยูเรียขนาดใหญ่จึงนํากระบวนการนี้มาใช้
คุณสมบัติ
สูตรเคมี | CO(NH2)2 |
มวลโมลาร์ | 60.06 ก./โมล |
ลักษณะ | ของแข็งสีขาว |
ความหนาแน่น | 1.32 กรัม / ซม3 |
จุดหลอมเหลว | 133 ถึง 135 °C (271 ถึง 275 °F; 406 ถึง 408 K) |
จุดเดือด | ย่อยสลาย |
ความสามารถในการละลายในน้ํา | 545 ก./ลิตร (ที่ 25 °C) |
สภาพละลายได้ | กลีเซอรอล 500 กรัม/ลิตร เอทานอล 50 กรัม/ลิตร ~4 กรัม/ลิตร อะซิโทไนไตรล์ |
ความเป็นพื้นฐาน (pKb) | 13.9 |
กรดคอนจูเกต | ยูโรเนียม |
ความไวต่อแม่เหล็ก (χ) | −33.4·10−6 เซนติเมตร3/โมล |