Карбамид

Карбамид
Имена
По IUPAC	Карбамид
Други	Карбонилдиамид Диамид Урея Пиагран
Свойства
Формула	CH₄N₂O
Моларна маса	60,032 u
Плътност	1,32 g/cm³
Точка на топене	132,7 °C
Точка на кипене	174 °C
pKa	0,18
Термохимия
Стандартна енталпия на образуване	−333,3 kJ/mol
Идентификатори
CAS номер	57-13-6
PubChem	1176
ChemSpider	1143
DrugBank	DB03904
KEGG	D00023
MeSH	D014508
ChEBI	16199
ChEMBL	CHEMBL985
RTECS	YR6250000
ATC	D02AE01
SMILES	C(=O)(N)N
InChI	InChI=1S/CH4N2O/c2-1(3)4/h(H4,2,3,4)
InChI ключ	XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N
UNII	8W8T17847W
Gmelin	1378
Данните са при стандартно състояние на материалите (25 °C, 100 kPa), освен ако не е указано друго.
Карбамид в Общомедия

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

Карбамидът е първото синтетично получено органично съединение. Открит е през 1773 г. от френския химик Илер Руел (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 природен 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 добавя 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

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

амониевият карбамат се разпада до карбамид и вода

Това е т. нар. процес на Бош – Майзер, 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 азота от въздуха до получаване на амоняк, а въглеродният монооксид с кислорода – до получаване на въглероден диоксид. По тази причина основните суровини за производството на карбамид са природен газ, въздух и вода.