Карбамид

Карбамид
Обща информация
Систематично име	Карбамид
Други имена	Карбонилдиамид Диамид Урея Пиагран
Молекулна формула	CH4N2O
SMILES
Моларна маса	60,06 g/mol
Външен вид	кристали
CAS номер	[57-13-6]
Свойства
Плътност и фаза	1,3230 g.cm−3, твърда
Разтворимост във вода	1000 g·l−1 (20 °C)
В етанол	50 g·l−1 (20 °C)
Точка на топене	132.5 – 134.5 °C
Точка на кипене
Киселинност (pKa)
Вискозитет
Диполен момент
Опасности
Основни опасности	?
Точка на възпламеняване
Допълнителни данни
Структура и свойства	n, εr, и др.
Термодинамични данни	Фазово поведение Твърдо състояние, течност, газ
Спектрални данни	УВ, ИЧ, ЯМР, МС
Сродни съединения
Сродни съединения
Освен където е обявено друго, данните са дадени за материали в стандартно състояние (при 25 °C, 100 kPa) Права и справки

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.

История

Файл:Urea3D.png

модел на карбамида.

Карбамидът е първото синтетично получено органично съединение. Открит е през 1773 г. от Hilaire Rouelle. През 1828 г. е синтезиран за първи път от Фридрих Вьолер при реакция на калиев цианат и амониев сулфат:

Това противоречало на тогавашното схващане, че органичните съединения могат да се синтезират само от живи същества чрез така наречената „жива сила“ (vis vitalis) Това поставя началото на органичната химия.

Физиология

Карбамид 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

Поради 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.):

Износ по страни

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

Внос по страни

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 природна 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 добявя 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

При 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

Карбамидът се произвежда индустриално в големи количества, около 100 млн. тона годишно. Например през 2004 г. в света са произведени 127 млн. тона карбамид.

Уравнения:

$\mathrm {2\ NH_{3}+CO_{2}\longrightarrow \lbrack H_{2}N{-}CO{-}O\rbrack NH_{4}}$

от амоняк и въглероден диоксид се получава амониев карбамат.

$\mathrm {\lbrack H_{2}N{-}CO{-}O\rbrack NH_{4}\longrightarrow H_{2}N{-}CO{-}NH_{2}+H_{2}O}$

амониевия карбамат се разпада до карбамид и вода.

Това е т. нар. процес на Бош—Майзер (Bosch—Meiser), 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 азот от въздуха до получаване на амоняк, а въглеродният монооксид с кислород до получаване на въглероден диоксид. По тази причина основните суровини за производството на карбамид са природна газ, въздух и вода.