Uree - școală de chimie

uree

solid cristalin incolor și inodor [1]

foarte bun în apă:

uree (Latină și engleză uree ), diamida acidului carbonic chimic, este un compus organic care este produs de multe ființe vii ca produs final al metabolismului compușilor azotati (de exemplu aminoacizi) în așa-numitul ciclu al ureei și excretat în urină. Ureea pură este un solid alb, cristalin, netoxic și inofensiv igienic care nu trebuie confundat cu acidul uric.

poveste

Ureea a fost sintetizată pentru prima dată în 1828 de Friedrich Wöhler prin reacția cianatului de potasiu și a sulfatului de amoniu. Ureea este considerată a fi primul compus organic care a fost sintetizat din materii prime anorganice.

Acest lucru a contrazis noțiunea pe atunci răspândită conform căreia substanțele organice, în esență, doar de la viețuitoare prin așa-numitele „Vis vitalis” (Forța vieții) ar putea fi produsă. Strict vorbind, încă din 1824, F. Wöhler a demonstrat prin hidroliza dicianului în acid oxalic că sinteza moleculelor organice nu necesită „forță de viață”. [7]

Importanța fiziologică

Ureea se formează în metabolismul proteinelor și aminoacizilor și este una dintre substanțele care necesită urină. La mamifere, broaște țestoase, unii pești și la amfibieni adulți este cea mai importantă formă de excreție a azotului conținut în proteine.Păsările și majoritatea reptilelor produc în schimb acid uric; Mormolile, majoritatea speciilor de pești și alte animale acvatice excretă azotul ca amoniac.

Amoniacul este produs atunci când aminoacizii sunt descompuși și, în concentrații corespunzătoare ridicate, are un efect toxic asupra celulelor. Pentru a contracara creșterea concentrației de amoniac, aceasta este transformată în uree netoxică prin ciclul ureei și eliminată prin rinichi.

Boli precum insuficiența renală acută sau cronică, precum și insuficiența diabetică a funcției renale, pot duce la creșterea nivelului de uree în ser/plasmă (valoare normală: 10-50 mg/dl).

Perturbări și particularități

Un aport ridicat de proteine duce la creșterea valorilor ureei chiar și cu funcția renală normală, ceea ce îl face un parametru renal rău. În insuficiența renală (pre) terminală, concentrația de uree în ser este mai potrivită pentru a evalua severitatea uremiei decât concentrația serică de creatinină.

Aplicații

Datorită conținutului său ridicat de azot de 46,62%, ureea este cel mai important îngrășământ cu azot la nivel mondial.

Ureea este adesea utilizată ca factor de umiditate în produsele cosmetice datorită capacității sale ridicate de legare a apei. În farmacie, ureea este cunoscută sub numele de cheratolitic. Această proprietate este utilizată în diverse rețete. De exemplu, are un efect foarte concentrat (40%) în paste, împreună cu un agent antifungic (antimicotic) împotriva ciupercii unghiilor (onicomicoză), prin care ureea înmoaie unghia, astfel încât substanța infectată a unghiei să poată fi îndepărtată bucată cu bucată. De asemenea, este utilizat ca hidratant în unguente pentru combaterea eczemelor atopice și a bolilor lichene.

Producătorii de țigări adaugă uree tutunului, astfel încât nicotina să poată fi mai bine absorbită prin creșterea valorii pH-ului în plămâni. Acest lucru crește efectul țigărilor presupuse mai ușoare.

Ureea poate fi folosită și ca înlocuitor al sării de drum, dar acest lucru nu este economic datorită prețului său mai ridicat. La Viena, utilizarea acestuia în acest sens - ceea ce duce la supra-fertilizarea solului - este interzisă [8] .

Ureea este utilizată pentru a reduce oxizii de azot din gazele de eșapament de la centralele electrice și motoarele cu ardere internă. Procesul SNCR (reducere selectivă necatalitică) este utilizat în centrale electrice - în principal în sisteme mai mici. În așa-numitul proces SCR (reducere catalitică selectivă), care este utilizat în centralele electrice și tot mai mult și în tehnologia vehiculelor, ureea sau amoniacul sunt injectate în fluxul fierbinte de gaze de evacuare. Ureea se descompune în amoniac, care reduce oxizii de azot într-un convertor catalitic din aval. În ingineria auto, se utilizează o soluție apoasă cu un conținut de uree de 32,5%, cunoscută sub denumirea comercială AdBlue. Consumul de soluție de uree este de aproximativ 2 până la 8% din consumul de combustibil.

Ureea se adaugă în alimente ca stabilizator. În UE este etichetat ca aditiv alimentar E 927b aprobat numai pentru gumă de mestecat fără adaos de zahăr.

Ureea joacă un rol de furnizor de proteine în hrana pentru bovine de lapte.

Adăugarea de uree în concentrații mai mari la soluțiile apoase duce la o denaturare a proteinelor; ureea acționează, așadar, ca un denaturant sau ca un compus haotropic. Concentrațiile mici de uree pot, totuși, să aibă efectul opus, și anume să crească efectul hidrofob și astfel să stabilizeze structura proteinelor. [9]

caracteristici

Când este încălzită peste punctul de topire, ureea se condensează pentru a forma biuret, despărțind amoniacul (NH3):

Ureea reacționează cu enzima urează pentru a forma dioxid de carbon și amoniac.

Fabricarea industrială

Ureea este produsă industrial în cantități mari (2004: 127 milioane t în întreaga lume) și este utilizată de ex. B. ca îngrășământ cu azot sau ca agent de reducere a NOx în procesul SNCR. Prima fabrică a fost comandată de BASF în 1922. Carbamatul de amoniu format într-un reactor de înaltă presiune în prima etapă la 150 bari a fost apoi divizat termic în uree în descompunători. Excesul de amoniac a fost folosit pentru a produce sulfat de amoniu și azotat de amoniu ca îngrășământ. La sfârșitul anilor 1920, procesul a fost îmbunătățit și excesul de amoniac a fost readus în procesul de producție. Din aceasta s-au dezvoltat diverse procese de ciclu total. Ceea ce au în comun toate procesele este că carbamatul de amoniu format exoterm într-un reactor la presiune ridicată este transformat endotermic în uree în etapele ulterioare de descompunere la presiune scăzută și gazele în exces sunt returnate în reactor, motiv pentru care se folosesc astăzi procese economice de stripare.

În țările cu rezerve mari de gaze naturale, care în trecut erau adesea pur și simplu evazate, gazul natural este acum transformat în uree. Acest lucru este realizat de plante mari care utilizează gaze naturale, aer și apă în etapele procesului de producție a hidrogenului → producerea amoniacului → sinteza ureei și, în cele din urmă, a ureei. (Strict vorbind, materiile prime menționate sunt transformate într-un gaz de proces format din H2, N2 și CO2, din care CO2 este îndepărtat. Hidrogenul și azotul sunt apoi transformate în amoniac. Hidrogenul pur nu apare în acest lanț). Doar 2/3 din CO2 separat pentru producerea de amoniac este legat de uree. Ureea, care se obține inițial în soluție, este transformată în granule și vândută în pungi sau în vrac. Cele mai mari plante din lume produc în jur de 4.000 de tone de uree pe zi.

$ \ mathrmCOO \ rbrack NH_4> $ Amoniacul și dioxidul de carbon reacționează exoterm pentru a forma carbamat de amoniu. $ \ mathrmCOO \ rbrack NH_4 \ longrightarrow H_2NCONH_2 + H_2O> $ Carbamatul de amoniu reacționează endotermic pentru a forma uree și apă.

O utilizare industrială a ureei este producerea de melamină, care este de ex. B. este procesat cu formaldehidă în rășini sintetice și rășini uree-formaldehidice (rășină uree, așa-numitele rășini UF), z. B. să fie utilizat pentru producția de PAL.

Ureea ca mineral

Ureea a fost găsită în 1973 ca mineral secundar natural la Toppin Hill de pe lacul Rason (Australia de Vest). A fost recunoscut ca un mineral independent de către Asociația Internațională Mineralogică (IMA). Conform sistematicii mineralelor conform Strunz (ediția a IX-a), acestea sunt listate ca „Compuși organici diversi” în sistemul nr. „10.CA.35”. Sistematica mineralelor conform lui Dana, care este frecventă și în țările vorbitoare de limbă engleză, enumeră mineralul sub sistemul nr. „50.4.6.1”. [10] [11] [12] Ureea cristalizează în sistemul de cristale tetragonale. Se dezvoltă cristale în formă de ac, incolore până la galben pal sau maro pal. [13]

Ureea este o componentă a urinei sau a excrementelor păsărilor și liliecilor și, prin urmare, este o componentă în guano și liliac guano (Chiropterit) [14]. Ca mineral, ureea nu este stabilă și se poate forma numai în condiții aride.