Urea #CAS57-13-6

Urea #CAS57-13-6

Molekul urea adalah planar dalam struktur hablur, tetapi geometri di sekeliling atom nitrogen adalah piramid dalam struktur tenaga minimum fasa gas. Dalam urea pepejal, pusat oksigen terlibat dalam dua ikatan hidrogen N-H-O. Rangkaian ikatan hidrogen yang padat dan menguntungkan dari segi tenaga ini mungkin terbentuk dengan mengorbankan pembungkusan molekul yang cekap: strukturnya agak terbuka, pita-pita membentuk terowong dengan keratan rentas segi empat sama. Karbon dalam urea digambarkan sebagai terhibridisasi sp2, ikatan C-N mempunyai ciri ikatan berganda yang ketara, dan oksigen karbonil bersifat bes berbanding, contohnya, formaldehid. Keterlarutan urea yang tinggi dalam air mencerminkan keupayaannya untuk terlibat dalam ikatan hidrogen yang meluas dengan air.

Urea yang larut dalam air berada dalam keseimbangan dengan ammonium sianat isomerik. Aktiviti ion asid isosianik yang terhasil memang menyebabkan karbamilasi (pembentukan karbamida rantai panjang, membebaskan molekul ammonia sebagai hasil sampingan) protein jika protein juga hadir dalam larutan. Tindak balas karbamilasi mungkin berlaku pada suhu tinggi walaupun tanpa pemangkin. Pada suhu bilik, larutan urea dalam air mudah mengalami tindak balas penguraian yang sama dengan kehadiran urease. Pengisomeran urea dalam larutan pada suhu bilik tanpa pemangkin ialah proses yang perlahan (mengambil masa berhari-hari untuk mencapai keseimbangan), dan larutan yang baru disediakan serta tidak dipanaskan mempunyai kadar karbamilasi yang boleh diabaikan. Urea boleh bertindak balas dengan alkohol untuk membentuk uretana dan bertindak balas dengan ester malonik untuk menghasilkan asid barbiturik.

Aplikasi Urea

Pertanian menggunakan
Lebih daripada 90% pengeluaran industri urea dunia adalah untuk digunakan sebagai baja pembebas nitrogen. Urea mempunyai kandungan nitrogen tertinggi antara semua baja nitrogen pepejal yang biasa digunakan. Oleh itu, ia mempunyai kos pengangkutan terendah bagi setiap unit nutrien nitrogen.

Di dalam tanah, ia dihidrolisiskan semula kepada ammonia dan karbon dioksida. Ammonia dioksidakan oleh bakteria dalam tanah kepada nitrat, yang boleh diserap oleh tumbuhan. Urea juga digunakan dalam banyak formulasi baja pepejal berbilang komponen. Urea sangat larut dalam air, oleh itu, sangat sesuai untuk digunakan dalam larutan baja (bersama dengan ammonium nitrat: UAN), contohnya, dalam baja ‘makanan foliar’. Untuk kegunaan baja, butiran lebih disukai kerana taburan saiz zarahnya yang lebih sempit, satu kelebihan untuk penggunaan mekanikal. Kekotoran paling biasa dalam urea sintetik, biuret, mesti hadir pada kurang daripada 2 peratus, kerana ia menjejaskan pertumbuhan tumbuhan.

Farmaseutikal
Urea dan asid malonik bertindak balas untuk membentuk asid barbiturik. Ini ditemui oleh Adolf Bayer pada tahun 1864. Tetapi barbiturat tidak dieksploitasi sebagai hipnotik sehingga awal tahun 1900-an. Urea juga digunakan dalam pengeluaran pelbagai asilurea dan uretana untuk digunakan sebagai sedatif dan hipnotik. Industri kimia
Urea ialah bahan mentah untuk pembuatan dua kelas bahan utama: resin urea-formaldehid dan urea-melamin-formaldehid yang digunakan dalam papan lapis marin. Kesemuanya mempunyai kegunaan yang sangat pelbagai termasuk pelekat, laminat, sebatian pengacuan, salutan dan kemasan tekstil.
Urea mempunyai keupayaan untuk memerangkap banyak sebatian organik dalam bentuk klatrat. Sebatian organik tersebut dipegang dalam saluran yang dibentuk oleh heliks saling menembusi yang terdiri daripada molekul urea berikatan hidrogen. Tingkah laku ini boleh digunakan untuk memisahkan campuran, dan telah digunakan dalam pengeluaran bahan api penerbangan dan minyak pelincir, serta dalam pemisahan parafin.
Memandangkan heliks saling bersambung, semua heliks dalam sesuatu hablur mesti mempunyai kiralan molekul yang sama. Ini ditentukan apabila hablur dinukleasikan dan oleh itu boleh dipaksa melalui pembenihan. Hablur yang terhasil telah digunakan untuk mengasingkan campuran rasemik.

Kegunaan makmal
Urea dalam kepekatan sehingga 10 M ialah penyahasli protein yang berkuasa kerana ia mengganggu ikatan bukan kovalen dalam protein. Sifat ini boleh dieksploitasi untuk meningkatkan keterlarutan sesetengah protein. Campuran urea dan kolin klorida digunakan sebagai pelarut eutektik dalam, sejenis cecair ionik.
Urea pada dasarnya boleh berfungsi sebagai sumber hidrogen untuk penjanaan kuasa seterusnya dalam sel bahan api. Urea yang terdapat dalam air kencing/air sisa boleh digunakan secara langsung (walaupun bakteria biasanya cepat menguraikan urea.) Menghasilkan hidrogen melalui elektrolisis larutan urea berlaku pada voltan yang lebih rendah (0.37 V) dan seterusnya menggunakan kurang tenaga berbanding elektrolisis air (1.2 V).
Urea dalam kepekatan sehingga 8 M boleh digunakan untuk menjadikan tisu otak terfiksasi telus kepada cahaya nampak sambil masih mengekalkan isyarat pendarfluor daripada sel berlabel. Ini membolehkan pengimejan proses neuron yang jauh lebih mendalam berbanding yang sebelum ini boleh diperoleh menggunakan mikroskop konfokal satu foton atau dua foton konvensional.

Sistem automobil

Urea digunakan dalam tindak balas SNCR dan SCR untuk mengurangkan bahan pencemar NOx dalam gas ekzos daripada pembakaran, contohnya, daripada loji kuasa dan enjin diesel. Sistem BlueTec, sebagai contoh, menyuntik larutan urea berasaskan air ke dalam sistem ekzos. Ammonia yang dihasilkan daripada penguraian urea bertindak balas dengan pelepasan nitrogen oksida dan ditukar menjadi nitrogen dan air di dalam penukar pemangkin.

Rajah 9 Gambar rajah garis kereta di atas yang menggambarkan lima elemen utama dalam reka bentuk sistem ekzos.
1 Mangkin pengoksidaan digunakan untuk menyingkirkan hidrokarbon yang tidak diingini, memastikan ia dioksidakan kepada karbon dioksida dan air. Mangkin ini biasanya berasaskan platinum atau paladium.
2 Dikenali sebagai penukar pemangkin NOx, ia mengandungi aluminium oksida yang pada permukaannya terdapat platinum dan barium oksida. Ia memerangkap oksida nitrogen. Apabila pepejal itu tepu dengan oksida tersebut, hidrokarbon yang tidak terbakar dibenarkan mengalir melaluinya, menukar sebahagian besar campuran itu kepada nitrogen, karbon dioksida dan wap air.
3 Penapis yang memerangkap zarah (kepingan kecil karbon dan pepejal lain).
4 Tangki yang mengandungi larutan urea.
5 Penukar pemangkin SCR yang mengandungi mangkin lain, contohnya oksida vanadium (atau tungsten) pada titanium dioksida, yang membolehkan gas ekzos, yang masih mengandungi sedikit oksida nitrogen, bertindak balas dengan ammonia yang terbentuk daripada larutan urea, untuk menghasilkan gas ekzos yang hanya mempunyai kesan surih oksida tersebut. Dengan kebenaran baik Daimler AG

Lain-lain
Penstabil dalam bahan letupan nitroselulosa
Komponen makanan haiwan, menyediakan sumber nitrogen yang agak murah untuk menggalakkan pertumbuhan
Alternatif tidak menghakis kepada garam batu untuk penyahaisan jalan, dan permukaan semula separuh paip snowboarding dan taman terrain
Bahan tambahan penambah perisa untuk rokok
Bahan utama dalam penghilang bulu seperti Nair atau Veet
Agen pemerangan dalam pretzel yang dihasilkan di kilang
Bahan dalam sesetengah perapi rambut, pencuci muka, minyak mandi, pelembut kulit, dan losyen
Bahan tindak balas dalam sesetengah kompres sejuk sedia guna untuk kegunaan pertolongan cemas, disebabkan tindak balas endotermik yang terhasil apabila dicampur dengan air
Agen pembenihan awan, bersama-sama dengan garam lain
Agen kalis api, biasanya digunakan dalam cas pemadam api kimia kering seperti campuran urea-kalium bikarbonat.
Bahan dalam banyak produk pemutihan gigi
Bahan dalam sabun pinggan
Bersama ammonium fosfat, sebagai nutrien yis, untuk penapaian gula menjadi etanol
Nutrien yang digunakan oleh plankton dalam eksperimen pemupukan lautan untuk tujuan geokejuruteraan
Sebagai bahan tambahan untuk memanjangkan suhu kerja dan masa terbuka gam kulit

Sebagai bahan tambahan yang meningkatkan keterlarutan dan mengekalkan kelembapan dalam mandian pewarna untuk pencelupan atau percetakan tekstil

Fakta FaktoPameran Kilang dan Peralatan